Мечехвіст

Вважається, що мечехвіст – це жива скам'янілість. Зовні така тварина схожа на ракоподібні, проте при цьому вона виділена в окремий підтип — хеліцерові. А ще мечехвіст має зв'язки з павукоподібними, наприклад, зі скорпіонами та павуками. Така тварина виділяється повною відсутністю гемоглобіну в крові, її повністю замінює гемоціанін, до складу якого входить мідь. Через це кров має незвичайне синє забарвлення.

Мечехвіст: опис

Перші мечехвости з'явилися на Землі раніше динозаврів, а саме більше 300 млн. років тому. Зовні ці тварини дуже схожі на доісторичні краби, проте вони перебувають у тісному зв'язку з павуками та скорпіонами. Така тварина має екзоскелет, що виділяється підвищеною жорсткістю, а ще десять лап необхідних для пересування дном моря.

Кров у такої тварини блакитна. У ній є молекули з гемоціаніном (містить мідь), які виконують функцію транспортування кисню. Через наявність міді під впливом повітря кров стає синьою. При цьому більшість червонокровних представників тваринного світу мають у складі крові гемоглобін багатий на залізо, який забезпечує транспортування кисню і забарвлюється в червоний колір під впливом повітря.

Це цікаво! За незвичайну кров мечоносця можна отримати чималу грошову винагороду: за 1 л 15 тисяч доларів. Це пов'язано з тим, що в її складі присутня молекула, що має неабияке значення для досліджень у галузі медицини. Але на сьогоднішній день з'явилася можливість синтетичної заміни цієї молекули.Через це така практика, як вирощування мечохвостів для отримання крові, незабаром може стати безглуздою.

У крові хребетних присутні лейкоцити. А ось у мечехвістів, які є безпозвочними, функцію лейкоцитів виконують амебоцити. При контакті амебоциту з патогеном відбувається виділення особливої ​​хімічної речовини, через яку місцева кров згортається. Вчені вважають, що цей унікальний механізм дозволить швидко визначати небезпечні патогени. Наприклад, затвердіння амебоцитів у крові відбувається при контакті з ендотоксинами - це продукт бактерій, який відрізняється швидким поширенням і є смертельно небезпечним. Він активує роботу імунітету, часто стаючи причиною септичного шоку, недостатності органів чи лихоманки.

Зовнішній вигляд та особливості

У мечехвоста (horseshoe crab) тіло поділено на 3 частини. У першій частині знаходиться голова (просома). Назва «horseshoe crab» було дано формою його голови, яка округла і U-подібна, як підкова на кінському копиті. Це найбільша частина тіла, в якій знаходиться більшість біологічних та нервових органів, а саме:

• серце;
• нервова система;
• мозок;
• рот;
• залози.

При цьому всі органи знаходяться під захистом великої міцної пластини. На голові є найбільший набір очей. Усього ж на всьому тілі тварини є 9 очей, при цьому біля хвоста розташовується кілька світлових рецепторів. Пара найбільших очей має складну будову і найчастіше використовується при пошуку партнера. Світлові рецептори і очі, що залишилися, потрібні для розпізнання руху і змін у світлі місяця.

У середині тіла знаходиться частина, яку називають опистосома (черевна порожнина).Вона має трикутну форму, всередині розташовується гірський хребет, а на сторонах — колючки. Ці шипи відрізняються рухливістю і дуже корисні для даного безхребетного. Зябра для дихання, а ще м'язи, які задіяні під час руху, знаходяться внизу живота.

І остання ділянка – це тельсон (хвіст). Він має значну довжину і загострення на верхівці. Незважаючи на свій страшний зовнішній вигляд, у хвості немає отрути і тварина їм не може жалувати (на кшталт скорпіона). Якщо воно опиниться на спині, хвіст допоможе перевернутися на ноги.

Це цікаво! Самці на 1/3 менше самок. Від хвоста до голови довжина самців 0,36-0,38 м, а самок - 0,46-0,48 м.

Внизу живота мечехвоста знаходяться зяброві книги, що є шістьма парами придатків. За допомогою них тварина дихає. При цьому перша пара забезпечує захист іншим парам, причому вони виконують функцію дихальних органів, а також сприяють відкриттю пір статевих органів, крізь які виводяться назовні сперма та яйцеклітини.

Де мешкає мечехвіст

На сьогоднішній день налічується чотири різновиди мечохвоста. У просторах Атлантичного океану мешкає лише один вид - атлантичний мечехвіст. Інші 3 живуть у Південно-Східній Азії, при цьому люди яйця частини видів застосовують у їжу. Ще таке безхребетне виявили біля східного узбережжя США: від півострова Юкатан (південна частина Мексиканської затоки) до штату Мен.

