Экологические факторы, обуславливающие эпизоотиче­ ское состояние леща (abramis brama l.) в куршском заливе балтийского моря

На правах рукописи

ЧУКАЛОВА Наталия Николаевна ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЕ ЭПИЗООТИЧЕ­ СКОЕ СОСТОЯНИЕ ЛЕЩА (ABRAMIS BRAMA L.) В КУРШСКОМ ЗАЛИВЕ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ 03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Калининград 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Калининградский государственный технический университет» Научный Доцент, кандидат биологических наук руководитель:

Авдеева Елена Витальевна Официальные Профессор, доктор биологических наук оппоненты:

Сергеева Нина Тимофеевна Ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук Юхименко Людмила Николаевна Ведущая ФГУП Полярный научно- исследовательский институт организация:

морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ПИНРО)

Защита состоится «_19_» июня 2008 г. в _15.00_ч. на заседании дис­ сертационного совета Д 212.084.04 при Российском государственном универси­ тете им. И. Канта по адресу: 236040, г. Калининград, ул. Университетская, 2, факультет биоэкологии, ауд. 143. Факс: (4012) 53-37-07;

(4012) 53-37-75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государ­ ственного университета им. И. Канта (236040, г. Калининград, ул. Университет­ ская, д. 2).

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 236040, г. Калининград, ул. Университетская, 2, факультет биоэкологии, кафедра ботаники и экологии растений. Факс: (4012) 53-37-07;

(4012) 53-37-75.

Автореферат разослан «» 2008 г.

Ученый секретарь совета:

Доцент, кандидат биологических наук Губарева Ирина Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Куршский залив - важный рыбопромысловый водоем Калининградской области и Литвы, в котором лещ (Abramis brama L.) основной объект промысла. В последние годы антропогенное загрязнение и эв­ трофирование Куршского залива негативно сказались на ихтиофауне водоема:

снизилась продуктивность чувствительных к чистоте вод видов (сига, рыбца), регулярными стали заморы рыб, возросла их заболеваемость [Хлопников, 1998;

Осадчий, 2000;

Чукалова, 2006 и др.].

Известно, что возникновение болезней в популяциях рыб обусловлено на­ личием обязательных звеньев, тесно связанных между собой: патогенного воз­ будителя, восприимчивого хозяина и определенных условий окружающей сре­ ды, способствующих развитию эпизоотического процесса. Часто именно изме­ нение факторов внешней среды служит «пусковым механизмом» эпизоотий. В связи с этим, изучение влияния экологических факторов на эпизоотическое со­ стояние гидробионтов стало одним из перспективных направлений в исследова­ нии пресноводных и морских экосистем, в том числе и бассейна Балтийского моря [Myers, 1994;

Ullrich, 1994;

Bucke, 1996;

Lang, 1998, 2002 и др.]. Однако, в Куршском заливе, такие исследования не проводились.

Цель настоящей работы - установить роль экологических факторов в фор­ мировании эпизоотического состояния леща (Abramis brama L.) Куршского за­ лива по заболеваниям бактериальной и инвазионной этиологии.

Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

1. Выявить экологические факторы, влияющие на видовой состав и количе­ ственные характеристики микрофлоры воды и леща Куршского залива.

2. Провести экологический анализ паразитофауны леща.

3. Установить роль факторов среды в развитии и распространении бактериаль­ ных и инвазионных заболеваний в популяции леща.

4. Изучить влияние экологической ситуации в Куршском заливе на эпизооти­ ческое состояние леща по заболеваниям бактериальной и инвазионной этио­ логии.

Научная новизна. Автором впервые проведено комплексное изучение леща с использованием бактериологических, паразитологических, морфопато­ логических, и гематологических методов исследований. Установлены факторы внешней среды, влияющие на качественные и количественные характеристики микрофлоры воды Куршского залива и леща (клинически здоровых рыб и осо­ бей с язвенным заболеванием кожи). Определены причины, обусловившие многолетние изменения фауны паразитов леща. Изучено течение эпизоотиче­ ских процессов бактериальной и паразитарной природы у леща Куршского за­ лива и определены факторы среды, оказывающие на них доминирующее влия­ ние. Оценено влияние экологической ситуации в водоеме на эпизоотическое со­ стояние популяции леща Куршского залива.

Практическая значимость работы. Дана оценка эпизоотического состоя­ ния леща - основного промыслового объекта важного рыбохозяйственного во­ доема Калининградской области и Литвы - Куршского залива. Определены ми­ кробиологические и паразитарные показатели качества и безопасности пищево­ го использования данного вида рыб в водоеме. Полученные данные необходи­ мы для оценки и прогнозирования экологической, эпизоотологической и эпиде­ миологической ситуации в заливе, при разработке мероприятий по профилакти­ ке болезней рыб, а также бактериальных и паразитарных заболеваний у населе­ ния Калининградской области. Материалы работы могут быть использованы при чтении лекций по гидробиологии, экологии и ихтиопатологии в высших об­ разовательных учреждениях.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. На динамику качественных и количественных показателей микрофлоры воды и леща Куршского залива доминирующее влияние оказывают темпера­ тура воды, водородный показатель и концентрация хлорофилла а.

2. Видовой состав паразитов и количественные показатели зараженности леща в сезонном и межгодовом аспектах изменяются под влиянием температуры и гидрохимических показателей воды залива.

3. Возникновение заболеваний бактериальной и инвазионной природы у леща Куршского залива сопряжено с наличием возбудителей болезней в водоеме и с влиянием температуры воды, водородного показателя и концентрации хлорофилла а.

4. Эпизоотическое состояние леща по заболеваниям бактериальной и инва­ зионной этиологии определяется экологической ситуацией в водоеме.

