Il granchio a ferro di cavallo dell'Atlantico ( Limulus polifemo ). Il granchio a ferro di cavallo è prezioso per la somma di mezzo miliardo di dollari l'anno per le industrie della pesca biomedica e commerciale. Flickr (CC di 2.0) Quando guardi un granchio a ferro di cavallo, stai guardando mezzo miliardo di anni nel passato. Questi animali primitivi esistevano molto prima dei dinosauri e sopravvissero alle ere glaciali e agli asteroidi quasi immutati. La loro accogliente nicchia ecologica necessitava di poche modifiche al corpo, quindi mentre i granchi a ferro di cavallo oggi sono diversi dai loro antichi antenati, non sono molto diversi.
Stai anche guardando una creatura il cui valore si avvicina a mezzo miliardo di dollari all'anno per le industrie biomediche e della pesca commerciale. Il sangue dei granchi a ferro di cavallo è estremamente importante per la scienza:è in grado di rilevare un certo tipo di batteri negli esseri umani, salvando così delle vite. Più su quello sotto, ma prima un po' di biologia.
I granchi a ferro di cavallo assomigliano a carri armati semicircolari e sono di un colore appropriato dal verde militare al marrone. Nonostante il loro nome, sono più strettamente imparentati con ragni e scorpioni che con i granchi. Delle quattro specie di granchi a ferro di cavallo in circolazione oggi, Limulus polifemo si trova lungo la costa orientale del Nord America dal Maine al Messico. Le altre tre specie si trovano nel sud-est asiatico.
Il corpo a ferro di cavallo ha tre sezioni. La grande testa, o prosoma, ospita il cervello e il cuore, e ad esso sono attaccate sei paia di appendici. Nei maschi, la prima coppia è a forma di uncino e viene utilizzata per agganciarsi a una femmina durante l'accoppiamento. Nell'opistosoma, o addome, i muscoli controllano le branchie e il telson (coda). Il telson funge da timone e aiuta i granchi a capovolgersi se vengono capovolti durante la deposizione delle uova. Le femmine sono un terzo più grandi dei maschi e possono pesare il doppio, fino a 10 libbre (4,5 chilogrammi). Ci vogliono circa 10 anni perché un granchio a ferro di cavallo raggiunga le dimensioni di un adulto.
I picchi di deposizione delle uova in maggio e giugno con l'alta marea durante la luna piena o nuova. La femmina scava una cavità nella sabbia sotto di lei e depone un grappolo di diverse migliaia di uova, che vengono fecondate dal maschio aggrappato alla sua schiena. I maschi satellite seguono da vicino la coppia per avere la possibilità di trasmettere i loro geni ad alcune delle uova. Ripete il processo più volte a notte e può deporre le uova per diverse notti. Tutto detto, ogni femmina riproduttiva può deporre fino a 100, 000 uova a stagione.
Delaware Bay ha la più grande popolazione riproduttiva del mondo ed è un sito di sosta per gli uccelli costieri nell'Atlantico Flyway, il percorso nord-sud da e verso i focolai artici. Fino a un milione di uccelli affollano questo sito per rimpinzarsi di uova di granchio a ferro di cavallo e costruire la loro forza per il viaggio verso nord. Ma decenni di raccolta eccessiva di granchi come esca per catturare il buccino, l'anguilla e la conchiglia hanno decimato le loro popolazioni e trasformato la festa delle uova in una quasi carestia. Centinaia di migliaia di granchi vengono presi ogni anno come esca.
Poi c'è l'effetto dello sviluppo del litorale e della perdita dell'habitat. Spiagge, gli appartamenti intertidali e le acque profonde della baia sono tutti necessari per la sopravvivenza e la riproduzione del granchio, ma sono sempre più invasi dalle costruzioni e avvelenati dal deflusso di fertilizzanti.
"Abbiamo monitorato più di 115 siti a Long Island per oltre 17 anni e abbiamo scoperto che l'habitat del granchio ferro di cavallo è diminuito di oltre l'8%, "dice Giovanni Tanacredi, professore di scienze della terra e ambientali al Molloy College e direttore del Centro per la ricerca ambientale e il monitoraggio degli oceani costieri, in una e-mail. "Perdita di habitat significa perdita di animali da riproduzione, chiaramente visto nel declino a lungo termine dei granchi a ferro di cavallo nell'area di circa l'1% all'anno".
Sebbene la salute dei granchi sia gravemente minacciata dagli esseri umani, beneficiamo enormemente dei granchi. Il sangue blu a base di rame dei ferri di cavallo contiene un agente coagulante chiamato Limulus amoebocyte lysate (LAL), che rileva le endotossine rilasciate dai batteri che possono causare febbre, ictus, danno d'organo e persino la morte. LAL è usato per testare farmaci, vaccini e dispositivi medici ed è così essenziale per le aziende biomediche che la produzione in tutto il mondo si fermerebbe se la fornitura venisse interrotta. Comprensibilmente, LAL è uno dei fluidi più preziosi sulla Terra, ad un prezzo di circa $ 15, 000 al litro.
