马蹄蟹因生物医学放血而濒临灭绝

由:雷恩菲克|

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大西洋马蹄蟹(鲎波吕斐摩斯).马蹄蟹每年对生物医学和商业渔业的价值高达5亿美元。Flickr (CC 2.0

当你看到马蹄蟹时,你看到的是五亿年前的事情。这些原始动物早在恐龙在冰河期和小行星上几乎没有变化它们舒适的生态环境几乎不需要对身体做什么改变,所以,尽管今天的马蹄蟹与它们的祖先不同,但它们并没有太大的不同。

你看到的这个生物每年的价值接近5亿美元生物医学以及商业渔业。马蹄蟹的血液对科学极其重要——它能够检测人类体内的某种细菌,从而拯救生命。下面会有更多的内容,但首先要讲一点生物学。

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马蹄生物学

马蹄蟹类似半圆形的装甲坦克,颜色从陆军的绿色到棕色都很合适。尽管他们的名字,他们更接近蜘蛛和蝎子,而不是螃蟹。在现今四种马蹄蟹中,鲎波吕斐摩斯在从缅因州到墨西哥的北美东海岸发现。其他三种则在东南亚发现。

马蹄形车身由三部分组成。大的头部,或称prosoma,容纳了大脑和心脏,并有六对附肢附在上面。在雄性中,第一对是钩状的,用来在交配时夹住雌性。在腹肌中,肌肉控制鳃和尾巴。台尔森就像一个方向舵,如果螃蟹在产卵时翻过来,台尔森就能帮助它们翻过来。雌性比雄性大三分之一,体重是雄性的两倍,最高可达10磅(4.5公斤)。马蹄蟹要花大约10年的时间才能长成成年的大小。

产卵高峰期在5月和6月,在满月或新月期间涨潮。雌性在她下面的沙子里挖了一个洞,产下了一串几千个卵,而雄企鹅则紧紧抓住了她的后背,让这些卵受精。卫星雄性密切关注这对夫妇,以便有机会将自己的基因传递给一些卵子。她每晚重复这个过程几次,可能会连续几晚产卵。总而言之,每只繁殖的雌性在一个季节里可以产下多达10万个卵。

特拉华湾是世界上产卵数量最多的海湾水鸟中途停留的地方在大西洋航线上,南北通道往返于北极的繁殖地。多达一百万只鸟聚集在这里大嚼马蹄蟹卵,为向北迁徙积蓄力量。但几十年来,人们过度捕捞螃蟹,作为捕获海螺、鳗鱼和海螺的诱饵,导致它们的数量大量减少,把鸡蛋盛宴变成了近乎饥荒的食物。每年都有成千上万的螃蟹被当作诱饵。

然后是海岸线开发和栖息地丧失.泳滩、潮间带和后海湾水域都是蟹类生存和繁殖的必需水域,但这些水域越来越受到建筑工程的侵蚀,也越来越受到化肥径流的毒害。

“我们监控超过115个网站在长岛17多年,发现马蹄蟹的栖息地已经下降了超过8%,”约翰·Tanacredi说莫雷大学地球与环境科学教授和环境研究中心的主任和沿海海洋监测,在一封电子邮件。“失去栖息地意味着繁殖动物的减少,从该地区马蹄蟹每年约1%的长期减少可以清楚地看到这一点。”

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《贵族的代价》

虽然螃蟹的健康受到人类的严重威胁,但我们从螃蟹中获益良多。马蹄铁的铜基蓝色血液中含有一种叫做鲎阿米巴细胞裂解液(LAL)的凝血剂,它能检测细菌释放的内毒素,这些毒素会导致发烧、中风、器官损伤甚至死亡。LAL用于测试药物、疫苗和医疗设备,对生物医学公司来说非常重要,如果供应中断,全球的生产将会停止。不难理解,LAL是地球上最有价值的液体之一,价格约为每夸脱1.5万美元。

马蹄形血发展了这种非凡的凝血能力,作为对海洋细菌汤中的生命的反应。当微生物入侵哺乳动物时,数英里长的微小血管限制了它们的扩散,白细胞则将其击退。马蹄蟹就不是这样了。它们的血液在组织和器官中自由流动,为细菌感染提供了广阔的舞台。但细菌和螃蟹已经共同进化了数百万年,螃蟹的防御也一样。

马蹄蟹完全没有免疫系统。它们唯一的血细胞类型是变形虫细胞(一种可以四处移动的细胞),它承担血细胞的所有日常工作——修复伤口、吞噬死亡细胞、运输和储存消化后的物质。但这些变形虫细胞也会释放一种物质,当它们检测到细菌内毒素时,这种物质会疯狂地凝结。血块困住了入侵的细菌,限制了进一步的感染。更大的血块也可以封闭伤口。

在LAL之前,生物制药公司用兔子来测试内毒素(兔子的血液在毒素存在时也容易凝结)。如果在注射了测试物质后,动物出现了感染的迹象——这可能需要48小时——样本被确定为受污染(兔子死亡)。LAL的发现拯救了无数兔子免于致命的检测,但反过来,每年有数十万只螃蟹参与了一场非自愿的献血活动。

收获马蹄蟹血在美国,这些毫无防备的动物(体型较大的雌性动物更受青睐)被从浅水区拖出来,带到实验室,在那里它们被冷藏一个小时左右,然后被安装到架子上。一根针被插入心脏周围的组织,螃蟹多达30%的血液被抽干。在流血之后,这些动物被放回大海。他们越早被送回,就越有可能活下来。

这很重要,因为尽管生物技术被认为是一种低死亡率的“捕获和释放”使用,多达30%的马蹄蟹死于流血过程。“供应是有限的,代价是巨大的。在美国,每年大约有60万只动物被捕杀,”塔纳克雷迪说。

长期影响可能会更糟。在那些放血的蟹类最多的地方,产卵的雌蟹就少了。这个问题在亚洲更严重,那里的动物没有被送回它们的栖息地。“在新加坡,在繁殖季节,每天有1万只成虫被收获,失血而死,然后作为食物出售。按照这个速度,它们可能在10年内灭绝。我们自己的鲎波吕斐摩斯2016年被国际自然保护联盟列入脆弱名单。

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展望未来

塔纳克雷迪博士总结了接下来需要采取的步骤:“有三件事必须立即、持续地发生。第一,停止收集诱饵。二、获得FDA对合成LAL的批准。第三,保护螃蟹的繁殖地。”

在那里进步在合成拉尔。尽管一种有效的LAL替代品已经存在了15年,但只有一家工厂可以生产它,生物制药公司不想依赖单一的来源。但随后另一个工厂开始生产,2018年,礼来公司宣布将在未来几年内逐步淘汰90%的LAL,并开始合成LAL。的确是个好消息。

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