Апробация работы. Материалы работы были представлены на первой международной научно-практической конференции молодых ученых «Комплексные исследования биологических ресурсов южных морей и рек» (Астрахань, 2004), региональной студенческой конференции «Biodiversity and functioning of aquatic ecosystems in the Baltic Sea region» (Паланга, Литва, 2004), международном симпозиуме Скандинавско-Балтийского паразитологического общества (Вильнюс, Литва, 2005;

Рованиеми, Финляндия, 2007), пятом между­ народном конгрессе «The Baltic Sea changing ecosystems» (Сопот, Польша, 2005), второй международной конференции «European lagoons and their watersheds: function and biodiversity» (Клайпеда, Литва, 2005), ежегодной меж­ дународной научно-практической конференции «Инновации в науке и образо­ вании -2006» (Калининград, 2006), научной конференции ИКЕС (Маастрихт, Голландия, 2006), международной конференции «Curonian Lagoon catchment’s monitoring. Problems and prospects of cross-border cooperation» (Светлогорск, 2006), региональных конференциях «Проблемы сохранения культурного досто­ яния национального парка «Куршская коса» (Куршская коса, 2006, 2007), VI региональной конференции «Экологические проблемы Калининградской обла­ сти и Балтийского региона» (Калининград, 2007), IV Международной школы по теоретической и морской паразитологии (Лесное, 2007), международной конфе­ ренции «Проблемы иммунологии, патологии и охраны здоровья рыб и других гидробионтов - 2» (Борок, 2007), международной конференции “Estuarine Ecosystems: Structure, Function and Management” (Светлогорск, 2007), отчетной секции научных работ АтлантНИРО (Калининград, 2007).

Декларация личного участия автора. Автором самостоятельно в поле­ вых условиях собран материал, проведены бактериологические, паразитологи­ ческие, гематологические, морфопатологические исследования, выполнена ви­ довая идентификация выделенных бактериальных штаммов и паразитов, осу­ ществлен анализ и статистическая обработка полученных данных.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 17 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 142 страницах, включает 25 таблиц, 44 рисунка и состоит из введения, 7 глав, заключения и выводов. Список литературы включает 189 наименований, в том числе 28 - на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. История изучения эпизоотического состояния леща Куршского залива Сведения по эпизоотическому состоянию леща в заливе малочисленны и касаются только отдельных паразитозов [Kovaleva, 1995;

Shukhgalter, 2002;

Шухгалтер, 2004]. Роль экологических факторов в распространении и развитии болезней у рыб Куршского залива не изучалась.

Глава 2. Краткая климатическая, физико-географическая и гидробиологическая характеристика Куршского залива На основании данных литературы охарактеризованы климатические, гид­ рологические, гидрохимические и гидробиологические условия Куршского за­ лива. Показано, что гидрохимический режим водоема определяется стоком с водосбора реки Неман, слабым водообменном с Балтийским морем, мелковод­ ностью, ветровыми течениями и интенсивным перемешиванием [Науменко, 2004]. В современный период по гидрохимическим и гидробиологическим по­ казателям Куршский залив характеризуется как высокоэвтрофный водоем [Александров, 2003]. В водоеме ежегодно отмечаются «цветения» воды, вызы­ ваемые токсичными видами синезеленых водорослей Aphanizomenon flos-aquae и Microcystis aeruginosa, вследствие которых водородный показатель воды за­ лива сдвигается в щелочную сторону (8,2-9,5) и превышает ПДК (6,5-8,5) для рыбохозяйственных водоемов [Дмитриева, 2004]. Несмотря на это, дефицита кислорода в водоеме не зафиксировано, содержание растворенного кислорода в воде залива составляет 10,2-14,5 мг/л [Науменко, 2004].

Глава 3. Особенности биологии и экологии леща В главе описаны особенности биологии и экологии леща в Куршском зали­ ве.

Глава 4. Материал и методы исследований Материал для настоящей работы собран в Российской акватории Куршско­ го залива в 1998-2006 гг. Всего обследованы 11206 экз. леща, размерами 6,0 60,0 см.

Бактериологические исследования проводили в 2000-2005 гг. стандартны­ ми методами [Мусселиус, 1985]. Изучены 50 экз. рыб (клинически здоровых и с язвенным заболеванием кожи) и 10 проб воды залива. У каждой рыбы исследо­ вали кожу, жабры, кровь, печень, почки, селезенку и содержимое заднего отде­ ла кишечника. У больных рыб дополнительно выполняли посев из кожных язв.

Гемолитическую, протеолитическую и ДНКазную активность изолированных микроорганизмов определяли по МУ № 13-4-2/1116. Исследования показателей микробиологического качества и безопасности рыб проводили в соответствии с действующими нормативными документами [ГОСТ 10444.15-94, ГОСТ 30518 97, ГОСТ 30519-97, ГОСТ 10444.2-94, ГОСТ 30726-2001].

Методом полного паразитологического вскрытия в течение 2004 -2006 гг.

обследованы 360 экз. леща. Сбор, фиксацию, обработку и изготовление препа­ ратов обнаруженных паразитов осуществляли общепринятыми методами [Бы­ ховская-Павловская, 1985]. Для характеристики зараженности рыб использова­ ли показатели инвазии: экстенсивность (ЭИ), интенсивность (ИИ) и индекс оби­ лия (ИО) [Margolis et al., 1982]. Разделение паразитов по чувствительности к за­ грязнению приведено по Е.А. Богдановой [Богданова, 1993].

Гематологическими методами в 2004-2006 гг. исследованы 360 экз. рыб.

Концентрацию гемоглобина в крови леща определяли по методу Сали, концен­ трацию лейкоцитов и эритроцитов - пробирочным методом в камере Горяева [МУ № 13-4-2-/1738].

Клинический осмотр (морфопатологические исследования) леща проводи­ ли в течение 9 лет с 1998 - 2006 гг. Всего исследованы 10796 экз. рыб. Фикса­ цию образцов тканей, взятых от 50 особей леща, и их дальнейший гистологиче­ ский анализ осуществляли стандартными методами [Волкова, 1982]. Для оцен­ ки заболеваемости рыб использовали встречаемость (процент) больных рыб в пробе [Margolis et al., 1982].

