K čemu slouží statisíce vrápenců?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Jsme připraveni s nimi alespoň sympatizovat, nebo brzy konečně zničíme zvířata, jejichž historie sahá stovky milionů let zpět?

Megan Owins vyloví z vody kraba podkovy a přeloží jeho tvrdou skořápku téměř napůl, čímž odhalí měkkou bílou blánu. Strčí pod něj jehlu a vezme trochu krve: "Vidíš, jak je modrá?" - ukazuje stříkačku světlu. Opravdu, modrá: tekutina září hlubokým azurem. Po dokončení demonstrace Megan vymačká krev zpět do nádoby.

Skoro lapám po dechu: "Právě jsi vyhodil pár tisíc dolarů!" - a to není přehnané. Náklady na krev (přesněji hemolymfu) těchto členovců na americkém trhu dosahují 15 tisíc dolarů za kvart (0,9 litru). Tato modrá kapalina se široce používá k detekci potenciálně škodlivých bakterií ve léčivech, lékařských zařízeních a implantátech. Ať už jde o roztok inzulinu, umělé koleno nebo chirurgický skalpel, hemolymfa vrápenců umožňuje téměř okamžitou detekci infekčního agens.

To mu zajišťuje velkou a neutuchající tržní poptávku. Ročně se z oceánu vyloví pro její sběr asi 575 tisíc členovců. Toto číslo nemůže narůstat donekonečna a mezi specialisty se stále hlasitěji ozývají hlasy těch, kteří se zabývají tak barbarským vykořisťováním zvířat, kterým už hrozí vyhynutí. Obvykle se z nich odčerpá asi třetina krve, načež se vypustí do vody, aby se zotavily. Tento přístup je považován za humánní, i když ve skutečnosti nikdo neví, kolik zvířat po takovém nuceném dárcovství přežije.

Tímto problémem se zabývá Megan Owins spolu se specialisty na fyziologii zvířat Vinem Watsonem z University of New Hampshire a Christopherem Chebotem z University of Plymouth. Snaží se vyhodnotit výzvy a potíže, které s sebou přináší odběr krve pro podkovy. Experiment, který provedli tři vědci, co nejvěrněji kopíruje „výrobní proces“.

28 krabů vrápenců ulovených v Atlantiku, poblíž ústí řeky Piscataca v New Hampshire, bylo umístěno do kontejnerů a „zapomenuto“na slunci, několik hodin třepáno v autě a odjeto přes noc, poté odebrali krev a odjeli v kontejnerech znovu až do rána - takže, jak to dělají pracovníci podniků, sbírají hemolymfu v průmyslovém měřítku. Před vypuštěním nešťastných zvířat do volné přírody však biologové na jejich skořápky připevnili akustické majáky.

Poděkování

Bakterie se dělí do dvou velkých skupin podle metody, kterou koncem 19. století navrhl dánský mikrobiolog Hans Christian Gram. Hlavní rozdíl mezi nimi spočívá ve struktuře buněčné stěny. Gramnegativní bakterie (například E. coli) se podle Grama nebarví: jejich buněčná stěna má navíc ochrannou membránu, která obsahuje složité lipopolysacharidy a nepropouští dovnitř anilinová barviva. Ale stěny grampozitivních bakterií (například stafylokoky) jsou jednodušší. Nemají membránu, barvivo proniká do buněčné stěny a "uvízne" v ní. Při barvení podle Grama získají takové buňky fialovou barvu.

Když gramnegativní buňka zemře, lipopolysacharidy se uvolní a změní se na endotoxiny, které jsou zdraví nebezpečné. Tyto sloučeniny jsou nezničitelné, téměř jako zombie. Dokážou odolat i extrémnímu horku a dalším drsným podmínkám, ve kterých probíhá výroba a sterilizace lékařských produktů a nástrojů. Jakmile se endotoxiny dostanou do těla, jsou schopny nastartovat imunitní systém na plnou kapacitu a způsobit hyperaktivaci až septický šok. Proto je tak důležité je najít předem.

Zde vstupuje do hry hemolymfa vrápenců Limulus: z ní získaný lyzát amebocytů (Limulus amebocyte lysate, LAL) koaguluje při sebemenším kontaktu s endotoxiny. A přestože se mnoho účastníků trhu domnívá, že 15 000 USD za litr je příliš mnoho, vysoké náklady na LAL lze popsat jako formu ocenění hodnoty, kterou hraje při záchraně životů. Slovy jednoho ochránce přírody, „každý člověk, každé dítě, každé zvíře na naší planetě – každý, kdo se uchýlil k lékařské pomoci, je tak či onak zavázán vrápcům“.

