Das einzige blaublütige Geschöpf auf der Erde! Einst rettete er unzählige Leben, doch jetzt steht er kurz vor der Ausrottung | Welttag des Pfeilschwanzkrebses

Im Jahr 2019 stufte die Weltnaturschutzunion den Chinesischen Pfeilschwanzkrebs (hòu) als „gefährdet“ ein und erklärte den 20. Juni zum Welttag des Pfeilschwanzkrebses .

Die meisten Menschen wissen nicht viel über Tiere wie Pfeilschwanzkrebse, und nicht viele kennen überhaupt das Wort „Pfeilschwanzkrebs“. Es ist jedoch eng mit dem Leben und sogar dem Leben eines jeden von uns verbunden. Jeder von uns sollte ihm „Danke“ sagen.

Wie Pfeilschwanzkrebse das Schicksal der Menschheit veränderten

Pfeilschwanzkrebse gehören zu den Xiphophora, einer sehr alten Familie, deren Vorkommen bis ins Ordovizium vor über 400 Millionen Jahren zurückreicht und die als lebende Fossilien gelten. Es gibt vier Arten von Pfeilschwanzkrebsen: den Amerikanischen Pfeilschwanzkrebs, den Chinesischen Pfeilschwanzkrebs, den Südlichen Pfeilschwanzkrebs und den Rundschwanzkrebs.

Der Kopf des Pfeilschwanzkrebses ist von einem großen, runden Panzer bedeckt und sein Hinterleib ist ein kleiner, leicht dreieckiger Panzer mit Dornen an den Rändern. Es hat sechs Beinpaare und einen langen Schwanz unter seinem Körper. Seine Form ist sehr Science-Fiction-mäßig, wie ein Weltraumschlachtschiff. Das Seltsamste ist, dass das Blut von Pfeilschwanzkrebsen blau ist . Dies liegt daran, dass sein Blut Hämocyanin zum Sauerstofftransport verwendet. Unser Hämoglobin enthält Eisen, während Hämocyanin Kupfer enthält.

Bildquelle: Wikipedia

Seit der Antike schenkten die Menschen dieser Tierart keine große Beachtung, da sie weder schmackhaft ist (das Blut des Pfeilschwanzkrebses enthält Kupfer und ist daher giftig, dennoch essen manche Menschen sein Fleisch) noch ein besonders ansprechendes Aussehen hat. Erst 1956 veröffentlichte der amerikanische Arzt Frederik B. Bang eine Arbeit, in der er bewies, dass eine bakterielle Infektion die Blutgerinnung bei Pfeilschwanzkrebsen verursachen kann. Seitdem hat sich das Schicksal der Pfeilschwanzkrebse und das Schicksal der Menschheit verändert.

Viele Bakterien enthalten in ihren Zellwänden Substanzen, sogenannte Endotoxine. Endotoxine werden von Bakterien nicht abgesondert, um uns zu vergiften. Wenn unser Immunsystem jedoch mit ihnen in Kontakt kommt, löst dies eine heftige Reaktion aus, die tödlich sein kann. Die Blutzellen von Pfeilschwanzkrebsen enthalten ein spezielles Protein, das sich bei Kontakt mit Endotoxin zu einem Gel verfestigt. Wenn das Blut des Pfeilschwanzkrebses mit bakteriellen Endotoxinen in Berührung kommt, gerinnt es, blockiert so die Bakterien und verhindert eine Infektion.

Im Jahr 1965 extrahierte Frederick Barry Bang Protein aus dem Blut von Pfeilschwanzkrebsen und machte daraus ein Medikament zum Nachweis von Endotoxinen und Krankheitserregern. Dieses Medikament wurde später als Limulus- Amöbozytenlysat bekannt.