Крім атлантичного існують інші види, а саме:

1. Карсиноскорпіус ротундікауду. Зустрічається на території від Індонезії до В'єтнаму, а також у Таїланді.
2. Тахіплеус гігантський. Мешкає в бенгальській затоці (Індонезія) та в Австралії.
3. Тахіплеус тризубий. Набув широкого поширення на східному узбережжі Китаю, в Індонезії та Малайзії.

У США мешкає такий вид мечехвоста, як Атлантичний. Його можна знайти в Атлантичному океані узбережжя Північної Америки. Ще така тварина зустрічається на східній частині узбережжя Мексиканської затоки з боку Мексики та Сполучених Штатів Америки. Інші різновиди зустрічаються вздовж узбережжя Азії у Тихому та Індійському океанах.

У даного міжхребетного є різні місця проживання, що безпосередньо залежить від того, на якій стадії розвитку він знаходиться. Щоб відкласти яйця, наприкінці весни або влітку мечехвости виходять на прибережні пляжі. Після того як молодняк з'явиться з яєць, його можна виявити на дні приливних рівнин, розташованих біля океану, вкритого піском. Дорослі особини знаходяться глибше на океанічному дні, де шукають собі їжу. Але під час нересту вони обираються на пляж. Яйця такої тварини є значною частиною раціону деяких риб, черепах, перелітних та прибережних птахів. В екосистемі затоки Делавер мечохвостів вважають ключовим виглядом.

Чим харчується мечехвіст

Щодо їжі, то мечехвости не є гурманами. Вони здатні з'їсти практично все, що трапиться їм на заваді. Найбільша частина їх раціону - черв'яки, ракоподібні та невеликі молюски. А ще вони можуть поїдати водорості, інших представників тваринного світу, мертву рибу та інші органічні рештки.

У такого безхребетного є рот, але повністю відсутні зуби чи щелепи. Рот розташовується у центрі, яке оточує десяток пар лап.Таким чином вони поглинають їжу через ротовий отвір, що знаходиться біля основи ніг, на поверхні яких є безліч гнатобаз (щетинок), спрямованих усередину. Під час ходьби мечевоста ці щетинки подрібнюють їжу. Після цього за допомогою хеліцери їжа вдавлюється у ротовий отвір, де відбувається її подальше подрібнення. Потім їжа проходить у шлунок, а потім – у кишечник. На черевній стороні біля хвоста знаходиться задній прохід, через який відходи залишають організм мечехвоста.

У середніх відділах ходячих лап чи ножних чашок розташовуються гнатобази, що становлять загострені ділянки. На них розташовані дрібні волоски, завдяки яким безхребетне відчуває запах їжі. Повернуті всередину гострі щетинки розривають їжу на невеликі шматочки: тварина просто йде, а їжа проходить через її лапи. Подрібнювати їжу вони можуть лише під час руху.

Перед лапками розташовуються хеліцери, які є парою передніх придатків. Безхребетні пересуваються дном мілководдя вкритому піском шукаючи їжу. Позаду всіх лап знаходиться чиларія - це 1 пара недорозвинених невеликих задніх лапок. Чиларія та хеліцери сприяють пропусканню попередньо подрібнених частинок їжі в ротовий отвір.

Характер та спосіб життя

У весняний і літній час у тих районах, де є найбільші популяції мечехвоста, спостерігається їхнє скупчення на пляжі досить великими групами. При цьому максимально великі скупчення таких безхребетних можна побачити у центральноатлантичних штатах (Меріленд, Нью-Джерсі та Делавер). У Флориді ці тварини гніздяться цілий рік, при цьому саме у весняні та осінні місяці спостерігається пік нересту.

Найчастіше ці тварини ведуть нічний спосіб життя. Як правило, вони підходять до своєї жертви у темряві, що допомагає їм залишатися непоміченими. Так як це хижаки, то в їжу вони вживають лише м'ясо, наприклад: ракоподібних, невеликих молюсків чи морських хробаків.

Це цікаво! Вперше побачивши мечехвоста, можна подумати, що він дуже небезпечний, оскільки має великий загострений хвіст. Однак насправді вони не становлять для людини жодної небезпеки. Так як це дуже незграбні тварини, хвіст вони використовують для того, щоб стати на ноги, якщо раптом їх переверне на спину хвиля. Однак по краю їхнього панцира розташовуються гострі шипи. У зв'язку з цим, якщо вам необхідно підняти тварину, потрібно брати не за хвіст, а акуратно з боків раковини.

