Giftige havslanger og konservering.
Projektbeskrivelse af Arne Redsted Rasmussen, Det kongelige Danske Kunstakademi, Konservatorskolen og Anders Hay-Schmidt Medicinsk Anatomisk Institut, Københavns Universitet.
Projektets baggrund: Havslanger er de mest udbredte og talrigeste af verdens giftige krybdyr. Havslanger forekommer i tropiske og subtropiske vandområder i det Indiske Ocean og Stillehavet. De fleste arter er koncentreret i Sydøstasien og i den australske region. Havslanger forekommer med stor variation i antal og artssammensætning på lavt vand langs kysterne, i floder og flodmundinger og omkring øer (Rasmussen et al.2001). På et højere taxonomisk niveau er havslanger nærmest beslægtet med terrestriske giftsnoge (elapider), som omfatter nogle af de mest giftige slanger i verden (de australske giftslanger, kobraer, mambaer, kraiter og koralslanger). Havslanger, eller de vandlevende giftsnoge, og terrestriske giftsnoge kaldes til sammen proteroglyfe slanger på grund af gifttændernes placering forrest på overkæben. På nuværende tidspunkt er der beskrevet over 60 arter af havslanger (Rasmussen, 1997,2002; David & Ineich, 1999).
Giften fra havslanger er meget stærk. Undersøgelser ved hjælp af måleenheden ”LD50”, viser at havslanger har den stærkeste gift pr. enhed fundet hos slanger (Barme, 1963; Pickwell, 1972; Tamiya, 1975; Mackessy & Tu, 1993). Havslangebid er derfor en af mange dødsårsager i Asien. På nuværende tidspunkt bliver omkring 4 millioner mennesker bidt af slanger i Asien hvert år, hvoraf 100.000 dør (Chippaux, 1998: World Health Organization, dette tal betragtes som et underestimat). I dag ved vi ikke, hvor mange af disse dødsfald, der skyldes havslangebid, men vi ved, at der forekommer dødsfald i alle asiatiske lande p. g. a. havslangebid (Reid, 1979; Warrell, 1994; Asanuma et al., 1998; pers. obs.).
Slangeforskning i Danmark: Danmark har en lang tradition i at forske i slanger, som går helt tilbage til Reinhardt og Lütken (sidst nævnte beskrev en havslange i 1862). Inden for de sidste 70 år har Danmark haft to velrenommerede slangeforskere: Dr. Helge Volsøe (disputerede i Vipera berus) og Dr. Jens Bødtker Rasmussen (disputerede i afrikanske slanger). Volsøe har blandt andet skrevet en del artikler om havslanger, hvor især hans artikel fra den Persiske bugt bør fremhæves (Volsøe, 1939). Dr. Jens Bødtker Rasmussen var frem til sin alt for tidlige død (maj 2005) verdens førende systematiker i afrikanske slanger. Desuden har Dr. Torben Wolff skrevet flere værdifulde artikler om havslanger i forbindelse med Galathea 2, Noona-Dan ekspeditionen og den 5. Dansk-Thai ekspedition.
Danmarks store samling af havslanger, som blev grundlagt allerede ved den første Galathea ekspedition, blev siden udbygget under Dana-ekspeditionen 2, Galathea 2, Noona Dan ekspeditionen og 5. Dansk-Thai ekspeditionen. Denne samling danner grundlag for havslangeforskningen i Danmark og i dag har vi en af de bedste samlinger af havslanger i verden.
