Centinaia di migliaia di granchi a ferro di cavallo stanno sanguinando per l'umanità. Siamo pronti almeno a simpatizzare con loro, o presto distruggeremo completamente gli animali la cui storia risale a centinaia di milioni di anni fa?
Megan Owins pesca un granchio a ferro di cavallo dall'acqua e piega il suo guscio duro quasi a metà, rivelando una morbida membrana bianca. Ci infila un ago sotto e prende del sangue: "Vedi com'è blu?" - mostra la siringa alla luce. Infatti, blu: il liquido brilla di un azzurro intenso. Dopo aver terminato la dimostrazione, Megan spreme il sangue nel contenitore.
Quasi riprendo fiato: "Hai appena buttato via qualche migliaio di dollari!" - e questa non è un'esagerazione. Il costo del sangue (più precisamente, emolinfa) di questi artropodi sul mercato americano raggiunge i 15mila dollari per litro (0,9 litri). Questo liquido blu è ampiamente utilizzato per rilevare batteri potenzialmente dannosi in prodotti farmaceutici, apparecchiature mediche e impianti. Che si tratti di una soluzione di insulina, di un ginocchio artificiale o di un bisturi chirurgico, l'emolinfa dei granchi a ferro di cavallo consente di rilevare quasi istantaneamente un agente infettivo.
Ciò fornisce una domanda di mercato ampia e inestinguibile. Ogni anno, circa 575mila artropodi vengono catturati dall'oceano per la sua raccolta. Questo numero non può crescere indefinitamente e, tra gli specialisti, le voci di coloro che si occupano di tale barbaro sfruttamento degli animali, che sono già minacciati di estinzione, sono sempre più forti. Di solito, circa un terzo del sangue viene pompato fuori da loro, dopodiché vengono rilasciati nell'acqua per riprendersi. L'approccio è considerato umano, anche se in realtà nessuno sa quanti animali sopravvivono dopo una donazione così forzata.
Questo problema viene affrontato da Megan Owins, insieme ad esperti nel campo della fisiologia animale, Vin Watson dell'Università del New Hampshire e Christopher Chebot dell'Università di Plymouth. Stanno cercando di valutare le sfide e le sfide che devono affrontare i granchi a ferro di cavallo raccogliendo sangue. L'esperimento, condotto da tre scienziati, replica il più fedelmente possibile il "processo di produzione".
28 granchi a ferro di cavallo, catturati nell'Atlantico, vicino alla foce del fiume Piscataca nel New Hampshire, sono stati posti in contenitori e "dimenticati" al sole, scossi per un paio d'ore in macchina e lasciati durante la notte, poi hanno preso il sangue e li hanno lasciati di nuovo in contenitori fino al mattino - quindi, come fanno i lavoratori delle imprese, raccogliendo l'emolinfa su scala industriale. Tuttavia, prima di liberare gli sfortunati animali in natura, i biologi hanno fissato dei fari acustici sui loro gusci.
I granchi a ferro di cavallo vengono catturati con le reti o semplicemente raccolti con la bassa marea. Sono immagazzinati e trasportati in contenitori di plastica con acqua di mare, e vengono installati su appositi rack per l'estrazione del sangue.
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Ringraziamenti
I batteri sono divisi in due grandi gruppi secondo il metodo che il microbiologo danese Hans Christian Gram propose alla fine del XIX secolo. La principale differenza tra loro sta nella struttura della parete cellulare. I batteri Gram-negativi (ad esempio, E. coli) non si colorano secondo Gram: la loro parete cellulare ha una membrana protettiva aggiuntiva che contiene lipopolisaccaridi complessi e non consente il passaggio di coloranti all'anilina. Ma le pareti dei batteri gram-positivi (ad esempio, stafilococchi) sono più semplici. Non hanno membrane, il colorante penetra nella parete cellulare e "si blocca" in essa. Quando vengono colorate secondo Gram, queste cellule diventano viola.
Quando una cellula gram-negativa muore, i lipopolisaccaridi vengono rilasciati, trasformandosi in endotossine pericolose per la salute. Questi composti sono indistruttibili, quasi come gli zombi. Possono persino resistere al calore estremo e ad altre condizioni difficili in cui avviene la produzione e la sterilizzazione di prodotti e strumenti medici. Una volta nel corpo, le endotossine sono in grado di lanciare il sistema immunitario a pieno regime, provocando l'iperattivazione fino allo shock settico. Pertanto, è così importante trovarli in anticipo.
Qui entra in gioco l'emolinfa dei granchi a ferro di cavallo Limulus: il lisato amebocitario (Limulus amebocyte lysate, LAL) che se ne ricava coagula al minimo contatto con le endotossine. Sebbene molti partecipanti al mercato credano che $ 15.000 al litro siano troppi, l'alto costo di LAL può essere descritto come una forma di apprezzamento per il valore che gioca nel salvare vite umane. Nelle parole di un ambientalista, "ogni persona, ogni bambino, ogni animale domestico sul nostro pianeta - chiunque abbia fatto ricorso all'aiuto medico deve in un modo o nell'altro ai granchi a ferro di cavallo".
