Hunderttausende von Pfeilschwanzkrebsen bluten für die Menschheit. Sind wir bereit, zumindest mit ihnen zu sympathisieren, oder werden wir die Tiere, deren Geschichte Hunderte von Millionen von Jahren zurückreicht, bald vollständig zerstören?
Megan Owins fischt eine Pfeilschwanzkrebs aus dem Wasser und faltet ihre harte Schale fast in zwei Hälften, wodurch eine weiche weiße Membran sichtbar wird. Er führt eine Nadel darunter ein und nimmt etwas Blut: "Sehen Sie, wie blau sie ist?" - Sie zeigt die Spritze dem Licht. In der Tat blau: Die Flüssigkeit leuchtet mit einem tiefen Azurblau. Nach Abschluss der Demonstration drückt Megan das Blut zurück in den Behälter.
Ich halte fast den Atem an: "Du hast nur ein paar tausend Dollar weggeworfen!" - und das ist keine Übertreibung. Die Blutkosten (genauer gesagt Hämolymphe) dieser Arthropoden auf dem amerikanischen Markt erreichen 15.000 Dollar pro Quart (0,9 Liter). Diese blaue Flüssigkeit wird häufig zum Nachweis potenziell schädlicher Bakterien in Pharmazeutika, medizinischen Geräten und Implantaten verwendet. Ob es sich um eine Insulinlösung, ein künstliches Knie oder ein chirurgisches Skalpell handelt, mit der Hämolymphe von Pfeilschwanzkrebsen kann ein Infektionserreger fast sofort erkannt werden.
Dies bietet ihm eine große und unstillbare Marktnachfrage. Jedes Jahr werden etwa 575.000 Arthropoden für ihre Sammlung aus dem Meer gefangen. Diese Zahl kann nicht auf unbestimmte Zeit wachsen, und unter Fachleuten sind die Stimmen derjenigen, die sich mit einer solchen barbarischen Ausbeutung von Tieren befassen, die bereits vom Aussterben bedroht sind, immer lauter. Normalerweise wird etwa ein Drittel des Blutes aus ihnen herausgepumpt, wonach sie ins Wasser gelangen, um sich zu erholen. Der Ansatz wird als human angesehen, obwohl in Wirklichkeit niemand weiß, wie viele Tiere nach einer solchen erzwungenen Spende überleben.
Dieses Problem wird von Megan Owins zusammen mit Experten auf dem Gebiet der Tierphysiologie, Vin Watson von der University of New Hampshire und Christopher Chebot von der University of Plymouth angesprochen. Sie versuchen, die Herausforderungen und Herausforderungen für Pfeilschwanzkrebse zu bewerten, indem sie Blut sammeln. Das Experiment, das von drei Wissenschaftlern durchgeführt wurde, wiederholt den "Produktionsprozess" so genau wie möglich.
28 Pfeilschwanzkrebse, die im Atlantik nahe der Mündung des Piscataca in New Hampshire gefangen wurden, wurden in Behälter gelegt und in der Sonne "vergessen", einige Stunden in einem Auto geschüttelt und über Nacht stehen gelassen, dann nahmen sie Blut und ließen sie bis zum Morgen wieder in Behältern - also, wie die Arbeiter von Unternehmen, die Hämolymphe im industriellen Maßstab sammeln. Bevor die unglücklichen Tiere in die Wildnis entlassen wurden, befestigten Biologen akustische Leuchtfeuer an ihren Schalen.
Pfeilschwanzkrebse werden mit Netzen gefangen oder einfach bei Ebbe gesammelt. Sie werden in Plastikbehältern mit Meerwasser gelagert und transportiert und auf speziellen Gestellen zur Blutentnahme installiert.
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Danksagung
Bakterien werden nach der vom dänischen Mikrobiologen Hans Christian Gram Ende des 19. Jahrhunderts vorgeschlagenen Methode in zwei große Gruppen eingeteilt. Der Hauptunterschied zwischen ihnen liegt in der Struktur der Zellwand. Gramnegative Bakterien (z. B. E. coli) färben sich nicht nach Gram: Ihre Zellwand verfügt über eine zusätzliche Schutzmembran, die komplexe Lipopolysaccharide enthält und keine Anilinfarbstoffe nach innen gelangen lässt. Die Wände von grampositiven Bakterien (zum Beispiel Staphylokokken) sind jedoch einfacher. Sie haben keine Membranen, der Farbstoff dringt in die Zellwand ein und "bleibt darin stecken". Bei Färbung nach Gram werden diese Zellen lila.
