Проблеми блакитних кров

Сотні тисяч мечехвостів стікають кров’ю заради людства. Чи готові ми хоча б поспівчувати їм або незабаром остаточно знищимо тварин, історія яких налічує сотні мільйонів років?

Меган Оуінс виловлює з води мечехвоста і згинає його твердий панцир майже навпіл, відкриваючи м’яку білу мембрану. Вводить під неї голку і забирає трохи крові: «Бачите, яка блакитна?» — показує вона шприц на просвіт. Дійсно, блакитна: рідина сяє глибокою лазур’ю. Закінчивши демонстрацію, Меган видавлює кров назад у контейнер.

У мене ледь не перехоплює дихання: «Ви щойно викинули кілька тисяч доларів!» — і це не перебільшення. Вартість крові (точніше кажучи, гемолімфи) цих членистоногих на американському ринку доходить до 15 тис. за кварту (0,9 л). Ця блакитна рідина широко використовується для виявлення потенційно небезпечних бактерій у лікарських засобах, на медичній техніці та імплантатах. Будь то розчин інсуліну, штучне коліно або хірургічний скальпель, гемолімфа мечехвостів дозволяє майже моментально виявити інфекційний агент.

Це забезпечує їй великий і невгамовний ринковий попит. Щороку для її забору з океану виловлюють близько 575 тис. членистоногих. Ця кількість не може зростати нескінченно, і серед фахівців все голосніше звучать голоси тих, хто стурбований настільки варварською експлуатацією тварин, яким і без того загрожує вимирання. Зазвичай з них викачують близько третини крові, після чого відпускають у воду відновлюватися. Підхід вважається гуманним, хоча насправді ніхто не знає, скільки тварин виживає після такого вимушеного донорства.

Цією проблемою і займається Меган Оуінс разом з фахівцями в галузі фізіології тварин Вином Уотсоном з Університету Нью-Гемпширу і Крістофером Чеботом з Плімутського університету. Вони намагаються оцінити ті випробування і складнощі, з якими пов’язані для мечехвостів операції з забору крові. Експеримент, який провели троє вчених, максимально точно копіює «виробничий процес».

28 мечехвостів, виловлених в Атлантиці, поблизу гирла річки Піскатака в Нью-Гемпширі, помістили в контейнери і «забули» під сонцем, потрясли пару годин в автомобілі і залишили на цілу ніч, потім взяли кров і знову залишили в контейнерах до ранку — так, як це роблять працівники підприємств, збираючи гемолімфу в промислових масштабах. Однак, перш ніж випустити нещасних тварин на волю, біологи закріпили на їх панцирях акустичні маячки.

Мечехвостів ловлять мережами або просто збирають під час відливу. Зберігають і транспортують їх у пластикових контейнерах з морською водою, а для вилучення крові встановлюють на спеціальні стійки

Вираз вдячності

Бактерії поділяються на дві великі групи відповідно до методу, який данський мікробіолог Ганс Крістіан Грам запропонував ще наприкінці XIX століття. Головна відмінність між ними полягає в будові клітинної стінки. Грамотрицьові бактерії (наприклад, кишкова паличка E. coli) за грамом не фарбуються: їх клітинна стінка має додаткову захисну мембрану, яка містить складні ліпополісахариди і не пропускає всередину анилінові барвники. А ось стінки грамположних бактерій (наприклад, стафілококів) влаштовані простіше. Мембрани у них немає, барвник проникає в клітинну стінку і «застрягає» в ній. При фарбуванні по Граму такі клітини набувають фіолетового кольору.

Коли грамотрицька клітина гине, ліпополісахариди вивільняються, перетворюючись на небезпечні для здоров’я ендотоксини. Ці з’єднання невбиваються, майже як зомбі. Вони переносять навіть сильне нагрівання та інші важкі умови, при яких йде виробництво і стерилізація медичних препаратів та інструментів. Потрапивши в організм, ендотоксини здатні запустити імунну систему на всю міць, викликавши гіперактивацію аж до септичного шоку. Тому їх так важливо виявити заздалегідь.

Тут і вступає у справу гемолімфа мечехвостів Limulus: отриманий з неї лізат амебоцитів (Limulus amebocyte lysate, LAL) згортається при найменшому контакті з ендотоксинами. І хоча багато учасників ринку вважають, що 15 тис. дол. за літр — це занадто багато, високу вартість LAL можна назвати своєрідною формою вдячності за те значення, яке вона грає в порятунку людських життів. За словами одного захисника природи, «кожна людина, кожна дитина, кожна домашня тварина на нашій планеті — всі, хто вдавався до допомоги медицини, так чи інакше зобов’язані мечехвостам».

