Взаимоотношения чумного микроба (yersinia pestis) и блох (siphonaptera) (на примере сибирских природных очагов чумы)
На правах рукописи
БАЗАНОВА Любовь Петровна ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ЧУМНОГО МИКРОБА (YERSINIA PESTIS) И БЛОХ (SIPHONAPTERA) (на примере сибирских природных очагов чумы) 03.00.16 – экология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Иркутск – 2008 3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы Антропогенная трансформация ландшафтов, вовлечение территорий природной очаговости чумы в хозяйственную деятельность человека, суще ствующая угроза террористических актов с использованием биологических объектов могут привести к пока непредсказуемым последствиям, что опреде ляет необходимость усиления контроля за особо опасными инфекциями, в том числе, чумой (Anisimov et al., 2004;
Смирнова, Кутырев, 2006;
Eisen et al., 2006;
Трухачев, Лебедева, 2006, 2007).
Природный очаг чумы – сложная экологическая система. Трофические связи в этой системе между чумным микробом (Yersinia pestis), носителями инфекции (теплокровными животными) и переносчиками (блохами – Sipho naptera) обеспечивают формирование трансмиссивного пути поддержания энзоотии (Bacot, Martin, 1914;
Иофф, 1941;
Бибикова, Классовский, 1974;
Williams, Cavanaugh, 1983;
Korenberg, 1989;
Литвин, Коренберг, 1999;
Инно кентьева и др., 1999;
Атшабар, 1999;
Анисимов и др., 2001).
Актуальность настоящей работы обусловлена следующим:
1. Сибирские природные очаги чумы (Забайкальский, Тувинский и Гор но-Алтайский) в России являются северной окраиной Центрально-Азиатской зоны природной очаговости этой инфекции, основная часть которой распо ложена на территории Монголии и Китая (Сафонова, Саран, 1974;
Голубин ский и др., 1987;
Попов и др., 2005). В Монголии и Китае ежегодно регистри руются вспышки заболевания людей чумой, и в последние годы прослежива ется тенденция к увеличению числа заболевших (Tserennorov et al., 2003;
Enkhbaatar.et al., 2003;
Марамович и др. 2008).
На территории двух горных природных очагов Сибири (Тувинского и Горно-Алтайского) эпизоотии регистрируют ежегодно. При этом в Тувин ском очаге с 1989 г. наблюдается трансформация сообществ носителей и пе реносчиков и расширение ареала чумного микроба (Галацевич, 1994;
Вер жуцкий, 2005). В Горно-Алтайском очаге происходит изменение структуры таксоценоза блох с возрастанием доли одних видов и сокращением числен ности других (Корзун, 2007).
2. Большинство культур чумного микроба, изолированных в сибирских очагах, получено от массовых видов блох. Так, в Тувинском очаге чумы на долю этих насекомых приходится 70,6 % штаммов возбудителя (Вержуцкий, 2005), Горно-Алтайском – 82,6 % (Корзун, 2007). Учитывая высокую естест венную зараженность блох чумным микробом, считается более эффективным контролировать эпизоотическую ситуацию на территории природных очагов посредством борьбы с переносчиками, чем с носителями инфекции (Очиров и др., 1999;
2000;
Вержуцкий и др., 2002;
Матросов и др., 2004;
Попов и др., 2004;
Lorange et al., 2005;
Никитин и др., 2005).
Результативность такого контроля зависит от глубоких знаний фауны, экологии, особенностей взаимоотношений блох с чумным микробом. Однако весь комплекс взаимоотношений чумного микроба и блох, влияющих на за кономерность трансмиссии возбудителя в природных очагах Сибири, недос таточно исследован. Очевидна необходимость выявления таких особенно стей, которые уточняют и расширяют наши представления о механизме энзо отии чумы. Изучение закономерностей системы паразит-хозяин, отношений между сочленами данной паразитарной системы (переносчик-чумной мик роб) актуальны, поскольку напрямую связаны с проблемой эпидемиологиче ского надзора и совершенствованием мероприятий по неспецифической про филактике этой инфекции.
Цель и основные задачи исследования Цель работы – выявление особенностей взаимоотношений чумного микроба и блох, обеспечивающих трансмиссивный механизм поддержания энзоотии чумы в сибирских природных очагах.
Задачи:
1. Определить сезонную динамику процесса блокообразования у блох, их заражающей способности, роль самок и самцов этих эктопаразитов в трансмиссии чумного микроба.