Wenn eine gramnegative Zelle stirbt, werden die Lipopolysaccharide freigesetzt und verwandeln sich in gesundheitsschädliche Endotoxine. Diese Verbindungen sind unzerstörbar, fast wie Zombies. Sie können sogar extremer Hitze und anderen rauen Bedingungen standhalten, unter denen die Herstellung und Sterilisation von medizinischen Produkten und Instrumenten stattfindet. Im Körper können Endotoxine das Immunsystem mit voller Kapazität auslösen und eine Hyperaktivierung bis hin zu einem septischen Schock verursachen. Daher ist es so wichtig, sie im Voraus zu finden.
Hier kommt die Hämolymphe der Pfeilschwanzkrebse Limulus ins Spiel: Das daraus gewonnene Amöbozytenlysat (Limulus Amöbozytenlysat, LAL) koaguliert beim geringsten Kontakt mit Endotoxinen. Obwohl viele Marktteilnehmer der Meinung sind, dass 15.000 USD pro Liter zu viel sind, können die hohen Kosten von LAL als eine Form der Wertschätzung für den Wert beschrieben werden, den es für die Rettung von Leben spielt. Mit den Worten eines Naturschützers: "Jeder Mensch, jedes Kind, jedes Haustier auf unserem Planeten - jeder, der auf medizinische Hilfe zurückgegriffen hat, schuldet auf die eine oder andere Weise Pfeilschwanzkrebsen."
Versteckte Bedrohung
Bei Tieren ist Land einfacher: Es ist oft möglich, die Auswirkungen von Menschen auf sie mit bloßem Auge zu beurteilen. Wie sich die Bewohner der Meere fühlen, sehen wir oft nicht oder wollen es gar nicht wissen. Wir werfen Müll ins Meer und leiten dort Abwasser ab: Was in der Tiefe passiert, bleibt in der Tiefe. Das gleiche gilt für Pfeilschwanzkrebse. Niemand weiß, wie traumatisch die Blutentnahme für ihn ist, ob Tiere in der Lage sind, mehrere solcher Verfahren oder mindestens eines durchzuführen. Es gibt jedoch Gründe zur Besorgnis.
Zur Extraktion von Hämolymphen werden Pfeilschwanzkrebse für 24-72 Stunden aus dem Meer entfernt, während derer sie starkem Stress ausgesetzt sind.
Die Internationale Union für Naturschutz, die eine Liste der bedrohten Tier- und Pflanzenarten führt, hat 2012 einen speziellen Unterausschuss zur Bewertung des Zustands von Pfeilschwanzkrebsen eingerichtet. Aufgrund seiner Arbeit befanden sich diese Tiere in einer gefährdeten Position. Im Vergleich zur vorherigen Schätzung von 1996 haben sie einen Schritt in Richtung Aussterben getan. Die nächste Station ist "in Gefahr", und der Bericht des Unterausschusses wies darauf hin. Nach Prognosen von Wissenschaftlern wird die Zahl der Pfeilschwanzkrebse bis zur Mitte des Jahrhunderts um ein Drittel sinken.
Und das gilt nicht nur für die Tiere der amerikanischen Küste. Die im asiatischen Pazifik verbreiteten Pfeilschwanzkrebse Tachypleus werden auch häufig zur Herstellung von Amöbozytenlysat (TAL) gefischt. Aufgrund des massiven Fangs verschwinden sie bereits in den Gewässern von China, Japan, Taiwan und Singapur. Experten befürchten, dass sich Lysatproduzenten, wenn Tachypleus vollständig verschwindet, Hufeisenkrabben zuwenden, die in anderen Regionen des Ozeans leben und diesen Populationen den Tod bringen.
Pfeilschwanzkrebse - entfernte aquatische Verwandte von Spinnentieren und nicht sehr erfolgreich: Die überwiegende Mehrheit dieser Arthropodenarten ist bereits ausgestorben. In den flachen Gewässern leben heute vier Arten von Pfeilschwanzkrebsen, deren "Blut" zur Prüfung der Sterilität von Arzneimitteln und Geräten verwendet wird.