Skrytá hrozba

Se zvířaty je pevnina snazší: dopad lidí na ně je často možné posoudit pouhým okem. Jak se obyvatelé moří cítí, často nevidíme, nebo dokonce nechceme vůbec vědět. Vyhazujeme odpadky do moře, lijeme tam i odpadní vodu: co se děje v hloubce, zůstává v hloubce. Stejné je to s vrápenci. Nikdo neví, jak traumatické je pro ně odběr krve, zda jsou zvířata schopna podstoupit několik takových procedur, nebo alespoň jeden. Existují však důvody k obavám.

Mezinárodní unie pro ochranu přírody, která vede seznam ohrožených druhů živočichů a rostlin, v roce 2012 zorganizovala zvláštní podvýbor pro posouzení stavu vrápenců. V důsledku jeho práce bylo zjištěno, že tato zvířata jsou ve zranitelném postavení. Oproti předchozímu odhadu z roku 1996 udělali krok k vyhynutí. Další zastávka je „v ohrožení“a zpráva podvýboru na to poukázala. Podle předpovědi vědců se do poloviny století počet vrápenců sníží o třetinu.

A to platí nejen pro zvířata amerického pobřeží. V Asijském Tichém oceánu jsou vrápenci Tachypleus běžně loveni pro produkci lyzátu amoebocytů (TAL). Kvůli masivnímu úlovku už mizí ve vodách Číny, Japonska, Tchaj-wanu, Singapuru. Odborníci se obávají, že pokud Tachypleus úplně zmizí, producenti lyzátu se obrátí na podkovovité kraby žijící v jiných oblastech oceánu, kteří těmto populacím přinesou smrt.

Chytání dat

Každých 45 sekund majáky instalované Megan Owins produkují sérii akustických signálů, které může senzor zaznamenat na vzdálenost 300-400 m. Každý signál umožňuje identifikovat konkrétního jedince, určit jeho hloubku a aktivitu během předchozích 45 sekund. Jednou za týden nebo dva se Owins a Watson vydají do zátoky, snímají zaznamenané údaje a pohybují senzory, aby sledovali pomalé migrace krabů vrápenců.

Ve středu zátoky dosahuje hloubka 20 m, ale zvířata se snaží zůstat blíže mělké vodě. Po pár minutách plavání vědci vytáhnou kabel porostlý řasami, na kterém je upevněn jeden ze senzorů. Megan k němu připojí notebook přes Bluetooth a začne stahovat data. Od poslední návštěvy přístroj zaznamenal asi 19 tisíc signálů. Zařízení se zavře a vrátí se do vody: vědci potřebují pouze informace. To se ale o rybářích říci nedá.

Kvóty na produkci krabů vrápenců u atlantického pobřeží Spojených států přiděluje Komise pro mořský rybolov (ASMFC). Její přísná pravidla se však vztahují pouze na zvířata, která jsou následně poražena a používána k lovu úhořů za potravou. Biomedicínské podniky mohou sklízet, kolik chtějí, a úlovky vrápenců pro tyto účely rychle rostou - ze 130 tisíc v roce 1989 na 483 tisíc v roce 2017. Kromě toho producenti LAL dostávají i krev členovců, kteří se používají ke krmení úhořů: počet takových zvířat byl v roce 2017 podle různých odhadů dalších 40,6 až 95,2 tisíce.

Rybářská komise ASMFC není oprávněna takovou těžbu regulovat. Tato oblast má přímý dopad na veřejné zdraví a vyžaduje zapojení mocného Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (FDA), aby zasáhl. Výrobci LAL však dělají maximum, aby tomu zabránili.

Žádná kontrola

„Podařilo se nám osvobodit se od kvót,“přiznává Thomas Nowitzki, bývalý šéf LAL výrobní společnosti ACC. - Lobovali jsme za naši pozici v ASMFC a přesvědčili jsme je, že krabům v podkovách není způsobeno žádné škody. Vracíme je zpět, jsme pro medicínu nesmírně důležití, tak nás nechejte být s vaším nařízením. Ani velmi umírněná doporučení ASMFC však nejsou vždy dodržována a samotná komise nemá dostatek prostředků na sledování jejich implementace.

