De Atlantische degenkrab ( Limulus polyphemus ). De degenkrab is een waarde van een half miljard dollar per jaar voor de biomedische en commerciële visserij-industrie. Flickr (CC door 2.0)

Als je naar een hoefijzerkrab kijkt, je kijkt een half miljard jaar in het verleden. Deze primitieve dieren bestonden al lang voor de dinosauriërs en overleefden ijstijden en asteroïden vrijwel onveranderd. Hun gezellige ecologische niche vergde weinig lichaamsaanpassingen, dus hoewel degenkrabben tegenwoordig anders zijn dan hun oude voorouders, ze zijn niet zo heel veel anders.

Je kijkt ook naar een wezen waarvan de waarde een half miljard dollar per jaar benadert voor de biomedische en commerciële visserij-industrie. Het bloed van degenkrabben is uiterst belangrijk voor de wetenschap - het is in staat om een ​​bepaald type bacteriën bij mensen te detecteren, daarmee levens redden. Daarover hieronder meer, maar eerst een beetje biologie.

Hoefijzerbiologie

Degenkrabben lijken op halfronde gepantserde tanks en hebben een geschikte legergroene tot bruine kleur. Ondanks hun naam, ze zijn nauwer verwant aan spinnen en schorpioenen dan krabben. Van de vier soorten degenkrabben die er tegenwoordig zijn, Limulus polyphemus wordt gevonden langs de oostkust van Noord-Amerika van Maine tot Mexico. De andere drie soorten komen voor in Zuidoost-Azië.

Het hoefijzerlichaam heeft drie secties. Het grote hoofd, of prosoma, herbergt de hersenen en het hart, en er zijn zes paar aanhangsels aan vastgemaakt. Bij mannen, het eerste paar is haakachtig en wordt gebruikt om tijdens het paren op een vrouwtje te klemmen. In het opisthosoma, of buik, spieren regelen de kieuwen en telson (staart). De telson dient als roer en helpt krabben om te draaien als ze tijdens het paaien ondersteboven komen te staan. Vrouwtjes zijn een derde groter dan mannen en kunnen twee keer zoveel wegen, meer dan 10 pond (4,5 kilogram). Het duurt ongeveer 10 jaar voordat een degenkrab volwassen is geworden.

Paaipieken in mei en juni bij vloed tijdens volle of nieuwe maan. Het vrouwtje graaft een kuil in het zand onder haar en legt een cluster van enkele duizenden eieren, die worden bevrucht door het mannetje dat zich aan haar rug vastklampt. Satellietmannetjes volgen het paar op de voet om de kans te krijgen hun genen door te geven aan sommige eieren. Ze herhaalt het proces meerdere keren per nacht en kan meerdere nachten paaien. Alles verteld, elk fokkend vrouwtje kan tot 100 leggen, 000 eieren per seizoen.

Delaware Bay heeft de grootste paaipopulatie ter wereld en is een tussenstop voor kustvogels in de Atlantic Flyway, het noord-zuid pad van en naar arctische broedgebieden. Tot een miljoen vogels komen naar deze plek om degenkrabbeneieren te verorberen en hun kracht op te bouwen voor de reis naar het noorden. Maar tientallen jaren van overbevissing van krabben als aas om wulken te vangen, paling en schelphoorn hebben hun populaties gedecimeerd en het eierfeest veranderd in bijna hongersnood. Jaarlijks worden honderdduizenden krabben als aas gevangen.

Dan is er het effect van kustlijnontwikkeling en habitatverlies. stranden, intergetijdenplaten en diepe baaien zijn allemaal noodzakelijk voor het overleven en de voortplanting van krabben, maar worden steeds meer aangetast door constructie en vergiftigd door afvloeiing van kunstmest.

"We hebben gedurende meer dan 17 jaar meer dan 115 locaties op Long Island gevolgd en ontdekten dat het leefgebied van degenkrab met meer dan 8 procent is afgenomen. " zegt John Tanacredi, hoogleraar aard- en milieuwetenschappen aan Molloy College en directeur van het Center for Environmental Research and Coastal Oceans Monitoring, in een e-mail. "Verlies van leefgebied betekent verlies van fokdieren, duidelijk te zien in de langdurige afname van degenkrabben in het gebied met ongeveer 1 procent per jaar."

De prijs van blauw bloed

Hoewel de gezondheid van krabben ernstig wordt bedreigd door mensen, wij hebben enorm veel baat bij krabben. Het op koper gebaseerde blauwe bloed van hoefijzers bevat een stollingsmiddel genaamd Limulus amoebocyte lysaat (LAL), die endotoxinen detecteert die vrijkomen door bacteriën die koorts kunnen veroorzaken, hartinfarct, orgaanschade en zelfs de dood. LAL wordt gebruikt om drugs te testen, vaccins en medische hulpmiddelen en is zo essentieel voor biomedische bedrijven dat de productie over de hele wereld zou stoppen als de levering zou worden afgesneden. begrijpelijk, LAL is een van de meest waardevolle vloeistoffen op aarde, tegen een prijs van ongeveer $ 15, 000 een kwart.