Følgende 4 delprojekter gennemføres med Galathea 3:
Giftsnogenes opståen og udbredelse: Indtil for ganske nylig var de fleste slangeforskere enige om at giftsnogene, inkl. havslanger, først blev udviklet for omkring 35 mio. år siden og derfor ikke kunne være af Gondwanaland-oprindelse. Men hvis man tager Voris (1977) og Rasmussens (1997, 2002) slægtskabsanalyser med i sine overvejelser, må man sætte et stort spørgsmålstegn ved den meget unge alder der er foreslået for udviklingen af giftsnogene. Teorien støttes af palæontologiske fund af knoglerester: I 1999 blev et fund fra Wadi Abu Hashim i Nord Afrika beskrevet. Det er blevet dateret til midt i kridtperioden (for ca. 95 mio. år siden), og det indeholdt bl.a. ryghvirvler som er blevet bestemt til at stamme fra meget avancerede slanger. Dette fund antyder at alle de nulevende, store linjer inden for slanger var udviklet for 95 mio. år siden, og at giftsnogene altså havde deres selvstændige linje allerede på dette tidspunkt. Hvis man bruger knoglefundet til at stadfæste en mindste alder for giftsnogene, må man antage at langt de fleste giftsnogelinjer allerede var udviklet da Gondwanaland blev opsplittet.
Teorien er baseret på en analyse af morfologiske karakterer hos forskellige giftsnoge. Herved kan man konstatere, hvem af dem der deler avancerede, anatomiske træk som de har arvet fra en fælles stamform. En alternativ forklaring på slægtskab og udbredelsesmønster kunne være at forfaderen ikke levede på land, men i vand, og at spredningen til fx den australske region er foregået ved at stamformen er kommet svømmende fra et af de andre kontinenter, en på mange måder tillokkende hypotese, som vil placerer havslanger centralt inden for giftsnoge (fleste forskere betragter havslanger og de australske landgiftsnoge som et sideskud til andre giftsnoge). At giftsnogene opstod før Gondwanaland blev splittet op og derefter passivt blev ført med da landmasserne gled fra hinanden, er dog den enkleste forklaring på nuværende tidspunkt. For at teorien kan testes mangler vi indsamlinger fra det australske område, hvor vi blandt andet i mangrover langs kysterne kan finde arter som Hydrelaps darwiniensis, Parahydrophis mertoni og Ephalophis graye (alle tre arter er kendt fra mangroveområder på syd siden af New Guinea, samt fra Broom i Australien (2 arter) og findes formodentlig også langs østsiden af New Guinea). Disse tre arter repræsenterer måske noget af det mest oprindelige inden for giftsnoge, og vil sammen med allerede indsamlede giftsnogemateriale kunne danne basis for en mere detaljeret molekylær og morfologisk analyse af giftsnogenes slægtskab. De morfologiske analyser indebærer blandt andet anatomiske undersøgelser af nervesystemet, retina, lunger, blodkarsystem mm. For at kunne gennemføre ovenstående analyser er det nødvendig at konserveringen foregår optimalt, hvilket ikke med de nuværende metoder altid er tilfældet. Ekspeditionen vil derfor også give mulighed for at anvende nye konserveringsmetoder inden for vådkonservering.
Vikarians og ubeskrevede arter: Grundlæggende mangler vi mere viden omkring havslangers systematik og økologi. Gruppens store udbredelse samt særdeles komplicerede systematik har gjort det vanskeligt at få overblik over de mange arts - komplekser som præger billedet. Vi mangler især at få indsamlet i de områder som forbinder Asien med den australske region. Når man undersøger flere arter som er udbredt i begge regioner viser individerne fra hvert område en klar forskel både morfologisk og molekylær. På nuværende tidspunkt betragtes dette fænomen som et vikarians mønster hos nogle forskere (Rasmussen & Iniche, 2000; Rasmussen et al. In press.), hvorimod andre betragter det som geografisk variation inden for vidt udbredte arter (Cogger et al., 1983). For at kunne løse dette problem er det vigtigt, at indsamle individer i de områder, hvor forskellen mellem de to regioner tilsyneladende forekommer. På nuværende tidspunkt har vi gode samlinger fra Asien, men mangler individer fra den østlige del af Australien samt vestlige del af New Guinea. Ved at indsamle havslanger fra disse områder, vil vi kunne få flere ubeskrevede arter frem i lyset samt få et større overblik over hele artssammensætningen indenfor havslanger (Se også Rasmussen, 1997 p.21; Rasmussen &Iniech, 2000; Rasmussen et al. 2001). Mange indsamlinger af havslanger er foretaget af lokale fiskere, som hjemtager havslangerne som bifangst. Indsamlingsmetoden er udmærket, men man får desværre ikke den samme mængde økologisk data, som man får ved at indsamle havslangerne selv. Desuden er konserveringen af individerne ofte særdeles ringe, så store dele af de anatomiske samt molekylær data er ødelagt. Ved at benytte Galathea III vil vi kunne få økologiske data med, som er så vigtig for at kunne forstå havslangernes biologi og vi kan få foretaget en gennemgribende konservering således at genstandene kan bruges optimalt samt bevares for eftertiden.