Il sangue a ferro di cavallo ha sviluppato questa straordinaria capacità di coagulazione come risposta alla vita in una zuppa oceanica di batteri. Quando i microbi invadono un mammifero, miglia di minuscoli vasi sanguigni limitano la loro diffusione e i globuli bianchi li combattono. Non così con i granchi a ferro di cavallo. Il loro sangue si muove liberamente attraverso i tessuti e gli organi, fornendo un ampio campo di gioco per l'infezione batterica. Ma batteri e granchi si sono co-evoluti per milioni di anni, e le difese del granchio hanno, pure.
I granchi a ferro di cavallo non hanno un sistema immunitario, Esattamente. Il loro unico tipo di cellule del sangue, un amebocita (una cellula che può muoversi), fa tutto il normale lavoro delle cellule del sangue:riparare le ferite, divorando cellule morte, trasporto e stoccaggio del materiale digerito. Ma questi amebociti rilasciano anche una sostanza che si coagula come un matto quando rilevano un'endotossina batterica. I coaguli intrappolano i batteri invasori, limitare ulteriori infezioni. Anche i coaguli più grandi possono sigillare la ferita.
Prima di LAL, le aziende biomed hanno usato conigli per testare le endotossine (anche il sangue di coniglio tende a coagularsi in presenza di tossine). Se dopo l'iniezione con la sostanza in esame un animale ha sviluppato segni di infezione - ciò potrebbe richiedere fino a 48 ore - il campione è stato determinato come contaminato (e il coniglio è morto). La scoperta di LAL ha salvato innumerevoli conigli da test fatali, ma a loro volta centinaia di migliaia di granchi ogni anno partecipano a una raccolta di sangue involontaria.
Per raccogliere sangue di granchio a ferro di cavallo, le creature ignare - si preferiscono le femmine più grandi - vengono trascinate fuori dalle zone costiere poco profonde e portate in un laboratorio, dove vengono raffreddati per circa un'ora e poi montati su una griglia. Un ago viene inserito nel tessuto intorno al cuore, e fino al 30 percento del sangue del granchio viene drenato. Dopo il sanguinamento, gli animali vengono restituiti all'oceano. Prima vengono restituiti, più è probabile che sopravvivano.
È importante, perché sebbene il biomed sia considerato un uso "catch and release" a bassa mortalità, fino al 30 percento dei granchi a ferro di cavallo muore a causa del processo di sanguinamento. "L'offerta è limitata, e il conto è enorme. circa 600, 000 animali negli Stati Uniti vengono raccolti ogni anno per questo scopo, "dice Tanacredi.
E l'impatto a lungo termine potrebbe essere molto peggiore. Nelle aree in cui la maggior parte dei granchi viene raccolta per il salasso, meno femmine si presentano per deporre le uova. Il problema è più grave in Asia, dove nessun animale viene riportato nel suo habitat. "A Singapore durante la stagione riproduttiva, 10, 000 adulti al giorno vengono raccolti, dissanguato e poi preparato per la vendita come cibo. Di questo passo potrebbero estinguersi lì in un decennio, " dice Tanacredi. La nostra Limulus polifemo è stata inserita nell'elenco delle persone vulnerabili dall'Unione internazionale per la conservazione della natura nel 2016.
Il dottor Tanacredi riassume i prossimi passi necessari:"Tre cose devono accadere immediatamente e in modo coerente. Uno, interrompi tutta la raccolta per l'esca. Due, ottenere l'approvazione della FDA del LAL sintetico. E tre, proteggere i siti di riproduzione dei granchi."
Là ha stati progressi sul LAL sintetico. Sebbene un sostituto LAL efficace sia disponibile da 15 anni, solo una struttura poteva produrlo e le aziende biomediche non volevano fare affidamento su un'unica fonte. Ma poi un altro impianto ha iniziato la produzione, e nel 2018 Eli Lilly and Company ha annunciato di voler eliminare gradualmente il LAL del 90% nei prossimi anni e introdurre gradualmente il LAL sintetico. Buone notizie davvero.
I granchi a ferro di cavallo si possono trovare in abbondanza su molte spiagge degli Stati Uniti orientali - comunemente vengono rovesciati dall'azione delle onde durante la deposizione delle uova e potrebbero non essere in grado di raddrizzarsi, che porta alla morte. Ma non tutti i granchi a ferro di cavallo che vedi sulla spiaggia sono morti - anche loro muoiono, lasciandosi alle spalle il loro vecchio esoscheletro e formandone uno nuovo, uno più grande.
