Донор голубой крови, деликатес и бывшее удобрение – кто такой мечехвост
Если бы мечехвоста не существовало, его стоило бы выдумать Джоан Роулинг для своей книги о фантастических тварях. Во-первых, у него ценная голубая кровь, которая сворачивается при контакте с ядами. Во-вторых, он может выявлять отравления и тестировать медицинские препараты. В-третьих, незавидная судьба мечехвоста привела к тому, что его холят и лелеют сейчас, пытаясь изучить уникальные адаптационные способности. О ходячей медицинской пробирке возрастом в сотни миллионов лет – в нашей статье.
Мечехвоста (лат. Limulus polyphemus) иногда называют «живым ископаемым», потому что облик современного краба идентичен окаменелостям его предков. Подковообразные крабы, наряду с крокодилами и черепахами, относятся к древним обитателям планеты: их предки жили еще до динозавров. За 300 млн лет сменилось несколько геологических эпох, но мечехвоста эти перемены не затронули. Он живет тихой и размеренной жизнью на глубине от 10 до 40 м, предпочитая илистые участки дна. Живет недолго – до 20 лет, никаких вечностей или столетий. Но сделать успевает много.
В латинском названии краба есть слово polyphemus – «многоглазый». Американские мечехвосты имеют 11 глаз: два больших боковых сложных глаза (в каждом около 1000 кластеров фоторецепторов), три пары дополнительных простых глаз, срединные глазковые, а также боковые и срединные личиночные. Рот краба почти полностью спрятан среди ног, и, кроме того, мечехвост совершенно беззуб. Поэтому и рацион у него скудный – питается червяками, устрицами, падалью, водорослями и рыбьей икрой.
Фото: Didier Descouens, wikimedia.org
Несмотря на свое название, подковообразные крабы более тесно связаны с пауками, чем с крабами. Имя они получили благодаря длинному хвостовому шипу, расположенному сзади. Покрытый зазубринами хвост помогает мечехвосту возвращаться в нормальное положение, когда его опрокидывают морские волны.
Жители Таиланда любят лакомиться икрой мечехвоста, что часто приводит к спорадическим отравлениям – из-за содержания в ней нейротоксина.
Мечехвосты способны переносить низкий уровень кислорода в загрязненных водах. Кровь у них синего цвета – из-за дыхательного пигмента гемоцианина, содержащего медь. Список беспозвоночных «голубых кровей» достаточно внушителен: аристократами можно считать ракообразных, пауков и скорпионов, отдельные виды моллюсков. На большой глубине, где мало кислорода, гемоцианин лучше гемоглобина переносит кислород. Кроме необычного цвета, кровь мечехвоста обладает несколькими уникальными качествами. При контакте с бактериями или грязью (например, при порезах) она сворачивается, превращаясь в своего рода желе. Такое полезное свойство помогает организму уберечься от заразы: желеобразная кровь локализуется возле раны, и инфекция не распространяется дальше.
Ученые из малайзийского университета Теренггану в 2019 году опубликовали в журнале National Geographic статью, в которой говорится, что сыворотка, полученная из крови мечехвоста, помогает выявить причины отравления, поскольку она чувствительна к ядам некоторых бактерий и грибов. Исследователи выяснили, что бактерии-симбионты мечехвостов выделяют активные вещества, что позволяет использовать их в качестве антибиотиков, не причиняя вреда популяции самих крабов.
greenqueen.com
Ежегодно тысячи мечехвостов вылавливают в море и отправляют в лаборатории, где у них забирают немного крови, а затем отпускают на волю. Реактив, добываемый из гемолимфы мечехвостов, сокращенно называют LAL (лизат амебоцитов limulus). Литр этого вещества стоит около $15 тыс. Лаборатории используют LAL для тестирования медицинских инструментов, имплантатов, фармацевтических препаратов – всего, что контактирует с человеческой кровью. Мечехвосты «помогают» проверять новые препараты на наличие токсинов, в том числе и вакцины против коронавируса. Для этого есть и синтетический метод, но мечехвосты пока все же популярнее.
В XX веке мечехвостов добывали тоннами, чтобы получать из них удобрение, богатое азотистыми веществами. Для переработки чаще всего использовались панцири: их выпаривали, сушили, перемалывали, а затем удобряли получившимся субстратом сельскохозяйственные поля. Конечно, такое отношение сильно сократило популяцию, большая часть видов вымерла – осталось всего четыре: те, что обитают в мелководной морской зоне от Дальнего Востока России до Юго-Восточной Азии, а еще на Атлантическом побережье Северной Америки.
Истребление мечехвоста может навредить другим животным: они поддерживают баланс в экологической системе. Крупные животные питаются его икрой, мелкие используют его тело как убежище. В тесной зависимости от краба находятся пиявки, рыбы, крабы других видов, черепахи и мигрирующие птицы, которым так нужны силы на перелет.
Фото: Sean Crane, National Geographic, seancrane.com
Сегодня мечехвостов уже не используют как удобрение, но донорство крови не проходит для них бесследно: некоторые особи умирают или перестают плодиться. Мечехвосты вымирают повсюду – от Америки до Японии. Их пытаются сохранить: например, в Америке установлены квоты на вылов этих крабов (впрочем, лимфу фармацевтические компании могут выкачивать сколько угодно). Но инициативы защитников природы не слишком влияют на положение Limulus polyphemus. Пока у нас есть необходимость в лекарствах, нам нужны и они.
Источник
Детектор инфекций: почему вымирают мечехвосты
Сотни тысяч мечехвостов истекают кровью ради человечества. Готовы ли мы хотя бы посочувствовать им или вскоре окончательно уничтожим животных, история которых насчитывает сотни миллионов лет?
