Wenn Sie sich eine Pfeilschwanzkrebs ansehen, blicken Sie eine halbe Milliarde Jahre in die Vergangenheit. Diese primitiven Tiere gab es lange vor den Dinosauriern und überlebten Eiszeiten und Asteroiden nahezu unverändert. Ihre gemütliche ökologische Nische erforderte nur wenige Körpermodifikationen. Obwohl Pfeilschwanzkrebse heute anders sind als ihre alten Vorfahren, sind sie nicht viel anders.
Sie sehen auch eine Kreatur, deren Wert sich der biomedizinischen und kommerziellen Fischereiindustrie einer halben Milliarde Dollar pro Jahr nähert . Das Blut von Pfeilschwanzkrebsen ist für die Wissenschaft äußerst wichtig - es kann eine bestimmte Art von Bakterien beim Menschen nachweisen und so Leben retten. Mehr dazu weiter unten, aber zuerst ein bisschen Biologie.
Hufeisenbiologie
Pfeilschwanzkrebse ähneln halbkreisförmigen Panzern und haben eine geeignete armeegrüne bis braune Farbe. Trotz ihres Namens sind sie enger mit Spinnen und Skorpionen verwandt als mit Krabben. Von den vier Arten von Pfeilschwanzkrebsen, die es heute gibt, kommt Limulus polyphemus an der Ostküste Nordamerikas von Maine bis Mexiko vor. Die anderen drei Arten kommen in Südostasien vor.
Der Hufeisenkörper besteht aus drei Abschnitten. Der große Kopf oder Prosoma beherbergt das Gehirn und das Herz, und sechs Paare von Anhängen sind daran befestigt. Bei Männern ist das erste Paar hakenartig und wird verwendet, um sich während der Paarung an ein Weibchen zu klemmen. Im Opisthosoma oder Bauch kontrollieren die Muskeln die Kiemen und den Telson (Schwanz). Der Telson dient als Ruder und hilft Krabben beim Umdrehen, wenn sie beim Laichen auf den Kopf gestellt werden. Frauen sind ein Drittel größer als Männer und können doppelt so viel wiegen, ab 4,5 kg. Es dauert ungefähr 10 Jahre, bis eine Pfeilschwanzkrebs erwachsen wird.
Laichgipfel im Mai und Juni bei Flut während des Voll- oder Neumondes. Das Weibchen gräbt eine Mulde in den Sand unter sich und legt eine Ansammlung von mehreren tausend Eiern, die von dem Männchen befruchtet werden, das sich an ihren Rücken klammert. Satelliten-Männchen folgen dem Paar genau, um ihre Gene an einige der Eier weiterzugeben. Sie wiederholt den Vorgang mehrmals pro Nacht und kann mehrere Nächte lang erscheinen. Insgesamt kann jedes Zuchtweibchen bis zu 100.000 Eier pro Saison legen.
Delaware Bay hat die größte Laichpopulation der Welt und ist ein Zwischenstopp für Watvögel auf dem Atlantic Flyway, dem Nord-Süd-Pfad zu und von arktischen Brutgebieten. Bis zu eine Million Vögel strömen an diesen Ort, um Hufeisenkrabbeneier zu fressen und ihre Kraft für die Reise nach Norden aufzubauen. Aber Jahrzehnte der Überernte von Krabben als Köder zum Fangen von Pusteln, Aalen und Muscheln haben ihre Populationen dezimiert und das Eierfest in eine Hungersnot verwandelt. Jedes Jahr werden Hunderttausende von Krabben als Köder genommen.
Hinzu kommen die Entwicklung der Küstenlinie und der Verlust des Lebensraums . Strände, Gezeitenebenen und tiefes Buchtwasser sind alle für das Überleben und die Fortpflanzung von Krabben notwendig, werden jedoch zunehmend durch Bauarbeiten beeinträchtigt und durch das Abfließen von Düngemitteln vergiftet.
"Wir haben über 17 Jahre lang mehr als 115 Standorte auf Long Island überwacht und festgestellt, dass der Lebensraum für Pfeilschwanzkrebse um mehr als 8 Prozent zurückgegangen ist", sagt John Tanacredi, Professor für Erd- und Umweltwissenschaften am Molloy College und Direktor des Zentrums für Umweltforschung und Coastal Oceans Monitoring in einer E-Mail. "Der Verlust des Lebensraums bedeutet den Verlust von Zuchttieren, was deutlich im langfristigen Rückgang der Pfeilschwanzkrebse in der Region um etwa 1 Prozent pro Jahr zu sehen ist."
Der Preis für blaues Blut
Obwohl die Gesundheit von Krabben vom Menschen kritisch bedroht ist, profitieren wir enorm von Krabben. Das kupferbasierte blaue Blut von Horseshoes enthält ein Gerinnungsmittel namens Limulus Amoebocyte Lysate (LAL), das Endotoxine erkennt, die von Bakterien freigesetzt werden und Fieber, Schlaganfall, Organschäden und sogar den Tod verursachen können. LAL wird zum Testen von Medikamenten, Impfstoffen und Medizinprodukten verwendet und ist für biomedizinische Unternehmen so wichtig, dass die Produktion auf der ganzen Welt eingestellt würde, wenn die Versorgung unterbrochen würde. Verständlicherweise ist LAL mit einem Preis von etwa 15.000 US-Dollar pro Quart eine der wertvollsten Flüssigkeiten der Erde.