Ved at indsamle havslanger fra ovennævnte områder vil vi få data som umiddelbart kan anvendes i følgende artikler der alle er under forberedelse:
Ineich ,I & Rasmussen, A.R. (in prep.) Hydrophis ornatus ocellatus- complex from Asia and Australia.
Rasmussen, A.R. Couper, P., Gravlund, P. & A. Amey. (in prep.) A revision of Hydrophis pacificus- complex using morphology and dna data.
Hay-Schmidt, A., Rasmussen, A.R., & Jespersen, Å. (in prep.) Parietal eye and retina in selected sea snakes.
( Dr. Ivan Ineich er ansat på Muséum national d’Histoire naturelle, Paris og Dr. Patrick Couper og Dr. Andrew Amey er ansat på Queensland Museum, Australien).
Konservering af de indsamlede organismer: Udover det daglige arbejde med indsamling og konservering af havslanger og registrering af informationer, vil der blive udført et sideløbende forskningsprojekt ombord for at undersøge og afklare konserveringstekniske problemer. Projektet vil som formål have, at afprøve et konserverings/fikseringsmiddel, der kan erstatte formaldehyd. Projektet vil også have til formål at udvikle og forfine specifikke konserveringsmetoder til specifikke dyregrupper.
Formaldehyd har været anvendt siden 1893, da Ferdinand Blum opdagede dets egenskaber til at fiksere væv. Formaldehyd fikserer og bevarer organisk væv ved at danne ’krydsbindinger’ der fastholder vævets fysiske mikrostruktur. Desværre er disse kemiske bindinger tilsyneladende ikke reversible og formaldehyd fikserede præparater kan ikke, med den viden vi har nu, bruges til alle typer forskning (f.eks. molekylær undersøgelser).
Formaldehyd ønskes også erstattet af helbredsmæssige årsager, da det både er særdeles ubehageligt og farligt at arbejde med (kan forårsage næse- og svælgcancer). Desuden ønskes Formaldehyd erstattet på grund af dets negative effekt på PCR under sekvensering af DNA (Carter 2002, Srinivasan et al. 2002, Bucklin og Allen 2003, Vincek et al. 2003, Linville et al. 2004) og andre molekylær undersøgelser (Benedito-Cecilio og Morimoto 2002, Hendrickx et al. 2003, Thibault-Botha og Bowen 2004). Formaldehyd vil også i visse vådpræparater blive omdannet til myresyre der nedbryder præparaterne (specielt knoglestruktur). De fleste metoder og alternativer til formaldehyd er dog lidet efterprøvede og kan kun afprøves på friske eksemplarer. Det vil derfor være oplagt og muligt at udføre forsøget ombord på Galathea 3 Ekspeditionen da der her vil være adgang til tilstrækkelige mængder helt friske organismer. På nuværende tidspunkt er følgende artikel under forberedelse og vil indgå i projektet:
Rasmussen, A.R. & Hay-Schmidt, A. (in prep.) Why do we use difference methods in conservation of humans and animals?