Прихована загроза

З тваринами суші легше: оцінити вплив на них людини часто можна неозброєним оком. Як почуваються мешканці морів, ми часто не бачимо, а то й зовсім не бажаємо знати. У морі ми скидаємо сміття, туди ж зливаємо стічні води: що відбувається на глибині — залишається на глибині. Так само виходить і з мечехвостами. Ніхто не знає, наскільки травматичний для них забір крові, чи здатні тварини перенести кілька таких процедур або хоча б одну. Втім, приводи для занепокоєння є.

Для видобутку гемолімфи мечехвостів витягують з моря на 24-72 години, протягом яких вони переживають серйозний стрес

Міжнародний союз охорони природи, який веде список загрозливих видів тварин і рослин, ще в 2012 році організував спеціальний підкомітет з оцінки стану мечехвостів. За підсумками його роботи ці тварини були визнані такими, що перебувають у вразливому становищі. Порівняно з попередньою оцінкою 1996 року вони зробили крок у бік вимирання. Наступна зупинка — «в небезпеці», і звіт підкомітету на це прямо вказав. За прогнозом вчених, до середини століття чисельність мечехвостів впаде на третину.

І це стосується не тільки тварин американського узбережжя. Поширені в азіатській частині Тихого океану мечехвости Tachypleus також широко виловлюються для отримання лізату амебоцитів (TAL). Через масовий вилов вони вже зникають у водах Китаю, Японії, Тайваню, Сінгапуру. Фахівці побоюються, що якщо Tachypleus зникнуть зовсім, то виробники лізату звернуться до мечехвостів, що живуть в інших регіонах океану, несучи загибель і цим популяціям.

Мечехвости — далекі водні родичі павукоподібних, і не надто успішні: переважна більшість видів цих членистоногих вже вимерло. Сьогодні морські мілководдя населяють чотири види мечехвостів, «кров» яких використовується для перевірки стерильності медичних препаратів і техніки

Вилов даних

Кожні 45 секунд встановлені Меган Оуінс маячки видають серію акустичних сигналів, які датчик може помітити з відстані 300-400 м. Кожен сигнал дозволяє ідентифікувати конкретну особину, визначити глибину її занурення та активність протягом попередніх 45 с. Раз на тиждень або два Оуінс і Вотсон виходять у затоку, знімаючи записані свідчення і переміщуючи датчики слідом за повільними міграціями мечехвостів.

У центрі затоки глибина доходить до 20 м, але тварини намагаються триматися ближче до мілководдя. Через кілька хвилин плавання вчені витягують оброслий водоростями трос, на якому закріплений один з датчиків. Меган під’єднує до нього ноутбук по Bluetooth і починає скачувати дані. З моменту останнього відвідування прилад записав близько 19 тис. сигналів. Пристрій закривається і знову відправляється у воду: вченим потрібна лише інформація. Але ось про рибалки цього не скажеш.

Квоти на видобуток мечехвостів біля Атлантичного узбережжя США виділяє Комісія з морського рибальства (ASMFC). Однак її суворі вказівки поширюються лише на тварин, які потім розділяються і використовуються при ловлі вугрів в їжу. Біомедичні підприємства можуть видобувати скільки завгодно, і вилов мечехвостів для цих цілей швидко зростає — від 130 тис. у 1989 році до 483 тис. у 2017-му. Крім того, виробники LAL отримують і кров членистоногих, які йдуть на корм вугрям: кількість таких тварин у 2017 році становила, за різними оцінками, ще від 40,6 до 95,2 тис.

Рибальська комісія ASMFC не уповноважена регулювати такий видобуток. Ця сфера має прямий вплив на здоров’я населення, і для втручання в неї потрібна участь могутнього Управління з контролю за продуктами харчування та лікарськими засобами (FDA). Однак виробники LAL всіма силами намагаються цього не допустити.

Без контролю

«Нам вдалося звільнити себе від квот, — зізнається колишній голова компанії ACC Томас Новіцкі, яка виробляє LAL. — Ми лобіювали свою позицію в ASMFC, переконавши їх, що шкоди мечехвостам ніякої не завдається. Ми повертаємо їх назад, ми надзвичайно важливі для медицини, так що залиште нас у спокої зі своїм регулюванням «. Втім, навіть вельми помірні рекомендації ASMFC дотримуються далеко не завжди, а у самого комітету недостатньо ресурсів для контролю за їх виконанням.