Статистическую обработку полученных данных выполняли общеприняты­ ми методами [Rozsa, 1982, Плохинский, 1982, Лакин, 1990]. Для корреляци­ онного анализа использовали гидрохимические данные, предоставленные со­ трудниками АтлантНИРО к.б.н. М.М. Хлопниковым, к.б.н. Е.Н. Науменко, к.б.н. Ю.М. Сениным и к.б.н. С.В. Александровым.

Глава 5. Влияние экологических факторов на эпизоотическое состояние леща Куршского залива по заболеваниям бактериальной этиологии В данной главе рассмотрены результаты исследований микробного пейза­ жа среды обитания (микрофлора воды), микрофлоры клинически здоровых рыб и особей с язвенным заболеванием кожи. Представлены данные по этиологии, эпизоотологии, клиническим признакам язвенного заболевания;

описаны морфо- и гистопатологические изменения в организме больных рыб;

выявлены экологические факторы, динамика которых обуславливает течение эпизоотиче­ ского процесса бактериальной природы у леща в Куршском заливе.

5.1 Микрофлора воды Куршского залива Микробный пейзаж воды Куршского залива включает 31 вид бактерий, принадлежащих к 14 родам (грамотрицательные микроорганизмы - 48%, грам­ положительные - 52%).

Из воды залива высеяны 3 вида бактерий рода Aeromonas (A. hydrophyla, A. sobria и A. caviae), и 4 - рода Pseudomonas (P. alcaligenes, P. pseudoalcali­ genes, P. aeruginosa и P. putida). У 28% изолированных штаммов аэромонад об­ наружена высокая гемолитическая, протеолитическая и ДНКазная, а у 14 % штаммов псевдомонад - высокая гемолитическая и протеолитическая актив­ ность, что указывает на их потенциальную опасность для рыб и других гидро­ бионтов.

Бактерии группы кишечных палочек (БГКП), которые служат индикатора­ ми санитарно-бактериологического неблагополучия водной среды, в микроб­ ном пейзаже воды Куршского залива представлены 7 видами: Proteus vulgaris, P. mirabilis, Enterobacter aerogenes, E. agglomerans, Citrobacter freundii, Kleb­ siella oxytoca и Escherichia coli.

Сапрофитная микрофлора воды залива является обязательным компонен­ том воды и грунтов водоемов. Всего из воды Куршского залива выделены видов сапрофитных микроорганизмов: 1 вид бактерий рода Alcaligenes (A. fae­ calis), 1 вид ацинетобактеров (Acinetobacter lwofii), 7 видов стафилококков (Staphylococcus aureus, S. saprophyticus, S. epidermidis, S. haemolyticus, S.

carnosus, S. luteus и S. albae), 3 вида микрококков (Micrococcus varians, M. lu­ teus и M. auriculare), сарцины (Sarcina sp.) и 5 видов бацилл (Bacillus firmus, B.

licheniformis, B. cereus, B. subtilis, Lactobacillus sp.).

Анализ сезонной динамики микрофлоры воды Куршского залива выявил доминирование сапрофитных бактерий в весенний период (90% общей числен­ ности бактерий), условно-патогенных - летом (57%) и осенью (53%). Макси­ мальные значения численности колониеобразующих мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) воды отмечены в летний период (3,5 x 106 ± 2,4 х 103 колониеобразующих единиц КОЕ/мл).

На сезонную динамику качественного состава микрофлоры воды Курш­ ского залива доминирующее влияние оказывают температура и водородный по­ казатель воды. Так, в весенний сезон при температуре воды 5,0-10,0oC в ми­ кробном пейзаже воды преобладают мезофильные бациллы, стафилококки и микрококки с широкой температурной толерантностью (от 2 до 40о С). Защела­ чивание водной среды в летний период, связанное с ежегодными «цветениями» водоема синезелеными водорослями, способствует подавлению роста бактерий, предпочитающих кислые и нейтральные среды, и создает преимущества для размножения аэромонад и энтеробактерий, которые и преобладают в микроб­ ном пейзаже воды летом и осенью.

Установлена прямая зависимость между КМАФАнМ воды и её температу­ рой (r=0,98;

R2=0,96), водородным показателем (r=0,87;

R2=0,76), а также кон­ центрацией хлорофилла а (r=0,79;

R2=0,62). Показано, что роль температуры воды и водородного показателя в динамике количественных показателей микро­ флоры воды сводится к созданию оптимальных условий для размножения бакте­ рий. Связь между концентрацией хлорофилла а и микробным числом воды ука­ зывает на активное участие бактерий в процессах деструкции водорослей.

В результате анализа межгодовой изменчивости микробного пейзажа воды Куршского залива обнаружено, что автохтонную микрофлору составляют пятнадцать видов бактерий (Aeromonas hydrophila, Proteus vulgaris, P. mirabilis, Enterobacter aerogenes, E. agglomerans, Micrococcus varians, M. luteus, Staphylo­ coccus epidermidis, S. saprophyticus, S. haemolyticus, S. auricularis, S. carnosus, Bacillus firmus, B. lycheniformis, B. cereus).

На межгодовую динамику микрофлоры воды, кроме факторов, обуслав­ ливающих сезонную динамику микробного пейзажа воды (температура воды, водородный показатель, концентрация хлорофилла а), также оказывает влияние и загрязнение водоема хозяйственно-бытовыми стоками. Об этом свидетель­ ствует появление в микрофлоре воды залива аллохтонных санитарно - показа­ тельных бактерий (Citrobacter freundii, Klebsiella oxytoca, Escherichia coli).

5.2 Микрофлора леща Куршского залива Микрофлора леща представлена 31 видом бактерий, принадлежащих к родам (30 видов - у клинически здоровых рыб, 31 - у рыб с кожными язвами). У клинически здоровых особей бактерии выделены из кожи, жабр, мускулатуры и кишечника. Кровь и паренхиматозные органы здоровых рыб были свободны от бактерий. У особей с язвенным заболеванием кожи бактерии выделены из ране­ вого содержимого кожных язв и всех исследованных органов.