Кто такие мечехвосты
Мечехвосты — это дальние родственники подковообразных крабов, и хотя, им ближе паукообразные. У них достаточно необычная для современных животных внешность: они достигают 60 сантиметров в длину, у них 10 глаз, и самое главное — они живут на Земле более 300 млн лет!
Если для людей голубая кровь — это метафора на аристократические корни, то у мечехвостов на самом деле бледно-голубая кровь, и она очень ценится в фармакологии и спасает нам здоровье. Люди очень сильно зависят от этих древних животных, вернее, от их крови, которую, среди прочего, используют для выявления чистоты медицинских препаратов, а теперь еще и для создания потенциальной вакцины от коронавируса.
Как берут кровь у мечехвостов
Меган Оуинс вылавливает из воды мечехвоста и сгибает его твердый панцирь почти пополам, открывая мягкую белую мембрану. Вводит под нее иглу и забирает немного крови: «Видите, какая голубая?» – показывает она шприц на просвет. Действительно, голубая: жидкость сияет глубокой лазурью. Закончив демонстрацию, Меган выдавливает кровь обратно в контейнер.У меня едва не перехватывает дыхание: «Вы только что выбросили несколько тысяч долларов!» – и это не преувеличение. Стоимость крови (точнее говоря, гемолимфы) этих членистоногих на американском рынке доходит до 15 тыс. долл. за кварту (0,9 л). Эта голубая жидкость широко используется для обнаружения потенциально опасных бактерий в лекарственных средствах, на медицинской технике и имплантатах. Будь то раствор инсулина, искусственное колено или хирургический скальпель, гемолимфа мечехвостов позволяет почти моментально обнаружить инфекционный агент.
Это обеспечивает ей большой и неутолимый рыночный спрос. Каждый год для ее забора из океана вылавливают около 575 тыс. членистоногих. Это количество не может расти бесконечно, и среди специалистов все громче звучат голоса тех, кто озабочен столь варварской эксплуатацией животных, которым и без того угрожает вымирание. Обычно из них выкачивают около трети крови, после чего отпускают в воду восстанавливаться. Подход считается гуманным, хотя на деле никто не знает, сколько животных выживает после такого вынужденного донорства.Этой проблемой и занимается Меган Оуинс вместе со специалистами в области физиологии животных Вином Уотсоном из Университета Нью-Гэмпшира и Кристофером Чеботом из Плимутского университета. Они пытаются оценить те испытания и сложности, с которыми сопряжены для мечехвостов операции по забору крови. Эксперимент, который провели трое ученых, максимально точно копирует «производственный процесс».28 мечехвостов, выловленных в Атлантике, близ устья реки Пискатака в Нью-Гэмпшире, поместили в контейнеры и «забыли» под солнцем, потрясли пару часов в автомобиле и оставили на целую ночь, затем взяли кровь и снова оставили в контейнерах до утра – так, как это делают работники предприятий, собирая гемолимфу в промышленных масштабах. Однако, прежде чем выпустить несчастных животных на волю, биологи закрепили на их панцирях акустические маячки.
Мечехвостов ловят сетями или просто собирают во время отлива. Хранят и транспортируют их в пластиковых контейнерах с морской водой, а для извлечения крови устанавливают на специальные стойки.
Выражение признательности
Бактерии разделяются на две крупные группы в соответствии с методом, который датский микробиолог Ганс Кристиан Грам предложил еще в конце XIX века. Главное отличие между ними заключается в строении клеточной стенки. Грамотрицательные бактерии (например, кишечная палочка E. coli) по Граму не окрашиваются: их клеточная стенка имеет дополнительную защитную мембрану, которая содержит сложные липополисахариды и не пропускает внутрь анилиновые красители. А вот стенки грамположительных бактерий (например, стафилококков) устроены проще. Мембраны у них нет, краситель проникает в клеточную стенку и «застревает» в ней. При окраске по Граму такие клетки приобретают фиолетовый цвет.Когда грамотрицательная клетка гибнет, липополисахариды высвобождаются, превращаясь в опасные для здоровья эндотоксины. Эти соединения неубиваемы, почти как зомби. Они переносят даже сильное нагревание и другие тяжелые условия, при которых идет производство и стерилизация медицинских препаратов и инструментов. Попав в организм, эндотоксины способны запустить иммунную систему на всю мощь, вызвав гиперактивацию вплоть до септического шока. Поэтому их так важно обнаружить заранее.
Тут и вступает в дело гемолимфа мечехвостов Limulus: полученный из нее лизат амебоцитов (Limulus amebocyte lysate, LAL) свертывается при малейшем контакте с эндотоксинами. И хотя многие участники рынка считают, что 15 тыс. долл. за литр – это слишком много, высокую стоимость LAL можно назвать своеобразной формой признательности за то значение, которое она играет в спасении человеческих жизней. По словам одного защитника природы, «каждый человек, каждый ребенок, каждое домашнее животное на нашей планете – все, кто прибегал к помощи медицины, так или иначе обязаны мечехвостам».
Скрытая угроза
С животными суши легче: оценить воздействие на них человека зачастую можно невооруженным глазом. Как чувствуют себя обитатели морей, мы часто не видим, а то и вовсе не желаем знать. В море мы сбрасываем мусор, туда же сливаем сточные воды: что происходит на глубине – остается на глубине. Так же выходит и с мечехвостами. Никто не знает, насколько травматичен для них забор крови, способны ли животные перенести несколько таких процедур или хотя бы одну. Впрочем, поводы для беспокойства имеются.
Для добычи гемолимфы мечехвостов извлекают из моря на 24–72 часа, в течение которых они переживают серьезный стресс.
Источник