Das Pfeilschwanzkrebs-Reagenz ist empfindlich und eignet sich gut zum Nachweis von Bakterien und erfreute sich schnell großer Beliebtheit. Derzeit sind in China mehr als 300 injizierbare Arzneimittel im chinesischen Arzneibuch aufgeführt, für die Pfeilschwanzkrebs-Reagenzien erforderlich sind. Mehr als 2.000 Pharmaunternehmen und Hersteller medizinischer Geräte verwenden Pfeilschwanzkrebs-Reagenzien und die jährliche Reagenzienproduktion übersteigt 10 Millionen Einheiten.

Pfeilschwanzkrebspopulationen in der Krise

Reagenzien für Pfeilschwanzkrebse bringen der Menschheit gute Nachrichten, aber auch Unheil für Pfeilschwanzkrebse. Die Menschen begannen, wilde Pfeilschwanzkrebse in großer Zahl zu fangen und den Herzbeutel (Perikard) zu durchstechen, um das himmelblaue Blut als Rohstoff für die Herstellung von Medikamenten zu gewinnen.

Die wichtigsten Arten, die zur Herstellung von Pfeilschwanzkrebs-Reagenzien verwendet werden, sind der Chinesische Pfeilschwanzkrebs und der Amerikanische Pfeilschwanzkrebs. Von 2004 bis 2017 stieg die Zahl der gefangenen Amerikanischen Pfeilschwanzkrebse von über 330.000 auf über 570.000. Nach dem Ausbruch der COVID-19-Pandemie forschen Länder weltweit intensiv an COVID-19-Impfstoffen, und auch die Nachfrage nach Reagenzien für Pfeilschwanzkrebse ist gestiegen. Während der Pandemie, die die Welt erfasst hat, haben Pfeilschwanzkrebse ihr Blut eingesetzt, um die Sicherheit eines jeden von uns zu schützen. Der Preis dafür ist jedoch, dass diese Familie, die älter ist als die Dinosaurier, zunehmend ausstirbt.

Limulus-Amöbozytenlysat. Das Bild stammt aus dem Internet

In den Vereinigten Staaten gibt es keine Standards dafür, wie viel Blut ein Pfeilschwanzkrebs „spenden“ sollte . Wenn 10 bis 30 % des Blutes abgelassen werden, beträgt die Sterblichkeitsrate des Pfeilschwanzkrebses 8 %. Wenn 40 % des Blutes abgelassen werden, steigt die Sterblichkeitsrate auf 29 %. Darüber hinaus ist die Zeit zum Fangen und Ausbluten von Pfeilschwanzkrebsen in den Vereinigten Staaten von Mai bis Juli, da die Pfeilschwanzkrebse in dieser Zeit an Land kommen, um Eier zu legen (sie sind dann leichter zu fangen). Dies beeinträchtigt nicht nur die Fortpflanzung der Pfeilschwanzkrebse, sondern führt auch dazu, dass aufgrund des heißen Wetters die Hämocyaninkonzentration im Blut der Pfeilschwanzkrebse sinkt und die Fähigkeit zum Sauerstofftransport verringert wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit steigt, dass die Pfeilschwanzkrebse nach dem Ausbluten an Sauerstoffmangel sterben. Von 2015 bis 2021 sank die Zahl der Pfeilschwanzkrebseier an der US-Küste auf ein Fünfzehntel des Wertes in den 1980er Jahren.

Der Beibu-Golf in Guangxi ist das Kernverbreitungsgebiet der Pfeilschwanzkrebse in China. In den 1990er Jahren konnten während der Brutzeit 600.000 bis 700.000 Paare von Pfeilschwanzkrebsen beobachtet werden. Im Jahr 2019 waren nur noch 40.000 Paare übrig.