Микробный пейзаж кожи леща включал 18 видов бактерий, принадлежа­ щих к 14 родам. Качественный состав микробного пейзажа клинически здоро­ вых особей и рыб с кожными язвами не различался. Однако, общая численность бактерий на коже больных рыб достоверно выше, чем у здоровых (р=0,96). При этом сапрофитные бактерии доминировали в микробном пейзаже кожи здоро­ вых особей, составляя 59% общей численности КМАФАнМ, условно-патоген­ ные - у рыб с язвенным заболеванием кожи (77%).

Из жабр как клинически здоровых рыб, так и рыб с кожными язвами вы­ делены представители 13 родов (17 видов бактерий). Общая численность бакте­ рий на жабрах леща соответственно у здоровых и больных рыб составила 3,0х103 ± 2,8х103 и 1,5х104 ± 1,0х 104 КОЕ/г. У рыб с кожными язвами основу микрофлоры жабр (66% общей численности) составляли условно-патогенные микроорганизмы, тогда как у клинически здоровых рыб - сапрофитные бакте­ рии (51,5%).

Из мускулатуры клинически здоровых рыб высеяны 8 видов бактерий, от рыб с кожными язвами - 12 видов. Микрофлора мускулатуры здоровых рыб представлена сапрофитными бактериями, среди которых доминировали бакте­ рии рода Micrococcus (до 50% общей численности). У рыб с кожными язвами основу микробиоценоза мускулатуры составляли условно-патогенные нефер­ ментирующие бактерии и энтеробактерии. Численность КМАФАнМ в мускула­ туре клинически здоровых рыб была ниже, чем у рыб с язвами (1,0х102 ± 1,0х101 и 1,1х 105 ± 1,0х102 КОЕ/г соответственно).

Микробиоценоз кишечника более разнообразен у рыб с кожными язвами (23 вида против 19 - у клинически здоровых особей). Условно-патогенные бак­ терии численно преобладали в микробном пейзаже кишечника как клинически здоровых особей (57%), так и рыб с кожными язвами (83%). Численность ми­ кроорганизмов в кишечнике рыб с кожным язвенным заболеванием и у здоро­ вых особей достоверно не различались (р=0,29).

Из раневого содержимого кожных язв, крови, печени, почек и селезенки леща с язвенным заболеванием выделены 7 видов бактерий (таблица 1).

Изолированные штаммы аэромонад A. hydrophila, A. sobria, A. caviae и псевдомонад P. alcaligenes, P. pseudoalcaligenes обладали гемолитической (68% - -гемолиз), протеолитической (74%) и ДНКазной (80%) активностью. Обнару­ жение этих высоковирулентных бактерий в крови, паренхиматозных органах и кожных язвах рыб свидетельствует об их этиологической значимости в Разви­ тии кожного язвенного заболевания у леща.

Таблица 1 - Микробный пейзаж раневого содержимого кожных язв, крови и паренхиматозных органов леща в различные сезоны.

Численность КМАФАнМ, КОЕ/г Весна Лето Осень Кровь и Кровь и Кровь и Вид бактерий паренхи­ паренхи­ паренхи­ Язвы Язвы Язвы матозные матозные матозные органы органы органы 2 1 6,0х101 Pseudomonas 6,3х10 - 2,0х10 - 9,6х10 --- -- 3,6х103 1,0х103 1,0х105 1,2х alcaligenes 2 3,3х10 - 4,0х10 4,0х P. pseudoalcaligenes --- --- -- 4,0х102 1,0х 1,0х103- 3,0х102- 1,0х105- 1,0х 102 Aeromonas hydrophila --- --- 4 2 2,0х 2,6х10 4,2х10 4,0х 0,5х101 A. caviae --- --- --- --- -- 2,0х 0,2х101 A. sobria --- --- --- --- -- 1,0х 6,0х102- 1,0х101- 1,0х103 Proteus vulgaris --- --- -- 2 5,0х 7,9х10 1,0х 1,0х101- 0,1х101 P. mirabilis --- --- --- -- 1,0х 2,0х В сезонной динамике микрофлоры клинически здоровых особей и рыб с кожным язвенным заболеванием отмечено преобладание сапрофитной микро­ флоры весной, условно-патогенной - летом и осенью. При этом максимальные значения численности КМАФАнМ на коже, жабрах и в кишечнике у здоровых и больных особей обнаружены летом.

Качественный состав микрофлоры кожи и жабр здоровых и больных рыб повторял бактериофлору воды Куршского залива (доля общих видов 81-93%), в которой отмечена аналогичная сезонная смена микроорганизмов с преоблада­ нием условно- патогенных бактерий летом и осенью. Следовательно, источни­ ком патогенных штаммов псевдомонад (P. alcaligenes, P. pseudoalcaligenes) и аэромонад (A. hydrophila, A. sobria, A. caviae) служит вода залива. Из нее бакте­ риальные патогены попадают на кожу, жабры и в кишечник леща и приводят к развитию язвенного заболевания кожи и сепсиса у ослабленных рыб.

5.3 Язвенное заболевание кожи леща Установлено, что возбудителями язвенного заболевания кожи у леща Кур­ шского залива в весенний период являются псевдомонады P. alcaligenes, летом - аэромонады A. hydrophila, A. sobria, A. caviae, осенью - псевдомонады P. al­ caligenes, P. pseudoalcaligenes и аэромонады A. hydrophila.

Заболевание зарегистрировано у 7,5% особей леща и характеризуется появ­ лением на коже язвенных поражений, диаметром 1,0-4,0 см. Гистологические исследования язв характеризуют данное повреждение как хронический воспа­ лительный процесс, затрагивающий кожу и мышечный слой. В печени, почках и селезенке рыб с язвенным заболеванием кожи обнаружены бактериемия и лейкоцитарная инфильтрация тканей.

Наиболее подвержены язвенному заболеванию рыбы в возрасте 5-6 лет (размерами 25,0-32,0 см). Пик заболеваемости (11,9%) приходится на осень, когда в раневом содержимом кожных язв, крови и паренхиматозных органах рыб присутствуют аэромонады и псевдомонады. Отмеченная в последние годы тенденция к увеличению заболеваемости рыб (r=0,89;

R2=0,79) характеризует ситуацию по язвенному заболеванию кожи у леща Куршского залива как не­ благополучную (рисунок 1).

