Детектор інфекцій: чому людству важлива кров мечехвостів

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

Хто такі мечохвости

Мечехвости — це далекі родичі підковоподібних крабів, і хоча їм ближче павукоподібні. У них досить незвична для сучасних тварин зовнішність: вони досягають 60 сантиметрів у довжину, у них 10 очей, і найголовніше – вони живуть на Землі понад 300 млн. років!

Якого кольору кров мечохвоста

Якщо для людей блакитна кров – це метафора на аристократичні коріння, то у мечехвостів насправді блідо-блакитна кров, і вона дуже цінується у фармакології та рятує нам здоров'я. Люди дуже залежать від цих стародавніх тварин, вірніше, від синьої крові мечехвостів, яку, серед іншого, використовують для виявлення чистоти медичних препаратів, а тепер ще й створення потенційної вакцини від коронавірусу.

Як беруть кров у мечохвостів

Меган Оуїнс 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?" - Вказує вона шприц на просвіт. Справді, блакитна: рідина сяє глибоким блакитом. Закінчивши демонстрацію, Меган видавлює кров мечехвоста назад у контейнер. У мене ледь не перехоплює подих: «Ви щойно викинули кілька тисяч доларів!» - І це не перебільшення.

Але скільки коштує кров мечохвостів? Ціна крові (точніше кажучи, гемолімфи) цих членистоногих на американському ринку сягає 15 тисяч доларів за кварту (0,9 літрів).Ця блакитна рідина широко використовується для виявлення потенційно небезпечних бактерій у лікарських засобах, на медичній техніці та імплантатах. Чи то розчин інсуліну, штучне коліно чи хірургічний скальпель, гемолімфа мечехвостів дозволяє майже миттєво виявити інфекційний агент.

Це забезпечує їй великий та невгамовний ринковий попит. Щороку для її паркану з океану виловлюють близько 575 тисяч членистоногих. Ця кількість не може зростати безкінечно, і серед фахівців все голосніше звучать голоси тих, хто стурбований такою варварською експлуатацією тварин, яким і без того загрожує вимирання. Зазвичай з мечохвостів викачують близько третини крові, після чого відпускають у воду відновлюватися. Підхід вважається гуманним, хоча насправді ніхто не знає, скільки представників загону хеліцерових виживає після такого вимушеного донорства. Цією проблемою і займається Меган Оуінс разом із фахівцями в галузі фізіології тварин Вином Уотсоном з Університету Нью-Гемпшира та Крістофером Чеботом із Плімутського університету. Вони намагаються оцінити ті випробування та складності, з якими пов'язані для мечехвостів операції із забору крові.

Експеримент, який провели три вчені, максимально точно копіює «виробничий процес». 28 мечехвістів, виловлених в Атлантиці, біля гирла річки Піскатака в Нью-Гемпширі, помістили в контейнери і «забули» під сонцем, потрясли пару годин в автомобілі і залишили цілу ніч, потім взяли кров і знову залишили в контейнерах до ранку - так, як це роблять працівники підприємств, збираючи гемолімфу у промислових масштабах. Однак, перш ніж випустити нещасних тварин на волю, біологи закріпили на їхніх панцирах акустичні маячки.

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

Кожен із нас залежить від крові мечохвостів

Колір крові мечехвоста залежить від вмісту особливих клітин у гемолімфі. Бактерії поділяються на дві великі групи відповідно до методу, який датський мікробіолог Ганс Крістіан Грам запропонував ще наприкінці XIX століття. Головна відмінність між ними полягає у будові клітинної стінки. Грамнегативні бактерії (наприклад, кишкова паличка E. coli) за Грамом не забарвлюються: їхня клітинна стінка має додаткову захисну мембрану, яка містить складні ліпополісахариди і не пропускає всередину анілінові барвники. А ось стінки грампозитивних бактерій (наприклад, стафілококів) влаштовані простіше. Мембрани у них немає, барвник проникає у клітинну стінку та «застряє» в ній. При фарбуванні за Грамом такі клітини набувають фіолетового кольору.

Коли грамнегативна клітина гине, ліпополісахариди вивільняються, перетворюючись на небезпечні для здоров'я ендотоксини. Ці сполуки не вбиваються майже як зомбі. Вони переносять навіть сильне нагрівання та інші важкі умови, за яких йде виробництво та стерилізація медичних препаратів та інструментів. Потрапивши в організм, ендотоксини здатні запустити імунну систему на всю міць, викликавши гіперактивацію до септичного шоку. Тому так важливо виявити заздалегідь. Тут і входить у справу гемолімфу мечехвіст Limulus: отриманий з неї лізат амебоцитів (Limulus amebocyte lysate, LAL) згортається при найменшому контакті з ендотоксинами.