Minaccia nascosta
Con gli animali la terra è più facile: spesso è possibile valutare l'impatto dell'uomo su di loro ad occhio nudo. Come si sentono gli abitanti dei mari, spesso non vediamo, o addirittura non lo vogliamo sapere. Scarichiamo la spazzatura in mare e lì dreniamo le acque reflue: ciò che accade in profondità rimane in profondità. Lo stesso vale per i granchi a ferro di cavallo. Nessuno sa quanto sia traumatico per loro il prelievo di sangue, se gli animali sono in grado di sottoporsi a diverse procedure di questo tipo, o almeno una. Tuttavia, ci sono motivi di preoccupazione.
Per l'estrazione dell'emolinfa i granchi a ferro di cavallo vengono allontanati dal mare per 24-72 ore, durante le quali sono sottoposti a forte stress.
L'Unione internazionale per la conservazione della natura, che mantiene un elenco di specie di animali e piante minacciate, nel 2012 ha organizzato una sottocommissione speciale per valutare le condizioni dei granchi a ferro di cavallo. Come risultato del suo lavoro, questi animali sono stati trovati in una posizione vulnerabile. Rispetto alla precedente stima del 1996, hanno compiuto un passo verso l'estinzione. La tappa successiva è "in pericolo", e il rapporto della sottocommissione lo ha sottolineato. Secondo le previsioni degli scienziati, entro la metà del secolo il numero di granchi a ferro di cavallo diminuirà di un terzo.
E questo vale non solo per gli animali della costa americana. Comune nell'Oceano Pacifico asiatico, il granchio a ferro di cavallo Tachypleus è anche ampiamente pescato per la produzione di lisato di amebociti (TAL). A causa della massiccia cattura, stanno già scomparendo nelle acque di Cina, Giappone, Taiwan, Singapore. Gli esperti temono che se il Tachypleus scompare del tutto, i produttori di lisato si rivolgeranno ai granchi a ferro di cavallo che vivono in altre regioni dell'oceano, portando la morte a queste popolazioni.
Granchi a ferro di cavallo - lontani parenti acquatici degli aracnidi e di scarso successo: la stragrande maggioranza di queste specie di artropodi si è già estinta. Oggi le acque poco profonde sono abitate da quattro specie di granchi a ferro di cavallo, il cui "sangue" viene utilizzato per testare la sterilità di medicinali e attrezzature.
Cattura dei dati
Ogni 45 secondi, i beacon installati da Megan Owins producono una serie di segnali acustici che il sensore è in grado di rilevare da una distanza di 300-400 m. Ogni segnale consente di identificare un individuo specifico, determinarne la profondità e l'attività nei 45 secondi precedenti. Una o due settimane Owins e Watson si avventurano nella baia, effettuando letture registrate e spostando i sensori per seguire le lente migrazioni dei granchi a ferro di cavallo.
Al centro della baia, la profondità raggiunge i 20 m, ma gli animali cercano di stare più vicini all'acqua bassa. Dopo alcuni minuti di nuoto, gli scienziati tirano fuori un cavo ricoperto di alghe, su cui è fissato uno dei sensori. Megan collega un laptop ad esso tramite Bluetooth e inizia a scaricare i dati. Dall'ultima visita, il dispositivo ha registrato circa 19mila segnali. Il dispositivo si chiude e viene rimandato in acqua: gli scienziati hanno solo bisogno di informazioni. Ma questo non si può dire dei pescatori.
Le quote per la produzione di granchi a ferro di cavallo al largo della costa atlantica degli Stati Uniti sono assegnate dalla Marine Fisheries Commission (ASMFC). Tuttavia, le sue rigide linee guida si applicano solo agli animali, che vengono poi macellati e utilizzati per catturare le anguille per il cibo. Le imprese biomediche possono raccogliere quanto vogliono e i granchi a ferro di cavallo catturati per questi scopi stanno crescendo rapidamente: da 130mila nel 1989 a 483mila nel 2017. Inoltre, i produttori di LAL ricevono anche il sangue degli artropodi, che vengono utilizzati per nutrire le anguille: il numero di tali animali nel 2017 è stato, secondo varie stime, di altri 40,6 - 95,2 mila.
La Commissione per la pesca ASMFC non è autorizzata a regolamentare tale estrazione. Quest'area ha un impatto diretto sulla salute pubblica e richiede il coinvolgimento della potente Food and Drug Administration (FDA) per intervenire. Tuttavia, i produttori di LAL stanno facendo del loro meglio per evitare che ciò accada.
Nessun controllo
"Siamo riusciti a liberarci dalle quote", ammette Thomas Nowitzki, ex capo della società di produzione LAL ACC. - Abbiamo fatto pressioni per la nostra posizione nell'ASMFC, convincendoli che non viene fatto alcun danno ai granchi a ferro di cavallo. Li stiamo riportando indietro, siamo estremamente importanti per la medicina, quindi lasciaci soli con il tuo regolamento ". Tuttavia, anche le raccomandazioni ASMFC molto moderate non vengono sempre seguite e il comitato stesso non dispone di risorse sufficienti per monitorare la loro attuazione.