Установлено, что развитие язвенного заболевания кожи у леща Куршского залива определяет не только наличие возбудителей болезни (аэромонад и псев­ домонад) в водоеме, но и водородный показатель воды (r=0,64;

R2=0,41), повы­ шение которого, с одной стороны, оказывает непосредственное воздействие на численность возбудителей в воде, а с другой стороны - выступает в роли допол­ нительного стресс - фактора, снижающего резистентность хозяина к бактери­ альным патогенам (рисунок 2).

4 Заболеваемость, % y = 2E-07e1,8307x Заболеваемость,% 2, r= 0,64;

R2 = 0, y = 0,0271x 2 - 108,01x + 107769 r= 0,89;

R2 = 0, 2 1, 0, 0 1997 1999 2001 2003 2005 2007 8 8,2 8,4 8,6 8,8 рН, ед.

Год исследований Рисунок 1 - Динамика среднегодовых Рисунок 2 - Зависимость между показателей встречаемости рыб с язвенным за­ встречаемостью кожных язв у леща и величи­ болеванием кожи. ной водородного показателя воды залива.

Глава 6. Экологические факторы, определяющие эпизоотическое состояние леща Куршского залива по заболеваниям инвазионной природы В данной главе представлены результаты исследования паразитофауны леща, выполнен её экологический анализ, установлены виды, представляющие эпизоотическую значимость для популяции леща Куршского залива, описаны морфо- и гистопатологические изменения в организме рыб при паразитозах, изучено влияние паразитов на показатели крови рыб, оценено распространение инвазионных болезней у леща в заливе и выявлена роль факторов внешней сре­ ды в течении и распространении эпизоотических процессов инвазионной при­ роды в популяции леща.

6.1 Паразитофауна леща В разделе приводится основанная на собственном материале краткая систе­ матическая характеристика 45 видов паразитов леща, принадлежащих к следу­ ющим систематическим группам: Coccidea (2 вида), Myxosporea (10), Monoge­ nea (8), Cestoda (4), Trematoda (8), Nematoda (8), Crustacea (3), Hirudinea (1), Bi­ valvia (1). Четыре вида паразитов (Paradilepis scolecina pl., Contracaecum rudol­ phii l., Contracaecum sp. l., Hysterothylacium sp.l.) обнаружены впервые.

Основу фауны составляют широко распространенные виды (53%) и парази­ ты, специфичные семейству карповых (36%). Узко специфичными для данного хозяина являются только моногенеи (Dactylogyrus auriculatus, D. wunderi, D.

sphyrna, D. zandti и D. falcatus).

Паразиты со сложными жизненными циклами представлены 30 видами, из которых 14 встречаются у леща на личиночной стадии развития. Впервые отме­ ченные в водоеме цестоды P. scolecina pl. (ЭИ=59,0%, ИО=16,4 экз.) и немато­ ды C. rudolphii l. (ЭИ=59,0%, ИО=8,63 экз.) доминируют по показателям зара­ женности.

Среди паразитов с прямым циклом развития (15 видов) наиболее высокие индексы зараженности отмечены для моногеней Diplozoon paradoxum (ЭИ=28,0%, ИО=0,84 экз.) и паразитических копепод Ergasilus sieboldi (ЭИ=45,0%, ИО=2,77 экз.).

6.2 Экологический анализ паразитофауны леща Куршского залива В данном разделе представлены результаты изучения онтогенетической, сезонной, межгодовой изменчивости паразитофауны леща и анализа влияния факторов среды на динамику её качественных и количественных характеристик.

В онтогенезе леща Куршского залива выделены три основных этапа фор­ мирования паразитофауны, отражающие изменения в его образе жизни и пита­ нии. Первый этап (0-1 год) характеризуется преобладанием паразитов с прямым жизненным циклом, что связано с формированием плотных скоплений молоди в прибрежной зоне. Для второго этапа (2-4 года) характерно снижение показа­ телей зараженности рыб паразитами с прямым циклом развития в несколько раз, и заметное увеличение доли паразитов со сложным жизненным циклом (72%). При этом качественный состав паразитофауны свидетельствует об ин­ тенсивном питании рыб зоопланктоном и начале питания бентосными организ­ мами. Третий этап (5-6 лет) характеризуется увеличением показателей инвазии паразитами со сложными жизненными циклами, промежуточные хозяева кото­ рых - бентос.

Установлено, что основу паразитофауны леща во все сезоны года составля­ ли устойчивые (моногенеи рода Diplozoon, паразитические ракообразные рода Ergasilus) и умеренно чувствительные к загрязнению виды с прямым циклом развития (моногенеи рода Dactylogyrus), а также паразиты со сложными цикла­ ми развития (миксоспоридии, цестоды P. scolecina pl. и C. laticeps, нематоды C.

rudolphii l.), развивающиеся через мезо- и полисапробных беспозвоночных (ко­ пеподы Eudiaptomus graciloides, олигохеты родов Tubifex и Limnodrillus).

В последние годы выявлены изменения фауны паразитов леща. Из ранее отмеченных другими авторами у леща не обнаружены 27 видов паразитов. В то же время четыре вида гельминтов (цестоды Paradilepis scolecina pl., нематоды Contracaecum rudolphii l., Contracaecum sp.l., Hysterothylacium sp. l.) - отмечены в водоеме впервые. Обеднение фауны паразитов леща происходит преимуще­ ственно за счет потери видов, чувствительных к загрязнению водной среды, что свидетельствует об ухудшении экологической ситуации в водоеме в последние годы. Появление и широкое распространение у леща Куршского залива личи­ нок цестод P. scolecina и нематод C. rudolphii отражает благоприятные условия для развития этих гельминтов в водоеме, и, вероятнее всего, связано с увеличе­ нием уровня зараженности их промежуточных (зоопланктона) и окончательных хозяев (рыбоядных птиц).