Neben der Herstellung von Reagenzien für Pfeilschwanzkrebse werden Pfeilschwanzkrebse auch als Köder und traditionelles Nahrungsmittel gefangen . Landgewinnungs- und Küstenprojekte werden den Lebensraum der Pfeilschwanzkrebse zerstören. Das Ausbaggern von Flüssen und die Landgewinnung führen zu Veränderungen der Wasserströmung und -tiefe, und Abwasser und starke Regenfälle können in den Meeren, in denen Pfeilschwanzkrebse leben, leichter zu Eutrophierung führen. Die globale Erwärmung zerstört auch den Lebensraum der Pfeilschwanzkrebse.

Der Rückgang der Pfeilschwanzkrebspopulation bedroht nicht nur den Menschen, denn Pfeilschwanzkrebse spielen eine Schlüsselrolle im Ökosystem.

An der Atlantikküste Nordamerikas sind Pfeilschwanzkrebseier eine Delikatesse für viele Zugvögel, wie zum Beispiel den Knutt. Zugvögel können nur eine begrenzte Menge Fett als Energie für die Migration mitführen. Wenn sie zu dünn und hungrig sind, um zu stehen, müssen sie herunterkommen und essen, um an Gewicht zuzunehmen. Auf diese Weise dienen die eierlegenden Amerikanischen Pfeilschwanzkrebse während der Migration des Knutts als Tankstellen und ermöglichen so unzähligen Vögeln das Überleben.

Natur und Mensch sind eng miteinander verbunden

Die Krise, mit der Pfeilschwanzkrebse konfrontiert sind, ist nur ein Mikrokosmos der Natur.

Aus der Natur gewinnen wir nicht nur Nahrung, Luft und Wasser, sondern auch Materialien, um Leben zu retten und Verletzte zu heilen. Im Milliarden von Jahren des Überlebenskampfes haben Organismen zahllose chemische Moleküle für spezifische Zwecke entwickelt. Diese Moleküle könnten zu Rohstoffen für Medikamente werden.

In den 25 Jahren bis 2006 hat die US-amerikanische Arzneimittelbehörde FDA 1.200 neue Medikamente zugelassen, von denen etwa zwei Drittel biologisch hergestellte Moleküle oder Derivate waren.

Das klassischste Beispiel hierfür ist das Krebsmedikament Taxol , das aus der Rinde der Eibe gewonnen wird. Im pazifischen Nordwesten der USA galt die Pazifische Eibe unter den Holzfällern bis zur Erfindung des Taxols als „nutzloser Baum“. Daher ist unser Verständnis von Natur und Biologie oft sehr oberflächlich und wir können nicht vorschnell zu dem Schluss kommen, dass etwas „nutzlos“ sei. Wie bei den Pfeilschwanzkrebsen hat die Nachfrage nach Taxol auch die Eibenpopulationen stark getroffen. Glücklicherweise kann aus den Blättern der Eibe eine Paclitaxel ähnliche Substanz extrahiert werden, mit der Paclitaxel künstlich synthetisiert werden kann. Auch die Blätter können sich regenerieren, sodass die Eibe der Katastrophe entging.

Eibe. Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Beispiele für biologisch hergestellte Arzneimittel gibt es zahlreiche. Das von Kegelschnecken abgesonderte Omega-Conotoxin ist hochspezifisch für neuronale Kalziumkanäle und kann Schmerzen lindern und das Überleben von Nervenzellen schützen. Das Gift der brasilianischen Grubenotter kann das Enzym hemmen, das die Blutgefäße verengt, und so den Blutdruck senken.

Ein Meeresschwamm mit dem wissenschaftlichen Namen Agelas dendromorpha produziert ein Alkaloid namens Agelastatin A, das als potenzielles neues Krebsmedikament gilt. Der Bedarf der Menschheit an Medikamenten verschlingt zudem die Populationen verschiedener Organismen. Der World Wildlife Fund schätzt, dass es insgesamt etwa 50.000 Heilpflanzen gibt, von denen mehr als zwei Drittel in der Wildnis gesammelt werden und 4.000 bis 10.000 Arten möglicherweise vom Aussterben bedroht sind.