Datenfang
Alle 45 Sekunden geben die von Megan Owins installierten Beacons eine Reihe von akustischen Signalen aus, die der Sensor aus einer Entfernung von 300 bis 400 m wahrnehmen kann. Mit jedem Signal können Sie eine bestimmte Person identifizieren, ihre Tiefe und Aktivität in den letzten 45 Sekunden bestimmen. Ein oder zwei Mal pro Woche wagen sich Owins und Watson in die Bucht, nehmen aufgezeichnete Messwerte auf und bewegen Sensoren, um die langsamen Wanderungen von Pfeilschwanzkrebsen zu verfolgen.
In der Mitte der Bucht erreicht die Tiefe 20 m, aber die Tiere versuchen, näher am flachen Wasser zu bleiben. Nach einigen Minuten Schwimmen ziehen die Wissenschaftler ein mit Algen bewachsenes Kabel heraus, an dem einer der Sensoren befestigt ist. Megan verbindet einen Laptop über Bluetooth damit und beginnt mit dem Herunterladen von Daten. Seit dem letzten Besuch hat das Gerät etwa 19.000 Signale aufgezeichnet. Das Gerät schließt und wird zurück ins Wasser geschickt: Wissenschaftler brauchen nur Informationen. Dies kann jedoch nicht über Fischer gesagt werden.
Quoten für die Produktion von Pfeilschwanzkrebsen vor der Atlantikküste der Vereinigten Staaten werden von der Marine Fisheries Commission (ASMFC) vergeben. Ihre strengen Richtlinien gelten jedoch nur für Tiere, die dann geschlachtet und zum Fangen von Aalen als Nahrung verwendet werden. Biomedizinische Unternehmen können so viel ernten, wie sie möchten, und der Fang von Pfeilschwanzkrebsen für diese Zwecke wächst rasant - von 130.000 im Jahr 1989 auf 483.000 im Jahr 2017. Darüber hinaus erhalten LAL-Produzenten auch das Blut von Arthropoden, die an Aale verfüttert werden: Die Zahl dieser Tiere lag 2017 nach verschiedenen Schätzungen zwischen 40,6 und 95,2 Tausend.
Die ASMFC-Fischereikommission ist nicht befugt, einen solchen Abbau zu regeln. Dieser Bereich hat direkte Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit und erfordert die Einbeziehung der mächtigen Food and Drug Administration (FDA), um einzugreifen. Die LAL-Hersteller tun jedoch ihr Bestes, um dies zu verhindern.
Keine Kontrolle
„Wir haben es geschafft, uns von Quoten zu befreien“, gibt Thomas Nowitzki, ehemaliger Leiter des LAL-Produktionsunternehmens ACC, zu. - Wir haben uns für unsere Position in ASMFC eingesetzt und sie davon überzeugt, dass Pfeilschwanzkrebsen keinen Schaden zugefügt wird. Wir bringen sie zurück, wir sind äußerst wichtig für die Medizin, also lassen Sie uns mit Ihrer Regulierung in Ruhe. Selbst sehr moderate ASMFC-Empfehlungen werden jedoch nicht immer befolgt, und das Komitee selbst verfügt nicht über genügend Ressourcen, um deren Umsetzung zu überwachen.
Die ASMFC räumt ein, dass nach der Blutentnahme und der Rückkehr ins Meer eine bestimmte Anzahl - nicht mehr als 15% - der Tiere sterben. In den letzten Jahren haben sich jedoch immer mehr Beweise dafür angesammelt, dass diese Zahl stark unterschätzt wird. Neueren Daten zufolge beträgt die Mortalität von Pfeilschwanzkrebsen nach der Einnahme von Hämolymphe mindestens 29%. Blutlose Tiere sind geschwächt, weniger aktiv und weniger orientiert, und die Weibchen produzieren durchschnittlich halb so viel Eier. "Vertreter der Industrie, Chor, sagen natürlich, dass die Experimente in Laboratorien durchgeführt wurden und ihre Ergebnisse möglicherweise nicht für wild lebende Tiere gelten", sagt Nowitzki, "aber diese Argumente stimmen nicht."
Die gefangenen Pfeilschwanzkrebse werden an spezielle Stellen geliefert, an denen etwa ein Drittel der Hämolymphe von ihnen entnommen und dann zurückgeschickt und in den Ozean entlassen wird. Um Blut zu entnehmen, wird eine Nadel in unmittelbarer Nähe des Herzens der Pfeilschwanzkrebs in die Membran eingeführt, was zu Fehlfunktionen führen kann.