2. Установить влияние абиотических факторов на алиментарную актив ность, смертность блох и их взаимоотношения с чумным микробом.
3. Рассмотреть возможность реализации и эпизоотологическую значи мость второстепенных способов передачи чумного микроба блохами.
4. Оценить влияние межвидовых и межпопуляционных особенностей блох на их взаимоотношения с чумным микробом.
5. Установить особенности контактов между географически разобщен ными популяциями чумного микроба и блох и исторически не контактиро вавшими с возбудителем чумы насекомыми и микробом.
6. Определить значение явления агрегированности чумного микроба в организме имаго блох для его передачи и сохранения насекомыми.
7. Выявить основные механизмы устойчивости сибирских природных очагов чумы, экологически связанные с блохами-переносчиками.
Научная новизна и теоретическая значимость Впервые для сибирских природных очагов чумы установлена сезонная динамика блокообразования у блох и передачи чумного микроба этими насе комыми. Максимальные значения данных показателей в экспериментах сов падали по времени с пиком эпизоотии в природном очаге. Выявлено, что при кровососании на лабораторных животных (белых мышах), не имеющих вы раженных сезонных различий в чувствительности к возбудителю чумы, ди намика заражающей способности насекомых реализуется аналогично отме ченной при питании на длиннохвостом суслике. Это может указывать на ко эволюцию эктопаразитов и чумного микроба, ритм взаимоотношения кото рых сохраняется при смене прокормителя.
Впервые показано, что процессы распространения и сохранения чумного микроба блохами связаны с полом насекомого: первый лучше осуществляет ся самцами, второй – самками. У самцов большинства массовых видов блох чаще и в более короткие сроки возникает «блок» преджелудка, чем у самок, и они активнее осуществляют передачу микроба.
Выявлены межпопуляционные различия во взаимоотношениях перенос чиков с чумным микробом в Тувинском природном очаге. Более активное взаимодействие (по частоте формирования в организме насекомых бактери альных «глыбок») отмечены в парах (блоха – чумной микроб), происходящих с одного участка очаговости, или обитающих на участках со сходными био ценотическими характеристиками.
Впервые обнаружена возможность установления функциональных кон тактов между чумным микробом и блохами исторически не контактировав шими с возбудителем (с неочаговых по чуме территорий, внутривидовыми гибридами). Выявлена связь между уровнем флуктуирующей асимметрии билатеральных признаков у насекомых и их векторной активностью.
Впервые установлено, что инфицированные «неблокированные» особи Citellophilus tesquorum altaicus – основного переносчика в Тувинском при родном очаге – способны более 600 суток сохранять чумной микроб и осу ществлять его передачу длиннохвостым сусликам. При массовом питании «неблокированных» блох исходом такой передачи является развитие острой генерализованной формы инфекции у зверьков, или подострое течение забо левания с бактериемией, достаточной для заражения насекомых. У чувстви тельных к возбудителю чумы животных при укусах даже небольшого числа таких блох развивается острая форма инфекции с агональной септицемией.
Выявлено, что второстепенные способы передачи чумного микроба ин фицированными насекомыми (внесение через поврежденную кожу зверька из раздавленных блох и их экскрементов, при поедании эктопаразитов грызу ном) при определенных условиях могут быть не менее эффективными, чем укусы «блокированных» блох, приводить к заболеванию зверьков с генера лизацией инфекции и обеспечивать дальнейшую трансмиссию возбудителя.
Впервые показано, что состояние агрегированности чумного микроба в организме переносчика, сопровождающееся изменением морфологии и ульт раструктуры микроорганизма, обусловливает не только его способность к блокообразованию и дальнейшей трансмиссии, но и сохранение микроорга низма при неблагоприятных условиях окружающей среды.
На основании изложенных материалов могут быть обоснованы следую щие теоретические положения. Первое – трансмиссия чумного микроба в природных очагах Сибири осуществляется преимущественно укусами «не блокированных» особей массовых видов блох, содержащих конгломераты микроба. Второе – агрегированная форма чумного микроба в организме блох – его особое состояние, определяющее как трансмиссию, так и сохранение микроорганизма в зимний сезон, что обеспечивает непрерывность его цирку ляции в сибирских горных очагах чумы и их устойчивость.
Практическая значимость.