Установлено, что на динамику качественных и количественных характери­ стик паразитофауны леща в сезонном и межгодовом аспектах значительное влияние оказывают изменения температуры воды и гидрохимического режима водоема. Выявленная зависимость между зараженностью леща устойчивыми к загрязнению видами (Diplozoon paradoxum, Tylodelphys clavata mtc., Posthodiplostomum cuticola mtc., Ergasilus sieboldi) и температурой воды (r=0,82-0,99;

R2=0,68-0,99) объясняется влиянием данного фактора на скорость развития и выживаемость этих паразитов. Обнаруженное в летний и осенний периоды достоверное снижение показателей инвазии рыб видами, чувствитель­ ными к качеству воды (Gyrodactylus elegans, Piscicola geometra, Sphaerostomum bramae), очевидно, связано с высокими значениями водородного показателя воды залива (рН=8,5-9,5).

6.3 Паразитозы леща Куршского залива Эпизоотическую значимость для леща Куршского залива представляют мо­ ногенеи рода Dactylogyrus, цестоды P. scolecina pl., Ligula intestinalis pl., тре­ матоды Diplostomum spathaceum mtc., Tylodelphys clavata mtc., Ichthyocotylurus plathycephalus mtc. и паразитические ракообразные Tracheliastes maculatus, Ergasilus sieboldi. Наиболее часто регистрировали лернеоз (41,9%). Встречае­ мость лигулеза не превышала 0,27%. Впервые у леща Куршского залива зареги­ стрирован дилепидоз (14,1%), возбудителем которого являются личинки цестод P. scolecina.

Инвазионные заболевания распространены у леща в течение всех исследо­ ванных сезонов и найдены у рыб разных размерно - возрастных групп. Наи­ большее количество больных особей зарегистрировано в летний период (71,0%). Увеличение заболеваемости рыб в этот период, очевидно, связано как с прогревом воды в заливе, создающим благоприятные условия для развития воз­ будителей инвазионных болезней, так и со снижением резистентности рыб вследствие воздействия на них токсинов синезеленых водорослей, косвенным показателем биомассы которых является концентрация хлорофилла а. Это под­ тверждают установленные зависимости между встречаемостью инвазионных болезней у леща и температурой воды (рисунок 3 А), концентрацией хлорофил­ ла а (рисунок 3 Б).

А Б Рисунок 3 -Зависимость между температурой воды (А), концентрацией хлорофилла а (Б) и встречаемостью инвазионных болезней у леща.

За последние 10 лет среднегодовые показатели заболеваемости популя­ ции леща увеличились от 21 до 43%. Этому способствует гипертрофирован­ ность водоема, поддерживающая высокую численность промежуточных и окончательных хозяев паразитов, а также неблагоприятная экологическая ситу­ ация, которая складывается в заливе в результате ежегодных «цветений» сине­ зеленых водорослей.

6.4 Влияние паразитов на показатели крови леща Обнаружена обратная зависимость между численностью жаберных парази­ тов (гельминтов и ракообразных) и концентрацией гемоглобина (r=-0,74;

R2=0,55) и эритроцитов (r=-0,85;

R2=0,72) в крови леща.

При увеличении числа жаберных паразитов выше 100 экз. на особь у леща наблюдается снижение концентрации гемоглобина (рисунок 4) и эритро­ цитов в крови.

эозинофильных гранулоцитов, Г/л Абсолютная численность y = 1,5627Ln(x) - 2, R2 = 0, 0 200 400 600 Численность метазойных паразитов, экз.

Рисунок 4 - Зависимость между концентраци­ Рисунок 5 - Зависимость между концентра ей гемоглобина и численностью жаберных пара­ цией эозинофильных гранулоцитов в крови и зитов у леща Куршского залива. абсолютной численностью метазойных пара­ зитов в организме леща.

Присутствие большого числа паразитов приводит к разрушению жабер­ ных ворсинок рыб в местах прикрепления паразитов, уменьшению респиратор­ ной поверхности жабр и нарушению дыхания рыб. Образующиеся очаги повре­ ждений, по-видимому, также могут служить «воротами» для проникновения бактериальных патогенов.

Установлена прямая зависимость между абсолютной численностью базо­ фильных (r=0,49;

R2=0,25) и эозинофильных (r=0,75;

R2=0,56) гранулоцитов в крови рыб и общим количеством метазойных паразитов (гельминтов и ракооб­ разных) у леща (рисунок 5). Подобная реакция иммунокомпетентных клеток хозяина на паразитов характерна для многих позвоночных [Тромбицкий, 1984;

Кольман, 2001;

Schifferman, 2001, Tavares-Dias, 2002 и др.].

Глава 7. Практическое значение изучения эпизоотического состояния леща Куршского залива В данной главе рассмотрены вопросы микробиологической и паразитарной безопасности пищевого использования леща Куршского залива. Установлено, что по микробиологическим показателям мускулатура клинически здоровых рыб соответствует требованиям ветеринарно-санитарного законодательства и может использоваться в пищу без ограничений. Однако, особи с язвенным забо­ леванием кожи не соответствуют действующим нормам по содержанию КМА­ ФАнМ и колиформ и не пригодны для пищевого использования. В мускулатуре леща Куршского залива встречаются паразиты, опасные для здоровья человека - личинки трематод Apophallus muehlingi (ЭИ=0,9%).

Заключение В последние годы антропогенное воздействие на водные экосистемы, как правило, приводит к нарушению условий среды обитания гидробионтов и часто ведет к напряжению защитно-приспособительных структур, отвечающих за их адаптивные способности. Это может способствовать снижению сопротивляемо­ сти водных организмов к инфекционным и инвазионным возбудителям и при­ водить к развитию болезней. Рыбы, стоящие на одной из верхних ступеней тро­ фической цепи в водоемах, составляют важный компонент водных биоценозов.

Состояние их здоровья - показатель экологического благополучия водоема [Bucke, 1999, Haenen, 2000, Lang, 2002, 2004 etc.]. Поэтому мониторинг эпизоо­ тического состояния рыб - важное направление в исследовании водных экоси­ стем.

