Honderdduizenden hoefijzerkrabben bloeden voor de mensheid. Zijn we bereid om op zijn minst met hen te sympathiseren, of zullen we binnenkort de dieren waarvan de geschiedenis honderden miljoenen jaren teruggaat, volledig vernietigen?
Megan Owins vist een hoefijzerkrab uit het water en vouwt zijn harde schaal bijna dubbel, waardoor een zacht wit membraan zichtbaar wordt. Hij steekt er een naald onder en neemt wat bloed: 'Zie je hoe blauw ze is?' - ze toont de spuit aan het licht. Inderdaad, blauw: de vloeistof glanst met een diep azuurblauw. Na het beëindigen van de demonstratie, perst Megan het bloed terug in de container.
Ik kom bijna op adem: 'Je hebt net een paar duizend dollar weggegooid!' - en dit is niet overdreven. De kosten van bloed (meer precies, hemolymfe) van deze geleedpotigen op de Amerikaanse markt bedragen 15 duizend dollar per liter (0,9 liter). Deze blauwe vloeistof wordt veel gebruikt om mogelijk schadelijke bacteriën in geneesmiddelen, medische apparatuur en implantaten te detecteren. Of het nu gaat om een insuline-oplossing, een kunstknie of een chirurgische scalpel, de hemolymfe van degenkrabben zorgt ervoor dat een infectieus agens vrijwel onmiddellijk kan worden gedetecteerd.
Dit zorgt voor een grote en onblusbare marktvraag. Elk jaar worden ongeveer 575 duizend geleedpotigen uit de oceaan gevangen om te worden verzameld. Dit aantal kan niet oneindig blijven groeien, en onder specialisten klinken de stemmen van degenen die zich zorgen maken over dergelijke barbaarse uitbuiting van dieren, die al met uitsterven worden bedreigd, steeds luider. Meestal wordt ongeveer een derde van het bloed eruit gepompt, waarna ze in het water worden geloosd om te herstellen. De aanpak wordt als humaan beschouwd, hoewel in werkelijkheid niemand weet hoeveel dieren er overleven na zo'n gedwongen donatie.
Dit probleem wordt aangepakt door Megan Owins, samen met dierenfysiologiespecialisten Vin Watson van de University of New Hampshire en Christopher Chebot van de University of Plymouth. Ze proberen de uitdagingen en uitdagingen van degenkrabben te beoordelen door bloed te verzamelen. Het experiment, dat werd uitgevoerd door drie wetenschappers, repliceert het "productieproces" zo goed mogelijk.
28 hoefijzerkrabben, gevangen in de Atlantische Oceaan, nabij de monding van de Piscataca-rivier in New Hampshire, werden in containers geplaatst en 'vergeten' in de zon, een paar uur in een auto geschud en 's nachts achtergelaten, daarna namen ze bloed en lieten ze weer in containers achter tot de ochtend - dus, zoals de arbeiders van ondernemingen, die hemolymfe op industriële schaal verzamelen. Voordat de ongelukkige dieren echter in het wild werden vrijgelaten, bevestigden biologen akoestische bakens op hun schelpen.
Hoefijzerkrabben worden gevangen met netten of gewoon bij eb verzameld. Ze worden opgeslagen en vervoerd in plastic containers met zeewater en op speciale rekken geïnstalleerd om bloed af te zuigen.
Promotie video:
Erkenningen
Bacteriën worden in twee grote groepen verdeeld volgens de methode die de Deense microbioloog Hans Christian Gram aan het eind van de 19e eeuw voorstelde. Het belangrijkste verschil tussen hen ligt in de structuur van de celwand. Gram-negatieve bacteriën (bijvoorbeeld E. coli) kleuren volgens Gram niet: hun celwand heeft een extra beschermend membraan dat complexe lipopolysacchariden bevat en geen anilinekleurstoffen naar binnen laat. Maar de wanden van grampositieve bacteriën (bijvoorbeeld stafylokokken) zijn eenvoudiger. Ze hebben geen membranen, de kleurstof dringt de celwand binnen en "blijft erin" "vast te zitten". Als ze volgens Gram worden gekleurd, worden deze cellen paars.