Synthetische Alternativen zu LAL unter Verwendung von rekombinantem Faktor C (rFC) sind seit über 15 Jahren bekannt, haben sich jedoch noch nicht verbreitet. Dieselbe FDA betrachtet LAL-Tests immer noch als "Goldstandard" für den Nachweis von Endotoxinen. Daher versuchen Hersteller von medizinischen Geräten und Pharmazeutika, sich auf sie zu verlassen, um keine unnötigen Probleme zu haben, wenn sie die Genehmigung einer einflussreichen Behörde erhalten. Das Migränemedikament Emgality (Galanezumab) von Eli Lilly ist nach wie vor das einzige Mittel, das anstelle von LAL die FDA-Zulassung mit rFC-Tests erhalten hat.
Laut Kevin Williams von bioMerieux, einem Unternehmen, das rFC-Tests fördert, besteht das Problem darin, dass LAL-Hersteller aktiv versuchen, neue Methoden zu sabotieren, indem sie Beamte und die Öffentlichkeit davon überzeugen, dass sie nicht effektiv sind. "Ich habe ganze Streifen von Anti-Werbe-RFC gesehen, die behaupteten, die Technologie funktioniere nicht", sagt er. - Aber die Daten zeigen das Gegenteil. Sie werden einfach ignoriert."
Blutpalette.
Stressfaktoren
Eine signifikante Menge Blut zu verlieren ist für kein Tier einfach. Die Tests beschränken sich jedoch nicht nur darauf: Fang und Transport belasten auch Pfeilschwanzkrebse stark. Vin Watson merkt an, dass diese Arthropoden länger in der Luft überleben können als Fische oder Krabben, aber diese Fähigkeit spielt mit ihnen einen grausamen Witz. Das Fangvolumen ist so groß, dass es nicht immer möglich ist, alle Pfeilschwanzkrebse in mit Wasser gefüllte Behälter zu legen, und sie werden einfach auf das Deck geworfen: Sie überleben.
Die Einwirkung von Luft an sich verringert jedoch den Hämocyaningehalt in der Hämolymphe von Tieren, ein Analogon zum sauerstofftragenden Hämoglobin unseres Blutes. Die Wiederauffüllung ist schwieriger und dauert länger als die Wiederherstellung nach direktem Verlust einer spürbaren Menge Blut. "Stellen Sie sich vor, jedes Mal, wenn Sie eine Kuh melken, dauert es einen Monat, bis sie sich erholt hat", erklärt Watson.
Schließlich ist an die strikte Anpassung der Pfeilschwanzkrebse an aufeinanderfolgende Ebbe und Flut zu erinnern, gefolgt von Tieren, die sich auf der Suche nach sicherem Schutz und Nahrung bewegen. Selbst im Labor besteht der Drang, sich alle 12,4 Stunden zu bewegen, und der Verlust dieses natürlichen Rhythmus für Pfeilschwanzkrebse kann äußerst schwierig sein. All diese Entdeckungen sollten bei der Entwicklung neuer, bereits strengerer Anforderungen für die Extraktion von Hämolymphe berücksichtigt werden. Leider neigen die LAL-Hersteller nicht einmal dazu, auf die Argumente von Biologen zu hören.
Schwaches Signal
In der Bucht nahe der Mündung des Piskataka-Flusses sind mehrere Dutzend Sensoren installiert. Pfeilschwanzkrebse bewegen sich unter Wasser und können mehrere Kilometer pro Tag zurücklegen, sodass Wissenschaftler ihre Werkzeuge regelmäßig nach sich tragen. Auf eine noch wenig verstandene Weise navigieren die Tiere perfekt durch die Bucht. Bis zum Frühjahr ziehen sie ins flache Wasser, wo sie benthische Mollusken und Würmer sammeln.
Dieselben Individuen kehren regelmäßig an dieselben Orte zurück, wo sie wieder Beute derselben Fischer werden. Sollten sie sie nicht woanders veröffentlichen? Oder werden wir das natürliche, gewohnheitsmäßige Leben von Meerestieren weiter stören? Und ist es möglich, im Winter zu jagen, wenn Pfeilschwanzkrebse in die Tiefe gehen und die Monate des kalten Wetters kaum überleben? So weit unter der Oberfläche unterscheiden die Sensoren keine akustischen Signale mehr. Nachdem Owins einen von ihnen gefangen hat, hört er leise Pieptöne. Das Signal erinnert an Warnungen, dass die Batterie leer ist.
Karen Chesler