Нерідко потужні хвилі перекидають безхребетних на спину в період нересту. Деяким особам дуже складно перевернутися назад і стати на ноги, що може стати причиною їхньої загибелі. Якщо ви помітили таку тварину, то за бажання зможете надати їй допомогу. Для цього обережно візьміться з обох боків раковини і переверніть мечехвоста, після чого його залишиться відпустити у воду.

Линяння безхребетних може бути прийнято відвідувачами пляжу за померлих крабів. Поверхня тіла мечоносця покриває міцна щільна оболонка (екзоскелет), як і в інших членистоногих, у тому числі комах і ракоподібних. У процесі зростання мечоносці скидають тісний екзоскелет і утворюють новий, який перевершує стару оболонку за величиною. Зазвичай краби просто вилазять із тісного екзоскелета, а у мечехвостів у процесі просування вперед линяння залишається ззаду.

Розмноження та потомство

Для розмноження дорослим особинам мечехвоста доводиться долати чималі відстані. Вони перебираються з глибоководних ділянок океану на пляжі узбережжя Перської затоки та вздовж Сходу. Це відбувається в останні весняні чи перші літні тижні. На місці першими виявляються самці, а самки з'являються пізніше. Після того, як самка виявиться на пляжі, у неї спостерігається інтенсивне виділення хімічних речовин, іменованих феромонами. Ці речовини необхідні залучення самців. Вони сигналізують про те, що настав час для парування.

Зазвичай, розмноження цих тварин відбувається у темний час доби під час нових повні або припливів. До самки причіпляється особина чоловічої статі, і пара, що утворилася, вирушає до берегової лінії. Опинившись на березі, самка риє гніздо невеликого розміру, в яке відкладає яйця. Після цього самці приступають до запліднення яєць. Цей процес може повторюватися неодноразово.

Різні види риб, рептилій та птахів використовують яйця даного безхребетного як їжу. При цьому більшість яєць навіть не встигають вступити в личинкову стадію, тому що вони просто стають чиїмось смачним обідом. З уцілілих яєць приблизно через 14 днів (може більше) виходять личинки. Вони дуже схожі на мініатюрну копію дорослого мечоносця без хвоста.

Коли личинки потрапляють до океанічних вод, вони залишаються на дні приливних рівнин, покритих піском. Там вони живуть приблизно 1 рік, інколи ж і довше. Молодняк, що підріс і зміцнів, перебирається в більш глибоководні частини океану, при цьому їх раціон вже значно наближений до раціону дорослих особин.

Протягом наступного десятка років спостерігатиметься активне зростання та регулярна линяння молодих особин. Линяння дозволяє тварині позбутися старого тісного екзоскелета і відростити новий, відповідного розміру. У процесі розвитку у кожної особини налічується від 16 до 17 линок. Повної зрілості мечехвіст досягає приблизно десятирічному віці. У цей час вони повністю готові до розмноження. І з настанням весняного періоду спостерігається їхня міграція до пляжів.

Природні вороги

На даний момент налічується лише чотири види мечохвостів, при цьому три з них мешкають в районі Південно-Східної Азії. Безхребетні покриті твердою міцною мантією, що захищає їхню відмінність від нападів хижих тварин. Тому природних ворогів вони порівняно небагато, крім людей. Фахівці вважають, що даний вид тварини має дуже високу живучість, тому що вони здатні витримувати солоність та екстремальні температури. Незважаючи на свою повільність, мечехвости дуже стійкі. А те, що їм вдалося пережити багато складних для всіх мешканців планети Земля часів, справді вражає.

В екології прибережних угруповань дана тварина відіграє важливу роль. Його яйця становлять основу раціону птахів у період їх міграції північ (наприклад, ісландський пісочник, що під загрозою зникнення). У процесі еволюції такі прибережні птахи підлаштувалися під мечехвостів в такий спосіб, що час їх міграції посідає пік нересту безхребетних. Особливо яскраво це простежується на території Чесапікської затоки та Делавера. Такі пляжі виступають у ролі своєрідних заправок для птахів. Наївшись вдосталь, вони вирушають далі.

У Флориді чимало птахів і риб із задоволенням поїдають яйця мечехвоста. При цьому дорослі особини можуть бути з'їдені акулами, кінськими равликами, алігаторами або черепахами.