ASMFC připouští, že po odběru krve a návratu do moře určitý počet – ne více než 15 % – zvířat zemře. V posledních letech se však hromadí stále více údajů, že tento údaj je značně podhodnocen. Podle nových údajů je úmrtnost vrápenců po odběru hemolymfy minimálně 29 %. Bezkrevná zvířata jsou oslabená, méně aktivní a méně orientovaná a samice produkují v průměru polovinu vajíček. "Zástupci průmyslu samozřejmě, chór, říkají, že příslušné experimenty byly provedeny v laboratořích a jejich výsledky se nemusí vztahovat na zvířata v přirozeném prostředí," říká Nowitzki, "ale tyto argumenty neobstojí při zkoumání."

Syntetické alternativy k LAL využívající rekombinantní faktor C (rFC) jsou známy již více než 15 let, ale dosud se nerozšířily. Stejný FDA stále považuje testy LAL za „zlatý standard“pro detekci endotoxinů. Výrobci zdravotnické techniky a léčiv se na ně proto snaží spoléhat, aby neměli zbytečné problémy při získávání souhlasu od vlivné agentury. Eli Lilly's Emgality (galanezumab) lék na migrénu je stále jediným lékem, který získal schválení FDA pomocí rFC testů namísto LAL.

Podle Kevina Williamse ze společnosti bioMerieux, která propaguje testy rFC, je problém v tom, že výrobci LAL se aktivně snaží nové metody sabotovat tím, že přesvědčují úředníky a veřejnost, že nejsou účinné. „Viděl jsem celé řady antireklamních rFC, které tvrdily, že technologie nefunguje,“říká. - Ale data ukazují opak. Jsou prostě ignorováni."

Stresové faktory

Ztráta značného množství krve není pro žádné zvíře jednoduchá. Testy se však neomezují pouze na toto: odchyt a přeprava také velmi stresuje vrápence. Vin Watson poznamenává, že tito členovci mohou přežít ve vzduchu déle než ryby nebo krabi, ale tato schopnost si s nimi hraje krutý vtip. Objemy úlovků jsou tak velké, že není vždy možné umístit všechny vrápence do nádob naplněných vodou a jednoduše je hodí na palubu: přežijí.

Ale vystavení vzduchu samo o sobě snižuje obsah hemocyaninu v hemolymfě zvířat, analogu hemoglobinu přenášejícího kyslík v naší krvi. Jeho doplňování je obtížnější a trvá déle než zotavení z přímé ztráty znatelného množství krve. „Představte si, že pokaždé, když podojíte krávu, trvá měsíc, než se zotaví,“vysvětluje Watson.

Nakonec stojí za připomenutí přísné přizpůsobení vrápenců postupnému odlivu a odlivu, po kterém se zvířata pohybují při hledání bezpečných úkrytů a potravy. Dokonce i v laboratoři projevují nutkání k pohybu každých 12,4 hodiny a ztráta tohoto přirozeného rytmu pro vrápence může být extrémně obtížná. Všechny tyto objevy by měly být brány v úvahu při vývoji nových, již přísnějších požadavků na extrakci hemolymfy. Bohužel zatím výrobci LAL nejsou nakloněni ani naslouchat argumentům biologů.

Slabý signál

Několik desítek senzorů je instalováno v zálivu poblíž ústí řeky Piskataka. Vrápenci se pohybují pod vodou a dokážou za den urazit několik kilometrů, takže za nimi vědci pravidelně nosí své nástroje. Zvířata se nějakým dosud špatně pochopeným způsobem orientují v zálivu dokonale. Na jaře se stěhují do mělkých vod, kde sbírají bentické měkkýše a červy.

Stejní jedinci se pravidelně vracejí na stejná místa, kde se opět stávají kořistí stejných rybářů. Neměli by je pustit někde jinde? Nebo tak dále narušíme přirozený, navyklý život mořských živočichů? A je možné lovit v zimě, kdy vrápci jdou do hlubin a sotva přežívají měsíce chladného počasí? Doteď pod povrchem už senzory nerozlišují akustické signály. Po chycení jednoho z nich Owins poslouchá slabé pípání. Signál připomíná varování o připravenosti baterie k vybití.