Die Biosphäre, die aus allen Lebewesen besteht, beeinflusst unsere Gesundheit in größerem Maßstab.

Zu den einfachsten Beispielen zählen Feuchtgebietsorganismen, die Wasser reinigen, Pflanzen, die Staub reduzieren und schädliche Gase absorbieren usw. Es gibt auch subtilere Einflüsse. Anopheles-Mücken, die Malaria übertragen, brüten gerne in Pfützen mit viel Licht. Durch die Abholzung der Wälder erreicht mehr Sonnenlicht den Boden, was wiederum die Zahl der Anopheles-Mücken erhöht und weitere Malariaausbrüche verursacht. Die Zerstückelung der Wälder in den USA hat zu einem Rückgang der Fleischfresser geführt und Weißfußmäuse und Streifenhörnchen haben sich stark vermehrt, da sie keine natürlichen Feinde haben. Die von diesen Nagetieren übertragenen Zecken können Borreliose übertragen, die durch Borrelia burgdorferi verursacht wird.

Es ist bemerkenswert, dass die negativen Folgen der Ökosystemschäden für die menschliche Gesundheit oft unverhältnismäßig stark von den Armen getragen werden. Zunehmende Umweltschäden und das biologische Aussterben verschlimmern ihre Lage zusätzlich.

Glücklicherweise sind die Menschen zwar dumm, aber nicht unfähig zum Nachdenken. Pfeilschwanzkrebse haben unzählige Leben gerettet und jetzt beginnen die Menschen aufzuwachen und hart daran zu arbeiten, die Pfeilschwanzkrebse zu retten.

Im Jahr 2019 wurde der Chinesische Pfeilschwanzkrebs als national geschütztes Tier zweiter Klasse eingestuft. Pfeilschwanzkrebse legen zwar viele Eier, ihre Überlebensrate ist jedoch äußerst gering. Nach Jahren harter Arbeit hat die Guangxi Beibu Gulf University endlich eine Technologie zur Reproduktion und Freilassung von Pfeilschwanzkrebsen entwickelt. Durch die Aufzucht von Pfeilschwanzkrebseiern zu kleinen Pfeilschwanzkrebsen und deren anschließende Freilassung ins Meer wird die Überlebensrate erheblich verbessert. Jeak Ling Ding von der National University of Singapore nutzte die Technologie der genetischen Modifikation, um anderen Organismen die Produktion von Pfeilschwanzkrebsproteinen zu ermöglichen, und entwickelte ein neues Reagenz, für das kein Pfeilschwanzkrebsblut erforderlich ist. Wenn dieses Medikament erfolgreich beworben werden kann, könnten Hunderttausende Pfeilschwanzkrebse der „Blutkatastrophe“ entgehen.

Abschließend möchte ich diesen Artikel mit einer Geschichte aus dem Notizroman „Qing Bai Lei Chao“ aus der späten Qing-Dynastie beenden: Während der Qianlong-Zeit trat an einer bestimmten Stelle eine Überschwemmung des Meerwassers ein und ein Paar Pfeilschwanzkrebse fielen ans Ufer. Die Dorfbewohner schickten sie mit einem Karren zurück zum Meer, doch die Pfeilschwanzkrebse neigten ihre Köpfe nach Westen und sanken. Die Menschen der Qing-Dynastie hatten nur begrenzte Kenntnisse über die Natur. Obwohl ihnen die Funktion der Pfeilschwanzkrebse für den Menschen nicht bekannt war, ist der Respekt vor dem Leben, der in dieser Geschichte zum Ausdruck kommt, es wert, dass wir uns heute immer wieder daran erinnern.

Planung und Produktion

Autorin｜Red Queen Populärwissenschaftliche Schöpferin

Rezension｜Zhu Qian, Professor am Shandong University College of Oceanography

Herausgeber: Yang Yaping

Korrekturgelesen von Xu Lailinlin