L'ASMFC ammette che dopo la raccolta del sangue e il ritorno in mare, un certo numero - non più del 15% - degli animali muore. Tuttavia, negli ultimi anni, si sono accumulate sempre più prove che questa cifra è fortemente sottostimata. Secondo nuovi dati, la mortalità dei granchi a ferro di cavallo dopo l'assunzione di emolinfa è almeno del 29%. Gli animali senza sangue sono indeboliti, meno attivi e meno orientati e le femmine producono in media la metà delle uova. "I rappresentanti dell'industria, naturalmente, coro, dicono che gli esperimenti sono stati condotti in laboratorio e i loro risultati potrebbero non essere applicabili agli animali in natura", dice Nowitzki, "ma questi argomenti non reggono".
I granchi a ferro di cavallo catturati vengono consegnati in punti speciali, dove viene prelevato circa un terzo dell'emolinfa, dopodiché vengono rimandati indietro e rilasciati nell'oceano. Per prelevare il sangue, un ago viene inserito nella membrana nelle immediate vicinanze del cuore del granchio a ferro di cavallo, che può causarne il malfunzionamento.
Le alternative sintetiche al LAL che utilizzano il fattore C ricombinante (rFC) sono note da oltre 15 anni, ma non si sono ancora diffuse. La stessa FDA considera ancora i test LAL il "gold standard" per la rilevazione delle endotossine. Pertanto, i produttori di apparecchiature mediche e prodotti farmaceutici cercano di fare affidamento su di loro, in modo da non avere problemi inutili quando si ottiene l'approvazione da un'agenzia influente. Il farmaco per l'emicrania Emgality (galanezumab) di Eli Lilly è ancora l'unico rimedio a ricevere l'approvazione della FDA utilizzando test rFC al posto di LAL.
Secondo Kevin Williams di bioMerieux, una società che promuove i test rFC, il problema è che i produttori di LAL stanno attivamente cercando di sabotare nuovi metodi convincendo i funzionari e il pubblico che non sono efficaci. "Ho visto intere serie di rFC anti-pubblicità che affermano che la tecnologia non funziona", dice. - Ma i dati mostrano il contrario. Sono semplicemente ignorati."
Tavolozza di sangue.
Fattori di stress
Perdere una quantità significativa di sangue non è facile per nessun animale. Ma i test non si limitano a questo: anche la cattura e il trasporto stressano notevolmente i granchi a ferro di cavallo. Vin Watson osserva che questi artropodi possono sopravvivere nell'aria più a lungo dei pesci o dei granchi, ma questa abilità gioca con loro uno scherzo crudele. I volumi di cattura sono così grandi che non è sempre possibile posizionare tutti i granchi a ferro di cavallo in contenitori pieni d'acqua, e vengono semplicemente gettati sul ponte: sopravviveranno.
Ma l'esposizione all'aria di per sé riduce il contenuto di emocianina nell'emolinfa degli animali, un analogo dell'emoglobina che trasporta ossigeno del nostro sangue. Il suo rifornimento è più difficile e richiede più tempo del recupero dalla perdita diretta di una notevole quantità di sangue. "Immagina che ogni volta che mungi una mucca, ci vuole un mese per riprendersi", spiega Watson.
Infine, vale la pena ricordare il rigoroso adattamento dei granchi a ferro di cavallo al successivo flusso e riflusso, seguito dagli animali che si muovono in cerca di riparo e cibo sicuri. Anche in laboratorio, mostrano un bisogno di muoversi ogni 12,4 ore e la perdita di questo ritmo naturale per i granchi a ferro di cavallo può essere estremamente difficile. Tutte queste scoperte dovrebbero essere prese in considerazione quando si sviluppano nuovi requisiti già più rigorosi per l'estrazione dell'emolinfa. Sfortunatamente, mentre i produttori di LAL non sono inclini ad ascoltare nemmeno le argomentazioni dei biologi.
Segnale debole
Diverse dozzine di sensori sono installati nella baia vicino alla foce del fiume Piskataka. I granchi a ferro di cavallo si muovono sott'acqua e possono percorrere diversi chilometri in un giorno, quindi gli scienziati portano regolarmente i loro strumenti dietro di loro. In un modo ancora poco conosciuto, gli animali navigano perfettamente nella baia. Entro la primavera, si spostano in acque poco profonde, dove raccolgono molluschi e vermi bentonici.
Gli stessi individui tornano regolarmente negli stessi luoghi, dove diventano nuovamente preda degli stessi pescatori. Non dovrebbero rilasciarli da qualche altra parte? O interromperemo ulteriormente la vita naturale e abituale degli animali marini? Ed è possibile cacciare in inverno, quando i granchi a ferro di cavallo scendono in profondità, sopravvivendo a malapena ai mesi di freddo? Finora sotto la superficie, i sensori non distinguono più i segnali acustici. Dopo averne catturato uno, Owins ascolta deboli segnali acustici. Il segnale ricorda gli avvisi sulla batteria pronta per scaricarsi.
Karen Chesler