Hoefijzerbloed ontwikkelde dit opmerkelijke stollingsvermogen als reactie op het leven in een oceanische soep van bacteriën. Wanneer microben een zoogdier binnendringen, kilometers kleine bloedvaten beperken hun verspreiding en witte bloedcellen bestrijden ze. Niet zo met degenkrabben. Hun bloed beweegt vrij door weefsels en organen, het verstrekken van een breed speelveld voor bacteriële infectie. Maar bacteriën en krabben zijn al miljoenen jaren samen geëvolueerd, en krabverdediging hebben, te.

Hoefijzerkrabben hebben geen immuunsysteem, precies. Hun enkele type bloedcel, een amoebocyt (een cel die kan bewegen), doet al het gebruikelijke werk van bloedcellen – het repareren van wonden, dode cellen opslokken, transporteren en opslaan van verteerd materiaal. Maar deze amoebocyten geven ook een stof af die als een gek stolt als ze een bacterieel endotoxine detecteren. Stolsels vangen de binnendringende bacteriën op, verdere infectie te beperken. Grotere stolsels kunnen de wond ook afdichten.

Voor LAL, biomedische bedrijven gebruikten konijnen om te testen op endotoxinen (konijnenbloed heeft ook de neiging om te stollen in aanwezigheid van toxines). Als een dier na injectie met de teststof tekenen van infectie kreeg - dit kan tot 48 uur duren - werd vastgesteld dat het monster besmet was (en stierf het konijn). De ontdekking van LAL heeft talloze konijnen gered van dodelijke testen, maar op hun beurt nemen elk jaar honderdduizenden krabben deel aan een onvrijwillige bloedinzameling.

Om degenkrabbloed te oogsten, de nietsvermoedende wezens - grotere vrouwtjes hebben de voorkeur - worden uit ondiepe kustgebieden gehaald en naar een laboratorium gebracht, waar ze een uur of zo worden gekoeld en vervolgens op een rek worden gemonteerd. Een naald wordt ingebracht in weefsel rond het hart, en tot 30 procent van het bloed van de krab wordt afgevoerd. Na het bloeden, de dieren worden teruggebracht naar de oceaan. Hoe eerder ze worden teruggebracht, hoe groter de kans dat ze zullen overleven.

Dat is belangrijk, omdat hoewel biomed wordt beschouwd als een gebruik met lage mortaliteit, maar liefst 30 procent van de degenkrabben sterft aan het bloedingsproces. "Het aanbod is beperkt, en de tol is enorm. zo'n 600, Hiervoor worden jaarlijks 000 dieren in de VS geoogst, ' zegt Tanacredi.

En de impact op lange termijn kan veel erger zijn. In gebieden waar de meeste krabben worden geoogst voor aderlating, minder vrouwtjes komen opdagen om te paaien. Het probleem is erger in Azië, waar geen dieren worden teruggebracht naar hun leefgebied. "In Singapore tijdens het broedseizoen, 10, 000 volwassenen per dag worden geoogst, uitgebloed en vervolgens klaargemaakt voor verkoop als voedsel. In dit tempo zouden ze daar binnen tien jaar uitgestorven kunnen zijn, " zegt Tanacredi. Onze eigen Limulus polyphemus werd in 2016 door de International Union for the Conservation of Nature op de kwetsbare lijst geplaatst.

Vooruit kijken

Dr. Tanacredi somt de volgende stappen op die nodig zijn:"Drie dingen moeten onmiddellijk en consequent gebeuren. stop alle verzamelingen voor aas. Twee, krijg FDA-goedkeuring van synthetische LAL. En drie, de broedplaatsen van krabben beschermen."

Daar heeft vooruitgang geboekt met synthetische LAL. Hoewel er al 15 jaar een effectieve LAL-vervanger beschikbaar is, slechts één faciliteit kon het produceren en biomedische bedrijven wilden niet afhankelijk zijn van één enkele bron. Maar toen begon een andere fabriek met de productie, en in 2018 kondigden Eli Lilly and Company aan dat het LAL de komende jaren met 90 procent zou uitfaseren en synthetische LAL geleidelijk zou invoeren. Goed nieuws inderdaad.

Degenkrabben zijn in overvloed te vinden op veel stranden in het oosten van de VS - ze worden gewoonlijk omvergeworpen door de werking van golven tijdens het paaien en kunnen zichzelf misschien niet rechtzetten, die tot de dood leidt. Maar niet elke degenkrab die je op het strand ziet, is dood - ze vervellen ook, hun oude exoskelet achterlatend en een nieuwer vormend, een grotere.