Таке безхребетне має неабияке значення для екології. Широкі і гладкі раковини, що залишаються після линяння, чудово підходять для життя багатьох істот, що мешкають в океані. Пересуваючись океанським дном, ця тварина може переносити устриць, губки, морський салат, трубчастих черв'яків, черепашки і мідії.

Населення та статус виду

У більшості місць проживання мечохвостів спостерігається поступове зменшення їх чисельності. Комісією з морського рибальства в атлантичних штатах у 1998 р. був створений План управління промислом мечехвостів. Згідно з ним, кожен із прибережних атлантичних штатів зобов'язаний визначити пляжі, де спостерігається гніздування даних безхребетних. На сьогоднішній день фахівці з Науково-дослідного інституту риби та дикої природи при громадській підтримці виробляють документацію місць на території штату Флориди, де гніздяться ці дивовижні тварини.

У дев'яностих роках минулого століття було відзначено швидке зменшення чисельності мечехвостів. На сьогоднішній день спостерігається відновлення популяції за рахунок управління державами за допомогою Комісії з морського рибальства в атлантичних штатах. Найбільша популяція такої тварини знаходиться в штаті Делавер-Бей, при цьому фахівці з Національної системи заповідників щороку надають допомогу у проведенні дослідницьких робіт щодо нересту даних безхребетних. Для Делаверської затоки це має дуже велике значення.Однак все одно існує загроза винищення мечохвостів і загибелі берегових перелітних птахів, що пов'язано зі втратою довкілля, а також з діяльністю людей.

Протягом кількох мільйонів років ця тварина спокійно переживала різні катаклізми. Але на сьогоднішній день майбутнє мечехвостів безпосередньо пов'язане з людиною. Дуже важливо розуміти всю цінність цього безхребетного для багатьох інших живих істот. А ще важливо використовувати правильні методи для збереження популяції такої тварини.

Головним хижаком, що знищує мечехвостів, є людина. Причому найчастіше вони використовуються як приманка. Білок, що міститься в крові такої тварини, допомагає виявляти домішки в різних препаратах, призначених для внутрішньовенного введення. При цьому безхребетне під час проведення процедури забору крові зовсім не страждає. Ще мечехвоста застосовували в дослідженнях діагностування дефіциту вітаміну В12, виявлення лейкемії та лікування злоякісної пухлини.

Мечохвости

Мечехвостов (лат. Xiphosura) називають живими копалинами через те, що п'ять сучасних видів є залишком численної фауни ракоскорпіонів, які майже повністю вимерли в мезозойську еру. Ці тварини зустрічаються лише у тропічних і субтропічних морях. У сьогоднішньому світі один вид зберігся на мілководді Атлантичного узбережжя Центральної Америки і чотири - в Південно-Східній Азії.

Зовнішній вигляд та розміри

Предки мечехвостів виглядають так само, як і сучасні представники

Всі сучасні мечехвости досить великі за розміром, найбільші виростають майже до метра завдовжки. Тіло цих тварин помітно поділено на два розділи — головогрудки та черевце.Головогруди зверху покриті міцним спинним щитом, а все тіло закуто в товстий панцир. На черевному боці містяться різноманітні численні пари кінцівок. З-під щита виглядає черевце, на кінці якого є довгий міцний рухливий мечоподібний відросток - хвостова голка, звідси і назва.

Спосіб життя

Мечохвости - малорухливі хижаки, харчуються дрібними молюсками, хробаками, ракоподібними. Живуть біля берега на глибині 4-10 м. Самки відкладають яйця в пісок у припливно-відливній смузі, де хвилі накочуються на берег. Через такий екзотичний спосіб розмноження деякі пляжі знаходяться під суворою охороною, щоб ці незвичайні реліктові тварини зовсім не зникли з планети.

Коронавірус: навіщо фармацевтам блакитна кров мечохвостів і як вона допоможе вакцині від Covid-19?

Ні, це наукова фантастика, а звичайна, стара добра наука. Знайомтеся: мечехвости, або, як їх ще називають, підковоподібні краби - хоча, строго кажучи вони по суті і не краби, а найближчими родичами є павукоподібні.

Люди дуже сильно залежать від мечехвістів, вірніше, від їхньої крові, яку, серед іншого, використовують для виявлення чистоти медичних препаратів, а тепер ще й для створення потенційної вакцини від коронавірусу.

Однак у кожної медалі є і зворотний бік, в даному випадку це життя самих мечехвостів, яким теж їхня кров (насправді гемолімфа, по суті, являє собою щось середнє між кров'ю і лімфою).

Тому борці за збереження дикої природи хочуть покінчити з практикою "дійки" цих крабів (будемо так називати їх для зручності).