В соответствии с поставленной целью и задачами проведены исследования воды и леща Куршского залива, в результате которых идентифицированы воз­ будители бактериальных и инвазионных заболеваний. Установлено, что в ми­ крофлоре воды Куршского залива кроме 18 видов сапрофитных бактерий при­ сутствуют и условно-патогенные грамотрицательные неферментирующие ми­ кроорганизмы Aeromonas hydrophila, A. sobria, A. caviae и Pseudomonas alcali­ genes, P. pseudoalcaligenes, часть из которых (28% штаммов аэромонад и 14% псевдомонад) обладает патогенными свойствами.

Возбудителями язвенного заболевания у леща Куршского залива являются высоковирулентные штаммы аэромонад (A. hydrophila, A. sobria, A. caviae и псевдомонад P. alcaligenes, P. pseudoalcaligenes), выделенные из крови, парен­ химатозных органов и раневого содержимого кожных язв больных рыб.

Особенности гидрологического режима Куршского залива и его высокое эвтрофирование создают благоприятные условия и для циркуляции в водоеме паразитов разных систематических групп. Однако, обеднение фауны паразитов леща за счет видов, чувствительных к качеству водной среды (Apiosoma piscicolum, Opistorchis felineus, Neoechinorhynchus rutili l. и др.) и появление четырех ранее не отмеченных видов гельминтов (Paradilepis scolecina pl., Con­ tracaecum sp. l., C. rudolphii l. и Hysterothylacium sp.l.), свидетельствует о суще­ ственных изменениях в экосистеме залива в последние годы.

Среди 45 видов паразитов, обнаруженных нами у леща, тринадцать видов (моногенеи Dactylogyrus wunderi, D. auriculatus, D. sphyrna, D. falcatus, D. zandti и D. distinguendus, цестоды P. scolecina pl., Ligula intestinalis pl., трематоды Diplostomum spathaceum mtc., Tylodelphys clavata mtc., Ichthyocotylurus plathy­ cephalus mtc. и паразитические ракообразные Tracheliastes maculatus, Ergasilus sieboldi) представляют эпизоотическую значимость. При высоких значениях интенсивности инвазии этими паразитами в организме леща отмечены морфо- и гистопатологические нарушения, а также изменения показателей крови.

Присутствие возбудителей бактериальных и инвазионных заболеваний у здоровых рыб подтверждает факт, что наличие самих возбудителей служит необходимым, но не единственным условием для развития болезни. Установле­ но, что в возникновении заболеваний у леща Куршского залива важная роль принадлежит факторам внешней среды, которые тесно связаны между собой, взаимообусловлены и воздействуют на динамику эпизоотического процесса комплексно, с одной стороны создавая благоприятные условия для роста чис­ ленности возбудителей, а с другой - снижая резистентность рыб к патогенам.

Отмеченный в последние годы рост среднегодовых показателей заболева­ емости и появление ранее не зарегистрированных болезней (язвенное заболева­ ние кожи и дилепидоз) характеризует эпизоотическое состояние леща в Курш­ ском заливе по заболеваниям бактериальной и инвазионной этиологии как не­ благополучное.

Основные выводы:

1. Микробный пейзаж воды Куршского залива включает 31 вид бактерий, принадлежащих к 14 родам. На динамику качественных и количественных по­ казателей микрофлоры воды наибольшее влияние оказывают температура воды, водородный показатель, концентрация хлорофилла а.

2. В микрофлоре клинически здоровых рыб обнаружены 30 видов бакте­ рий, а у рыб с кожными язвами - 31 вид бактерий, относящихся к 14 родам. На динамику качественных и количественных показателей микробного пейзажа рыб доминирующее влияние оказывает бактериофлора водной среды.

3. Установлено, что возбудителями язвенного заболевания кожи у леща являются условно-патогенные бактерии Pseudomonas alcaligenes, P. pseudoal­ caligenes, Aeromonas hydrophila, A. sobria, A. caviae. С 1998 по 2006 гг. зафикси­ рован устойчивый рост среднегодовых показателей встречаемости рыб с кож­ ным язвенным заболеванием, наиболее подвержены болезни рыбы в возрасте 5 6 лет, пик встречаемости больных особей отмечается в осенний период. На ди­ намику язвенного заболевания кожи у леща доминирующее влияние оказывает водородный показатель воды залива.

4. Паразитофауна леща Куршского залива представлена 45 видами, при­ надлежащими к следующим систематическим группам: Coccidea (2 вида), Myx­ osporea (10), Monogenea (8), Cestoda (4), Trematoda (8), Nematoda (8), Crustacea (3), Hirudinea (1), Bivalvia (1). Четыре вида гельминтов (Paradilepis scolecina pl., Contracaecum rudolphii l. Contracaecum sp. l. и Hysterothylacium sp.l.) обнаруже­ ны в водоеме впервые. Эпизоотическую значимость для леща залива представ­ ляют 13 паразитических видов.

5. В онтогенетическом формировании фауны паразитов леща выделены три основных этапа (0-1 год, 2-4 года, 5-6 лет), каждый из которых имеет свои особенности, обусловленные изменениями пищевого спектра и пространствен­ ного распределения разновозрастных рыб. Динамика паразитофауны леща в се­ зонном и межгодовом аспектах обусловлена влиянием температуры воды и гид­ рохимических показателей.

6. У леща всех размерно-возрастных групп обнаружены 7 инвазионных заболеваний, среди которых дилепидоз - зарегистрирован впервые, с 1998 г. за­ регистрирован рост среднегодовых показателей встречаемости инвазионных болезней у леща, максимум отмечен в летний период. На динамику заболевае­ мости леща наибольшее влияние оказывают температура воды и гидрохимиче­ ский режим в водоеме.

7. Основными причинами, определяющими эпизоотическое неблагополу­ чие популяции леща по заболеваниям бактериальной и инвазионной этиологии служат неблагоприятная экологическая ситуация в Куршском заливе и значи­ тельный уровень загрязнения водоема.