Enhydrina schistosa – komplekset undersøgt ved hjælp af dna og morfologi: Enhydrina schistosa er en forholdsvis stor havslange, som kan blive op til 1,5 m lang og tykkere end en mands underarm. Arten er udbredt fra Den Arabiske Bugt i vest til Den Australske Region i øst, og dens store udbredelse over to verdens have overgås kun af Pelamis platurus og Hydrophis ornatus (Rasmussen, 1989; David & Ineich, 1998). Enhydrina schistosa forekommer i floder og flodmundinger samt langs mudret/blødbundet kyster og er lokalt meget talrig (Voris et al., 1983, pers. obs.). Giften regnes for at være ca. 10 gange stærkere end kobragift og mængden af gift i giftkirtlen er ca. den samme som i en kobras kirtel (Smith, 1926; Reid, 1975; Mackessy & Tu, 1993; Warrell, 1994). Alle resultater peger på, at Enhydrina schistosa er involveret i langt de flest bid og forårsager flest dødsfald inden for havslangebid (Dunson (ed.), 1975; Gopalakrishnakone (ed.), 1994). Risikogruppen er mænd fra 20 år og opefter som håndterer posenet, sorterer fisk om bord på en trawler eller bruger et træknet i floder eller flodmundinger. Risikogruppen tilhører typisk de fattigste fiskersamfund i Asien (Reid, 1975; 1979).
Forsøg udført med henholdsvis monovalent og polyvalent serum mod slangebid viser, at kun monovalent serum neutraliserer giften 100 %. Det vil derfor være af afgørende betydning, at der kun er en art involveret i fremstilling af serum. Samtidig har det vist sig at arter, som er vidt udbredt, kan have lokal variation i giftsammensætningen, således at det er nødvendigt at fremstille serum baseret på lokale individer for at få giften effektivt neutraliseret i de pågældende områder. I dag kender vi ikke Enhydrina schistosa populations sammensætning og arts status i hele dens udbredelsesområde og vi kan derfor ikke vælge individer til serumfremstilling fra alle de ”rigtige” lokaliteter, således at vi får den bedst mulige dækning ud af den fremstillede serum. Derfor er det nødvendigt at undersøge den genetiske bestandsstruktur hos Enhydrina schistosas fra forskellige lokaliteter for der igennem at finde og afgrænse de eksisterende geografiske populationer og arter. Resultatet kan derefter bruges i planlægningen af serumfremstilling. Foreløbige dna-resultater (støttet af RUF-Danida fra 2000-2002) viser en større molekylær afstand mellem de asiatiske og australske individer af Enhydrina schistosa end mellem dem og andre arter i Australien. Dette indikerer at Enhydrina schistosa ikke er monofyletisk. Modsat viser morfologien at begge områders individer repræsenterer en fælles monofyletisk gruppe, som er morfologisk klart velafgrænset fra andre arter af havslanger.
På nuværende tidspunkt mangler vi friske indsamlinger fra Den Arabiske bugt, Pakistan, vest Indien, Burma, samt i området omkring Australien og New Guinea. Alle disse lokaliteter vil være af stor værdi for havslangeforskningen, men specielt indsamlinger fra Australien vil være af stor interesse, for at få opklaret forbindelsen mellem de Asiatiske og Australske populationer.
For god ordens skyld skal nævnes at der på nuværende tidspunkt også arbejdes med at få ”gammelt Dna” ud af museums individer fra den Arabiske Golf.
Materiale og Metode: Til Dna-analyse af havslanger bruges 4 forskellige gener i mitochrondriet, som ved hjælp af PCR-teknik sekvenseres for at give information om nukleinsyresekvensernes rækkefølge. Mitochrondiet udmærker sig ved at være forholdsvis nemt at sekvensere og velfungerende primers er tilgængelig. Mitochrondiet er med held brugt i andre DNA-analyser som involverer slanger (Keogh, 1998; Rasmussen et al., in press.). På nuværende tidspunkt er der allerede sekvenserede prøver fra Bahrain, Bangladesh, Thailand, Vietnam, nord siden af Borneo, samt Australien (få individer). I kombination med Dna-analyserne gennemgås de indsamlede dyrs anatomi, således at den morfologiske geografiske variation kan beskrives og sammenlignes med de allerede gennemgåede dyr fra asien og Australien. I samlingerne på Statens Naturhistoriske Museum findes der allerede gode samlinger af giftsnoge fra Asien og Afrika inklusiv vævsprøver. Med henblik på vævsanalyser vil nogle af slangerne blive perfusionsfikseret således at vævet bevares bedst muligt til histologiske, immunhistokemiske og in situ hybridiserings undersøgelser. Derudover vil der på ufikseret væv dels blive lavet frysesnit til histokemiske undersøgelser, og dels til udtagning af væv til molekylærbiologiske undersøgelser. Desuden vil der blive igangsat en række forsøg, hvor der ikke vil blive brugt formalin til konservering af specimens.