Wanneer een gramnegatieve cel sterft, komen de lipopolysacchariden vrij en veranderen ze in endotoxinen die schadelijk zijn voor de gezondheid. Deze verbindingen zijn onverwoestbaar, bijna als zombies. Ze zijn zelfs bestand tegen extreme hitte en andere zware omstandigheden waaronder de productie en sterilisatie van medische producten en instrumenten plaatsvindt. Eenmaal in het lichaam kunnen endotoxinen het immuunsysteem op volle kracht lanceren, waardoor hyperactivering tot septische shock ontstaat. Daarom is het zo belangrijk om ze van tevoren te vinden.
Hier komt de hemolymfe van de hoefijzerkrabben Limulus om de hoek kijken: het daaruit verkregen amoebocytlysaat (Limulus amebocyte lysaat, LAL) coaguleert bij het minste contact met endotoxinen. Hoewel veel marktdeelnemers vinden dat $ 15.000 per liter te veel is, kunnen de hoge kosten van LAL worden omschreven als een vorm van waardering voor de waarde die het speelt bij het redden van levens. Met de woorden van een natuurbeschermer: "elke persoon, elk kind, elk huisdier op onze planeet - iedereen die zijn toevlucht heeft genomen tot medische hulp is op de een of andere manier verschuldigd aan degenkrabben."
Verborgen dreiging
Bij dieren is land gemakkelijker: het is vaak mogelijk om met het blote oog de impact van mensen op hen in te schatten. Hoe de bewoners van de zeeën zich voelen, zien we vaak niet, of willen zelfs helemaal niet weten. We dumpen afval in zee, en laten daar afvalwater afvoeren: wat op diepte gebeurt, blijft op diepte. Hetzelfde geldt voor hoefijzerkrabben. Niemand weet hoe traumatisch bloedafname voor hen is, of dieren in staat zijn om meerdere van dergelijke procedures te ondergaan, of op zijn minst één. Er zijn echter redenen tot bezorgdheid.
Voor de extractie van hemolymfe worden hoefijzerkrabben gedurende 24-72 uur uit de zee gehaald, waarin ze onder zware stress staan.
De Internationale Unie voor het behoud van de natuur, die een lijst bijhoudt van bedreigde diersoorten en plantensoorten, heeft in 2012 een speciale subcommissie georganiseerd om de toestand van degenkrabben te beoordelen. Deze dieren bleken door zijn werk in een kwetsbare positie te verkeren. In vergelijking met de eerdere raming van 1996 hebben ze een stap gezet richting uitsterven. De volgende halte is "in gevaar", en het rapport van de subcommissie wees daarop. Volgens de voorspellingen van wetenschappers zal het aantal degenkrabben tegen het midden van de eeuw met een derde zijn gedaald.
En dit geldt niet alleen voor de dieren van de Amerikaanse kust. De hoefijzerkrabben Tachypleus komen veel voor in de Aziatische Stille Oceaan en worden ook veel gevist om amoebocytenlysaat (TAL) te produceren. Door de enorme vangst verdwijnen ze al in de wateren van China, Japan, Taiwan, Singapore. Deskundigen zijn bang dat als de tachypleus helemaal verdwijnt, de lysaatproducenten zich zullen wenden tot degenkrabben die in andere delen van de oceaan leven en deze populaties doden.
Hoefijzerkrabben - verre verwanten van spinachtigen in het water, en niet erg succesvol: de overgrote meerderheid van deze geleedpotige soorten is al uitgestorven. Tegenwoordig worden de ondiepe wateren bewoond door vier soorten degenkrabben, wiens 'bloed' wordt gebruikt om de onvruchtbaarheid van medicijnen en apparatuur te testen.