Hufeisenblut entwickelte diese bemerkenswerte Gerinnungsfähigkeit als Reaktion auf das Leben in einer ozeanischen Bakteriensuppe. Wenn Mikroben in ein Säugetier eindringen, begrenzen kilometerlange winzige Blutgefäße ihre Ausbreitung und weiße Blutkörperchen bekämpfen sie. Nicht so bei Pfeilschwanzkrebsen. Ihr Blut bewegt sich frei durch Gewebe und Organe und bietet ein weites Spielfeld für bakterielle Infektionen. Aber Bakterien und Krabben haben sich seit Millionen von Jahren gemeinsam entwickelt, und auch die Abwehr von Krabben.
Pfeilschwanzkrebse haben genau kein Immunsystem. Ihre einzige Art von Blutzellen, eine Amöbozyte (eine Zelle, die sich bewegen kann), erledigt die übliche Arbeit der Blutzellen - Wunden reparieren, tote Zellen verschlingen, verdautes Material transportieren und lagern. Diese Amöbozyten setzen aber auch eine Substanz frei, die wie verrückt gerinnt, wenn sie ein bakterielles Endotoxin nachweisen. Gerinnsel fangen die eindringenden Bakterien ein und begrenzen die weitere Infektion. Größere Blutgerinnsel können auch die Wunde versiegeln.
Vor der LAL verwendeten biomedizinische Unternehmen Kaninchen, um auf Endotoxine zu testen (Kaninchenblut neigt auch dazu, in Gegenwart von Toxinen zu gerinnen). Wenn ein Tier nach Injektion der Testsubstanz Anzeichen einer Infektion entwickelte - dies kann bis zu 48 Stunden dauern -, wurde festgestellt, dass die Probe kontaminiert war (und das Kaninchen starb). Die Entdeckung von LAL hat unzählige Kaninchen vor tödlichen Tests bewahrt, aber jedes Jahr nehmen Hunderttausende von Krabben an einer unfreiwilligen Blutspende teil.
Um Pfeilschwanzkrebsblut zu ernten , werden die ahnungslosen Kreaturen - größere Frauen werden bevorzugt - aus flachen Küstengebieten gezogen und in ein Labor gebracht, wo sie etwa eine Stunde lang gekühlt und dann auf ein Gestell montiert werden. Eine Nadel wird in das Gewebe um das Herz eingeführt, und bis zu 30 Prozent des Bluts der Krabbe werden abgelassen. Nach der Blutung werden die Tiere in den Ozean zurückgebracht. Je früher sie zurückkehren, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie überleben.
Das ist wichtig, denn obwohl Biomedizin als "Catch and Release" -Verwendung mit niedriger Sterblichkeit angesehen wird, sterben bis zu 30 Prozent der Pfeilschwanzkrebse an den Folgen des Blutungsprozesses. "Das Angebot ist begrenzt und die Maut ist enorm. Zu diesem Zweck werden in den USA jedes Jahr rund 600.000 Tiere geerntet", sagt Tanacredi.
Und die langfristigen Auswirkungen können viel schlimmer sein. In Gebieten, in denen die meisten Krabben zum Blutvergießen geerntet werden, tauchen weniger Frauen zum Laichen auf. Das Problem ist in Asien schlimmer, wo keine Tiere in ihren Lebensraum zurückgebracht werden. "In Singapur werden während der Brutzeit 10.000 Erwachsene pro Tag geerntet, ausgeblutet und dann als Lebensmittel zum Verkauf vorbereitet. Bei dieser Rate könnten sie dort in einem Jahrzehnt ausgestorben sein", sagt Tanacredi. Unser eigener Limulus polyphemus wurde 2016 von der Internationalen Union für Naturschutz auf die Liste der gefährdeten Gebiete gesetzt.
Vorausschauen
Dr. Tanacredi fasst die nächsten Schritte zusammen: "Drei Dinge müssen sofort und konsequent geschehen. Erstens: Stoppen Sie die gesamte Sammlung von Ködern. Zwei erhalten Sie die FDA-Zulassung für synthetisches LAL. Und drei schützen Sie Krabbenzuchtstätten."
Es hat schon Fortschritte auf synthetischen LAL. Obwohl es seit 15 Jahren einen wirksamen LAL-Ersatz gibt, konnte ihn nur eine Anlage herstellen, und biomedizinische Unternehmen wollten sich nicht auf eine einzige Quelle verlassen. Aber dann begann eine andere Anlage mit der Produktion, und 2018 kündigten Eli Lilly and Company an, LAL in den nächsten Jahren um 90 Prozent auslaufen zu lassen und synthetisches LAL einzuführen. Gute Nachrichten in der Tat.
Pfeilschwanzkrebse können werden gefunden in Hülle und Fülle auf vielen östlichen US - Strände - sie häufig durch die Einwirkung von Wellen umgeworfen geworden während der Laich und nicht in der Lage sein , sich nach rechts, die zum Tode führt. Aber nicht jede Pfeilschwanzkrebs, die Sie am Strand sehen, ist tot - sie häuten sich auch, lassen ihr altes Exoskelett zurück und bilden ein neueres, größeres.