У чому користь мечехвостів?

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото, Хтось із нас, цілком можливо, завдячує життям цим істотам і навіть не здогадується про це

Кров цих "живих копалин" має унікальну властивість: вона згортається при попаданні в неї навіть найменшої кількості хвороботворних бактерій або інших чужорідних мікроорганізмів, перетворюючись на желе. Таким чином, імунна система мечехвостів захищає інші органи від ураження.

Перевіряючи за допомогою витяжки, виготовленої з клітин цієї гемолімфи, нові медичні препарати, вчені можуть бути абсолютно впевнені в тому, що в них не потрапили бактерії або продукти їхньої життєдіяльності, які потім можуть завдати шкоди людині.

Подібною дивовижною властивістю має виключно кров мечехвостів.

Тому щороку тисячі цих крабів виловлюються в море та вирушають до американських лабораторій, де у них забирають деяку кількість крові, а потім відпускають на волю.

Реактив, що видобувається з гемолімфи мечохвостів, цінується надзвичайно високо - вартість одного літра Limulus amebocyte lysate становить близько 15 тис. доларів, що робить його одним із найдорожчих медичних препаратів у світі.

Автор фото, Getty Images

Що потім відбувається з "донорами"

Щороку потреб фармацевтики відловлюється понад півмільйона цих тварин.

Спочатку експерти вважали, що майже всі мечехвости благополучно переживають таке примусове донорство. Ще одна здатність цих морських істот у тому, що вони віддають рівно стільки крові, скільки можуть віддати без шкоди своєму здоров'ю.

Однак, згідно з недавніми оцінками, внаслідок цієї процедури гине до 30% особин.

Інші дослідження показали, що після забору крові у самок крабів знижується ймовірність парування.

Автор фото, Getty Images

Вік мечехвістів вчені оцінюють у 300-450 млн років, що робить їх одним з найдавніших видів на Землі.

І все це разом, за словами зоозахисників, створює для цих членистоногих серйозні проблеми.

"Прямо зараз вони видоїють близько півмільйона крабів, - журиться доктор Барбара Браммер, яка очолює групу екологів у штаті Нью-Джерсі, де якраз і виловлюють більшу частину американських мечехвістів.

В інтерв'ю Бі-бі-сі вона нарікала, що ніхто з точністю не знає, як забір крові впливає на подальше життя крабів після того, як їх випускають на волю.

В результаті американські мечехвости наблизилися до порога, за яким їх можна буде офіційно розглядати як вид, що зникає.

У той же час великі фармакологічні компанії вказують на статистику, згідно з якою чисельність мечехвостів протягом останніх років залишається на незмінному рівні.

Чи не можна знайти штучний замінник?

Дослідження з метою створення штучного аналога витяжки з гемолімфи підковоподібного краба велися вже давно, проте справжній прорив стався лише у 2016 році.

Вченим вдалося створити замінник, схвалений до застосування в Європі. Деякі американські фармкомпанії теж почали його використовувати.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото, Кров цих "живих копалин" і справді блакитна завдяки високому вмісту міді.

Здавалося б, у чому проблема?

А річ у тому, що у червні цього року організація, яка відповідає за безпеку медикаментів у США (Управління з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів та медикаментів, або FDA), заявила, що не може гарантувати, що замінник працює так само надійно, як натуральний продукт.

Тому всім компаніям, які хоча продавати свої ліки в США, пропонується використовувати для їх тестування на чистоту кров мечехвостів.

Це стосується й будь-якої потенційної вакцини від коронавірусу: хто б її не винайшов, буде зобов'язаний перевірити її старим випробуваним способом, якщо хоче продати свій товар мільйонам американців.

Доктор Браммер хоче змусити американську владу переглянути свій підхід, тим більше, що в інших країнах штучний замінник використовується вже повсюдно.

Автор фото, Getty Images

Підпис до фото, Не виключено, що для створення образу паразитоїда-ліцехопу у фільмі "Чужий" Рідлі Скотт надихався на вигляд мечехвоста

"Ми маємо перестати залежати від цього природного джерела", - стверджує вона.

Деякі фармацевтичні компанії стверджують, що можуть задовольнити потреби вакцини від коронавірусу без того, щоб наростити обсяги вилову крабів у багато разів.

Однак, за словами Барбари, над створенням вакцини працює принаймні 30 компаній, і кожна з них буде зобов'язана проводити тестування.

"Тому мене дуже турбує чисельність популяції мечохвостів, - турбується доктор Браммер. - Адже вони є ключовою ланкою екосистеми".