Data vangen
Elke 45 seconden geven de bakens die door Megan Owins zijn geïnstalleerd een reeks akoestische signalen af die de sensor kan waarnemen vanaf een afstand van 300-400 m. Met elk signaal kunt u een specifiek individu identificeren, zijn diepte en activiteit bepalen gedurende de voorgaande 45 seconden. Een keer per week of twee wagen Owins en Watson zich de baai in, waarbij ze opgenomen metingen uitvoeren en sensoren verplaatsen om de langzame migraties van degenkrabben te volgen.
In het midden van de baai bereikt de diepte 20 m, maar dieren proberen dichter bij ondiep water te blijven. Na een paar minuten zwemmen trekken wetenschappers een met algen overwoekerde kabel tevoorschijn, waarop een van de sensoren is bevestigd. Megan verbindt er via bluetooth een laptop mee en begint met het downloaden van data. Sinds het laatste bezoek heeft het apparaat ongeveer 19 duizend signalen geregistreerd. Het apparaat sluit zich en wordt weer het water in gestuurd: wetenschappers hebben alleen informatie nodig. Maar dit kan niet gezegd worden over vissers.
Quota voor de productie van degenkrabben voor de Atlantische kust van de Verenigde Staten worden toegewezen door de Marine Fisheries Commission (ASMFC). Haar strikte richtlijnen zijn echter alleen van toepassing op dieren, die vervolgens worden geslacht en gebruikt om paling als voedsel te vangen. Biomedische bedrijven kunnen zoveel oogsten als ze willen, en de vangst van degenkrabben voor deze doeleinden groeit snel - van 130 duizend in 1989 tot 483 duizend in 2017. Daarnaast ontvangen LAL-producenten ook het bloed van geleedpotigen, waarmee paling wordt gevoerd: het aantal van dergelijke dieren was in 2017 volgens verschillende schattingen nog eens 40,6 tot 95,2 duizend.
De ASMFC Fishing Commission is niet bevoegd om dergelijke mijnbouw te reguleren. Dit gebied heeft een directe impact op de volksgezondheid en vereist de tussenkomst van de machtige Food and Drug Administration (FDA). LAL-fabrikanten doen echter hun best om dit te voorkomen.
Geen controle
"We zijn erin geslaagd ons te bevrijden van quota", geeft Thomas Nowitzki, voormalig hoofd van LAL-productiebedrijf ACC, toe. - We hebben gelobbyd voor onze positie in ASMFC en hen ervan overtuigd dat er geen schade wordt toegebracht aan degenkrabben. We brengen ze terug, we zijn buitengewoon belangrijk voor de geneeskunde, dus laat ons met rust met uw regelgeving. " Zelfs zeer gematigde ASMFC-aanbevelingen worden echter niet altijd opgevolgd en de commissie zelf beschikt niet over voldoende middelen om de implementatie ervan te controleren.
De ASMFC geeft toe dat na bloedafname en terugkeer in zee een bepaald aantal - niet meer dan 15% - van de dieren sterft. De laatste jaren is er echter steeds meer bewijs dat dit cijfer sterk wordt onderschat. Volgens nieuwe gegevens is de mortaliteit van degenkrabben na inname van hemolymfe ten minste 29%. Bloedloze dieren zijn verzwakt, minder actief en minder georiënteerd, en vrouwtjes produceren gemiddeld half zoveel eieren. "De industrie zegt natuurlijk, koor, dat de experimenten in laboratoria werden uitgevoerd en dat hun resultaten misschien niet van toepassing zijn op dieren in het wild", zegt Nowitzki, "maar deze argumenten houden niet op."
De gevangen hoefijzerkrabben worden op speciale punten afgeleverd, waar ongeveer een derde van de hemolymfe van hen wordt afgenomen, waarna ze worden teruggestuurd en in de oceaan worden losgelaten. Om bloed af te nemen, wordt een naald in het membraan gestoken in de onmiddellijke nabijheid van het hart van de degenkrab, waardoor deze kan storen.
