Гражданские учёные помогают исследователям защитить одно из древнейших выживших видов Земли: подковообразных крабов

Живые ископаемые

Подковообразные крабы установили мировой рекорд по выживанию без значительных изменений в структуре своего тела. Практически не изменившись более чем за 450 миллионов лет, они получили прозвище «живые ископаемые».

Молекулярный состав

Ещё одна причина, по которой этот вид остаётся таким увлекательным, заключается в его молекулярном составе. Кровь подковообразного краба имеет почти переливчатый синий цвет и используется в качестве ключевого компонента при разработке вакцин и лекарств более 50 лет.

Генетические исследования

Кейт Кастеллано, морской геномист и доцент-исследователь в Институте системной геномики, является экспертом по генетике этих необычных существ. Вместе с постдокторантом Университета Коннектикута Мишель Нейтзи Кастеллано опубликовала первую сборку генома подковообразного краба на уровне хромосом в феврале этого года в журнале «Molecular Biology and Evolution».

Кровь подковообразного краба

Кровь подковообразного краба синего цвета, потому что она использует медь (вместо железа, как в крови человека) для переноса кислорода, объясняет Кастеллано. У неё также есть невероятно специальный механизм защиты.

«У подковообразных крабов есть клетки, называемые амёбоцитами, которые действуют как встроенная система сигнализации против грамотрицательных бактерий, также известных как бактериальные эндотоксины, — говорит Кастеллано. — Когда они обнаруживают вредные бактерии, кровь сгущается — почти как жевательная резинка — чтобы поймать захватчиков и защитить подковообразного краба».

Это свойство сгущения также может быть использовано медицинскими исследователями для проверки бактерий вне самого краба. Примерно с 1970-х годов исследователи использовали кровь подковообразного краба для разработки так называемого теста с лизатом амёбоцитов Limulus (LAL), который может проверять инъекционные препараты, вакцины и медицинские имплантаты на наличие вредных бактерий до их введения пациентам.

Сбор крови для теста LAL

В настоящее время основным методом создания теста LAL является извлечение крови у живых подковообразных крабов. Примерно от 15 % до 30 % крабов погибают в процессе сбора урожая; для тех, кто выживает, трудно отслеживать их самочувствие после того, как у них взяли кровь и вернули в океан.

Снижение популяции

После того как подковообразные крабы пережили более 450 миллионов лет, эти живые ископаемые теперь сталкиваются с резким сокращением популяции. В настоящее время они внесены в список уязвимых в Красном списке Международного союза охраны природы (IUCN), который отслеживает статус исчезающих видов по всему миру.

«Мы думаем, что отчасти причина сокращения их популяции заключается в том, что мы добываем их для теста LAL и используем в качестве наживки, хотя мы всё ещё не уверены, что ещё может способствовать», — говорит Кастеллано. «Поэтому усилия по маркировке для отслеживания изменений популяции и мониторинга генетических сдвигов очень важны».

Проект «Лимулус»

Чтобы сохранить исследования животных и одновременно сохранить популяцию крабов, Кастеллано и Нейтзи сотрудничали с проектом «Лимулус» Университета Святого Сердца, долгосрочным экологическим и природоохранным исследованием подковообразных крабов в проливе Лонг-Айленд, чтобы помочь пометить подковообразных крабов.

Проект «Лимулус» по мечению подковообразных крабов позволяет исследователям отслеживать популяции в Нью-Йорке, Коннектикуте, Род-Айленде и Массачусетсе и сравнивать цифры ежегодно. Это также позволяет учёным, которые собирают образцы у крабов, отслеживать их самочувствие.

Событие этого года состоялось 13 июня и включало жителей государственного парка Шервуд-Айленд в Вестпорте и волонтёров из программы UConn Genome Ambassadors. Мероприятие привлекло до 40 человек, которые записались на встречу с Кастеллано. Волонтёры проекта «Лимулус» научили участников, как проводить полевые исследования, оценивать общее состояние здоровья подковообразных крабов, определять пол и прикреплять федеральную бирку Wildlife Service.

Это мероприятие побудило людей не только помочь с маркировкой, но и понять экологию подковообразных крабов. Кроме того, Кастеллано и Нейтзи рассказали о важности использования геномных данных в сочетании с экологическими данными для сохранения видов.

В ходе этого мероприятия волонтёры смогли успешно пометить более 50 подковообразных крабов в этом году.

«Проект „Лимулус“ сказал, что это было их лучшее мероприятие в году — это было наибольшее количество крабов, которых они идентифицировали за одно мероприятие», — говорит Кастеллано. «Я думаю, это произошло потому, что все были просто в восторге от того, чтобы быть в воде, находить их слева и справа».

Кастеллано надеется продолжить сотрудничество с проектом «Лимулус» в будущем, создавая больше возможностей для маркировки для студентов, преподавателей и сотрудников UConn, а также расширить свои исследования, углубившись в геном этих любопытных крабов.

Предоставлено Университетом Коннектикута.

Источник