8. Клинически здоровые особи соответствуют требованиям ветеринарно санитарного законодательства, а рыбы с кожным язвенным заболеванием не удовлетворяют таковым по численности КМАФАнМ и содержанию колиформ.

Присутствие в паразитофауне леща эпидемиологически значимого вида указы­ вает на необходимость соблюдения мер профилактики паразитарных заболева­ ний у населения Калининградской области.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Rodjuk G., Avdeeva E., Chukalova N., Kotlyarchuk M., Bugakova V. Bream (Abramis brama L.) Microflora composition in the Vistula and the Curonian Lagoons (the Baltic Sea) // Dis­ eases of Fish and Shellfish: Tenth International Conference (10-14 September 2001, Dublin, Ireland): abstracts - P. 40.

2. Shukhgalter O., Chukalova N. Some results of investigation of “black spot” disease of bream (Abramis brama L.) from the Curonian Lagoon (South-East part of the Baltic Sea) // Bulletin of the European Association of Fish Pathologists. - 2002 - V.22 (1). - P. 218 - 221.

3. Чукалова Н.Н. Первые результаты микробиологической оценки качества леща (Abramis brama L) Куршского залива Балтийского моря // Комплексные исследования биологиче­ ских ресурсов южных морей и рек: материалы 1-й международной научно-практической конференции молодых ученых, 7-9 июля 2004г., Астрахань - Астрахань: КаспНИРХ, 2004. - С. 209 - 210.

4. Chukalova N., Avdeeva E. Microflora of bream (Abramis brama L): investigation in the Rus­ sian Zone of the Curonian Lagoon (the Baltic Sea) in 2000 // Biodiversity and functioning of aquatic ecosystems in the Baltic Sea region: regional student’s conference (8-10 October 2004, Palanga, Lithuania): abstracts. - P. 60-61.

5. Chukalova N. Parasites and parasitic diseases of bream (Abramis brama L) from the Curonian Lagoon in 2004 // Bulletin of the Scandinavian-Baltic Society for parasitology. - 2005. - Vol.

14. - P. 42 - 43.

6. Chukalova N. State of health of bream (Abramis brama L.) from the Vistula and the Curonian Lagoons in autumn 2004 // European lagoons and their watersheds: function and biodiversity:

2nd International conference (4-9 October 2005, Klaipeda, Lithuania): abstracts - P. 41.

7. Чукалова Н.Н., Авдеева Е.В. Микрофлора леща (Abramis brama L.) Куршского залива (юго-восточная часть Балтийского моря) // Инновации в науке и образовании: сб. трудов научной конференции, Калининград, 18-20 окт. 2006г. - Ч. 1. - Калининград: Изд-во КГТУ, 2006. - С. 68 - 70.

8. Чукалова Н.Н., Шухгалтер О.А., Родюк Г.Н., Старовойтов В.К. Результаты многолетнего мониторинга болезней леща (Abramis brama L.) Куршского залива (юго-восточная часть Балтийского моря) // Инновации в науке и образовании: сб. трудов научной конферен­ ции, Калининград, 18-20 окт. 2006г. - Ч. 1. - Калининград: Изд-во КГТУ, 2006. - С. 137 139.

9. Chukalova, N.N. An assessment of human food using of bream (Abramis brama L.) from the Russian EEZ of the Curonian and the Vistula Lagoons (The Baltic Sea) // Annual conference ICES-2006: human health risks assessment, October 18-24, 2006, Maastricht, Nederland. Maastricht, 2006. - P. 160.

10. Чукалова Н.Н. Результаты изучения болезней леща (Abramis brama L.) Куршского залива в 2006 году // Проблемы изучения и охраны природного и культурного наследия нацио­ нального парка «Куршская коса»: сб. науч. тр.-Калининград: Изд-во РГУ им. Канта, 2007.- С. 235 - 249.

11. Чукалова Н.Н., Старовойтов В.К. Паразитофауна леща (Abramis brama L.) Куршского за­ лива // Материалы IV Всероссийской школы по теоретической и морской паразитологии:

сб. трудов научной конференции, Калининград, пос. Лесное, 21-26 мая 2007 г. - Кали­ нинград: Изд-во АтлантНИРО. 2007. - C. 203 - 206.

12. Чукалова Н.Н. Основные результаты ихтиопатологических исследований леща (Abramis brama L.) в Российской акватории Куршского залива Балтийского моря в 2004- гг.//Проблемы иммунологии, патологии и охраны здоровья рыб и других гидробионтов 2: расширенные материалы международной нaучно-практической конференции. Борок, 17 - 20 июля 2007г. - М.: Россельхозиздат. - С. 291 - 295.

13. Chukalova N.N. Microflora composition of bream (Abramis brama L.) as indicator of ecologi­ cal situation in the Curonian Lagoon (The South-East Baltic)// ECSA 42 Symposium, 16- September 2007, Kaliningrad-Svetlogorsk, Russia.-Kaliningrad, 2007. - P. 23.

14. Chukalova N.N. Trematode fauna of bream (Abramis brama L.) from the Curonian Lagoon (the South-East Baltic Sea)//The 2nd Scandinavian-Baltic Symposium for Parasitology: book of abstracts.-Rovaniemi: University of Lapland, 2007. - P. 13.

15. Чукалова Н.Н., Авдеева Е.В. Микрофлора леща Куршского залива // Ветеринария. - 2008, №1. - С. 23- 26.

16. Чукалова Н.Н. Первый случай обнаружения личинок Paradilepis scolecina (Cestoda: Dile­ pididae) и Contracaecum rudolphii (Nematoda: Anisakidae) у леща (Abramis brama L.) Кур­ шского залива Балтийского моря // Паразитология (в печати).

17. Родюк Г.Н., Чукалова Н.Н. Паразитофауна рыб / Рыбопромысловый кадастр трансгра­ ничных водоемов России (Калининградская область) и Литвы (в печати).

Заказ 200 Тираж 130 экз. АтлантНИРО