Synthetische alternatieven voor LAL met behulp van recombinant factor C (rFC) zijn al meer dan 15 jaar bekend, maar zijn nog niet wijdverspreid. Dezelfde FDA beschouwt LAL-tests nog steeds als de "gouden standaard" voor de detectie van endotoxinen. Daarom proberen fabrikanten van medische apparatuur en geneesmiddelen erop te vertrouwen om geen onnodige problemen te hebben bij het verkrijgen van goedkeuring van een invloedrijke instantie. Eli Lilly's migrainemedicijn Emgality (galanezumab) is nog steeds de enige remedie die door de FDA is goedgekeurd met behulp van rFC-tests in plaats van LAL.
Volgens Kevin Williams van bioMerieux, een bedrijf dat rFC-tests promoot, is het probleem dat LAL-fabrikanten actief nieuwe methoden proberen te saboteren door ambtenaren en het publiek ervan te overtuigen dat ze niet effectief zijn. "Ik heb hele strepen anti-reclame RFC gezien die beweren dat de technologie niet werkt", zegt hij. - Maar de gegevens laten het tegenovergestelde zien. Ze worden gewoon genegeerd."
Bloed palet.
Stressfactoren
Het verliezen van een aanzienlijke hoeveelheid bloed is voor geen enkel dier gemakkelijk. Maar de tests zijn hier niet toe beperkt: het vangen en transporteren legt ook een grote druk op de hoefijzerkrabben. Vin Watson merkt op dat deze geleedpotigen langer in de lucht kunnen overleven dan vissen of krabben, maar dit vermogen speelt een wrede grap met hen. De vangstvolumes zijn zo groot dat het niet altijd mogelijk is om alle degenkrabben in bakken gevuld met water te plaatsen en ze worden gewoon op het dek gegooid: ze zullen overleven.
Maar blootstelling aan lucht op zichzelf verlaagt het gehalte aan hemocyanine in de hemolymfe van dieren, een analoog van het zuurstofdragende hemoglobine van ons bloed. Het aanvullen ervan is moeilijker en duurt langer dan herstel na direct verlies van een merkbare hoeveelheid bloed. "Stel je voor dat elke keer dat je een koe melkt, het een maand duurt voordat ze hersteld is", legt Watson uit.
Ten slotte is het de moeite waard om de strikte aanpassing van degenkrabben aan opeenvolgende eb en vloed te onthouden, gevolgd door dieren die zich verplaatsen op zoek naar veilige schuilplaatsen en voedsel. Zelfs in het laboratorium vertonen ze de drang om elke 12,4 uur te bewegen, en het verlies van dit natuurlijke ritme voor degenkrabben kan buitengewoon moeilijk zijn. Met al deze ontdekkingen moet rekening worden gehouden bij het ontwikkelen van nieuwe, reeds strengere eisen voor de extractie van hemolymfe. Helaas, terwijl LAL-fabrikanten niet geneigd zijn om zelfs maar naar de argumenten van biologen te luisteren.
Zwak signaal
Enkele tientallen sensoren zijn geïnstalleerd in de baai bij de monding van de Piskataka-rivier. Hoefijzerkrabben bewegen zich onder water en kunnen enkele kilometers per dag reizen, dus wetenschappers dragen hun gereedschap regelmatig achter zich aan. Op een nog slecht begrepen manier navigeren de dieren perfect door de baai. In het voorjaar trekken ze naar ondiep water, waar ze bodemdieren en wormen verzamelen.
Regelmatig keren dezelfde individuen terug naar dezelfde plaatsen, waar ze weer ten prooi vallen aan dezelfde vissers. Moeten ze ze niet ergens anders vrijlaten? Of gaan we het natuurlijke, gewone leven van zeedieren verder verstoren? En is het mogelijk om in de winter te jagen, wanneer degenkrabben de diepte in gaan en de maanden van koud weer nauwelijks overleven? Zo ver onder het oppervlak onderscheiden de sensoren geen akoestische signalen meer. Owins heeft een van hen betrapt en luistert naar zwakke piepgeluiden. Het signaal herinnert aan waarschuwingen dat de batterij leeg kan gaan.
Karen Chesler