Hvordan kan vi indsamle havslanger på Galathea 3 ekspeditionen: Som allerede nævnt lever havslanger på lavt vand (under 100m.), langs kysterne og op i floderne. Typisk vil man få havslanger med som bifangst ved trawling på lavt vand. Desuden kan havslanger tiltrækkes ved at have en kraftig projektør ud over rælingen om natten (kræver at man ligger for anker eller lignende), hvorefter slangerne kan fanges ved hjælp af et sænke-net eller en ketsjer (optimalt med en platform tæt ved havoverfladen). Denne metode blev blandt andet brugt ud fra Trankebar under Galathea II ekspeditionen, hvor man på en enkel nat samlede over 40 havslanger. En mere aktiv indsamling af havslanger om natten kan foregå ved hjælp af en hurtiggående gummibåd, en kraftig projektør og en ketsjer. Her spottes havslangerne på overfladen ved hjælp af projektøren, hvorefter man indfanger dem med ketsjer idet båden passer forbi i god fart. Desuden kan havslanger indfanges med lærreds poser under snorkling eller scuba dykning både dag og nat, denne metode bruges dog kun i klart vand (bl.a. koralrev) og kræver lidt teknik. Metoden er til gengæld meget nænsom mod slangerne.
Havslangeforskningens relevans: Gennem de sidste 20 år er der blevet en større forståelse af, at også den naturhistoriske arv er en vigtig del af vores kulturarvsforståelsen. I Danmark har blandt andet Worms naturhistoriske samling fra 1600 tallet bidraget med megen viden og forståelse fra den periode. Vi kan se at naturen med dens mangfoldighed er på hastigt tilbagetog, og allerede nu omfatter de naturhistoriske samlinger individer, som desværre for længst er udslettet i naturen. Der er intet, som tyder på, at denne udvikling vil stoppe foreløbig, hvilket gør konservering og opbevaring af naturhistoriske individer endnu mere vigtigt. Hele forudsætningen for at vi kan ”bevare” vores naturhistoriske arv er, at vi har tilstrækkelig viden til at kunne gå ind og tage vare på denne kultur- og naturarv. Naturhistoriske museers samlinger er her en vigtig kilde til en sådan viden, men det kræver, at vi har optimale bevaringsmetoder for vores genstande, så de kan bruges inden for alle grene af naturvidenskaben i kommende generationer.
Vi ved, at det eneste, som virker 100 % effektivt mod slangebid, er monovalent serum. Vi ved, at folk bliver bidt af havslanger (specielt E. schistosa) i Asien hvert år med dødlig udgang (Warrell 1994). Ved at opbygge viden om havslangernes arts og populations sammensætning, vil vi inden for overskuelig fremtid kunne fremstille effektiv serum mod deres bid. En sådan serum vil kunne redde menneskeliv langs kyster og i flodmundinger i hele regionen. Havslangeforskningen er samtidig med til at styrke samarbejdet på tværs af landegrænserne i regionen. Fra regional FAOs side ønskes en styrkelse af kommerciel udnyttelse af havslanger, hvilket vil resultere i at flere folk kommer i berøring med havslanger, med flere bid fra havslanger til følge.
Igennem de sidste 15 år er der opbygget et nært samarbejde omkring havslangers systematik og konservering med lokale Museums institutioner og personer i asien, Australien og Danmark, dette netværk vil danne ramme for de nævnte indsamlinger, forsøg og resultater.