ASMFC допускає, що після забору крові і повернення в море деяка кількість — не більше 15% — тварин гине. Однак за останні роки накопичується все більше даних про те, що ця цифра сильно занижена. За новими даними, смертність мечехвостів після паркану гемолимфи становить не менше 29%. Знекровлені тварини ослаблені, менш активні і гірше орієнтуються, а самки виробляють в середньому вдвічі менше ікри. «Представники промисловості, звичайно, хором заявляють, що відповідні експерименти проводилися в лабораторіях і їх результати можуть не поширюватися на тварин у природному середовищі, — говорить Новіцкі, — але ці аргументи не витримують ніякої критики».

Виловлені мечехвости доставляються на спеціальні пункти, де у них забирають близько третини гемолімфи, після чого відправляють назад і випускають в океан. Для забору крові голка вводиться в мембрану в безпосередній близькості від серця мечехвоста, що може викликати збої в його роботі

Синтетичні альтернативи LAL, що використовують рекомбінантний фактор С (rFC), відомі вже понад 15 років, проте досі не отримали широкого поширення. Та ж FDA досі вважає LAL-тести «золотим стандартом» для виявлення ендотоксинів. Тому виробники медичної техніки та фармпрепаратів намагаються спиратися саме на них, щоб не мати зайвих проблем при отриманні схвалення впливового агентства. Єдиним засобом, що отримав схвалення FDA з використанням тестів rFC замість LAL, досі залишається препарат від мігрені Emgality (галканезумаб) компанії Eli Lilly.

За словами Кевіна Вільямса з компанії bceMerieux, що просуває rFC-тести, проблема полягає в активних спробах LAL-виробників саботувати нові методи, переконуючи офіційні особи і публіку в їх низькій ефективності. «Мені доводилося бачити цілі смуги антиреклами rFC, яка запевняє, що технологія не працює, — говорить він. — Адже дані показують протилежне. Вони просто ігноруються «.

Фактори стресу

Втрата значної кількості крові нелегко дається будь-якій тварині. Але випробування цим не вичерпуються: вилов і транспортування також сильно стрессують мечехвостів. Він Вотсон зазначає, що ці членистоногі можуть витримати на повітрі довше риб або крабів, але ця здатність грає з ними злий жарт. Обсяги вилову такі великі, що не завжди вдається розмістити всіх мечехвостів у наповнених водою контейнерах, і їх просто кидають на палубі: переживуть.

Палітра крові

Але перебування на повітрі саме по собі знижує вміст у гемолімфі тварин гемоціанина, аналога гемоглобіну нашої крові, що переносить кисень. Його заповнення відбувається складніше і довше, ніж відновлення після прямої втрати помітної кількості крові. «Уявіть, що щоразу після того, як ви подоїли корову, їй потрібно місяць на те, щоб прийти до тями», — пояснює Вотсон.

Нарешті, варто пам’ятати і про сувору адаптацію мечехвостів до приливів і відливів, слідом за якими тварини переміщуються в пошуках безпечних укриттів і їжі. Навіть у лабораторії вони демонструють тягу до руху кожні 12,4 год., і втрата цього природного ритму для мечехвосту може бути вкрай важкою. Всі ці відкриття повинні враховуватися при розробці нових, вже більш жорстких вимог до видобутку гемолімфи. На жаль, поки виробники LAL не схильні навіть вислухати доводи біологів.

Слабкий сигнал

У затоці поблизу гирла річки Піскатака встановлено кілька десятків датчиків. Мечехвости переміщаються під водою і за день можуть подолати кілька кілометрів, так що вчені регулярно переносять свої інструменти слідом за ними. Якимось поки погано зрозумілим чином тварини чудово орієнтуються в затоці. До весни вони переїжджають на мілководдя, де збирають придонних молюсків і хробаків.

Одні й ті самі особини регулярно повертаються на одні й ті самі місця, де знову стають здобиччю тих самих рибалок. Чи не варто випускати їх десь ще? Чи так ми ще більше порушимо природний, звичний перебіг життя морських тварин? І чи можна вести видобуток взимку, коли мечехвости йдуть на глибину, насилу переживаючи місяці холодів? Так далеко під поверхнею датчики вже не розрізняють акустичних сигналів. Виловивши один з них, Оуїнс прислухається до слабких пікаючих звуків. Сигнал нагадує попередження про готовий сісти акумулятор.

Друкується зі скороченнями та змінами.