Работа проведена в рамках выполнения се ми научных тем Иркутского научно-исследовательского противочумного ин ститута Сибири и Дальнего Востока: «Разработка методов борьбы с носите лями и переносчиками в плане оздоровления природных очагов Сибири» // № госрегистрации 81004192. – Иркутск, 1985;
«Оценка современного состояния сибирских очагов чумы и изучение факторов их устойчивости при проведе нии оздоровительных мероприятий» // № госрегистрации 01860020801. – Ир кутск, 1990;
«Изучение роли Л-форм в персистенции чумного микроба в природных очагах Сибири» // № госрегистрации 01860020809. – Иркутск, 1990;
«Оптимизация эпидемиологического надзора в сибирских природных очагах чумы» // № госрегистрации 01910033788. – Иркутск, 1995;
«Совер шенствование системы эпизоотологического мониторинга в сибирских оча гах чумы в связи с обеспечением эпидемиологического благополучия насе ления» // № госрегистрации 01960000188. – Иркутск, 2001;
«Оптимизация методов регуляции численности синантропных членистоногих (блохи, кома ры, тараканы) в условиях крупного города» // № госрегистрации 01980010186. – Иркутск, 2002;
«Популяционно-экологические аспекты при родной очаговости чумы в Сибири в связи с ее профилактикой» // № госреги страции 012000113852. – Иркутск, 2005.
На основании выполненных экспериментальных работ рекомендовано применять противочумным станциям при проведении бактериологического исследования блох и клещей наряду со стандартными средами сухую пита тельную среду, предназначенную для выделения Л-форм чумного микроба (ЛС). Применение среды ЛС позволило повысить результативность эпизо отологического обследования сибирских очагов чумы на 25-30 %.
Материалы диссертации включены в нормативно-методические доку менты федерального и регионального уровня: «Методические рекомендации по повышению результативности исследований эктопаразитов в природных очагах чумы» (Иркутск, 1990), «Паспорт Тувинского природного очага чу мы» (Иркутск, 2000), «Методические указания. Сбор, учет и подготовка к ла бораторному исследованию кровососущих членистоногих – переносчиков возбудителей природно-очаговых инфекций» (М.: Федеральный центр гос санэпиднадзора Минздрава России, 2002), «Методические рекомендации по эпизоотологическому обследованию Тувинского природного очага чумы» (Иркутск, 2004), «Методические рекомендации по лабораторному разведе нию блох для научных исследований» (Саратов, 2007).
Основные положения, выносимые на защиту 1. В сибирских горных природных очагах чумы, несмотря на их различ ные характеристики по гостальности и векторности, основным механизмом поддержания энзоотии является трансмиссия чумного микроба инфицирован ными «неблокированными» блохами.
2. Блокообразование как специфический способ передачи чумного мик роба блохами имеет выраженную сезонную динамику, обусловленную поло выми и возрастными особенностями эктопаразитов и адаптацией к ним возбу дителя. Наиболее активен этот процесс в пик эпизоотии в природном очаге.
3. Второстепенные способы передачи чумного микроба блохами могут быть в определенных условиях эффективными и играть существенную роль в циркуляции микроба в природных очагах Сибири.
4. Возможно установление функциональных контактов между чумным микробом и переносчиками из географически разобщенных популяций (из разных природных очагов), а также между возбудителем и блохами, никогда не контактировавшими с чумным микробом (насекомые с неочаговых терри торий и межподвидовые гибриды блох). Адаптация Yersinia pestis к экологи ческим особенностям блох увеличивает способность микроба приживаться в их организме, о чем свидетельствует связь уровня ФА билатеральных призна ков насекомых с частотой блокообразования.
5. Агрегированность чумного микроба является функцией его адаптации к организму блох и отражает векторную способность переносчиков.
Апробация работы. Результаты исследований представлены на научно практической конференции «Профилактика природноочаговых инфекций» (Ставрополь, 1983);
Х конференции Украинского общества паразитологов (Киев, 1986);
X Съезде Всесоюзного энтомологического общества (Ленин град, 1989);
региональном совещании противочумных учреждений по эпиде миологии, эпизоотологии и профилактике особо опасных инфекций (Уральск, 1989);
межгосударственной научно-практической конференции «Организация эпиднадзора при чуме и меры ее профилактики» (Алма-Ата, 1992);
региональной научно-практической конференции «Проблемы при родноочаговых инфекций в Сибири и на Дальнем Востоке» (Чита, 1993);
на учной конференции «Проблемы инфекционной патологии в регионах Сиби ри, Дальнего Востока и Крайнего Севера» (Новосибирск, 1998);
IY между народном симпозиуме по блохам (Казахстан, Алматы, 1999);
Первой между народной юбилейной конференции «Актуальные проблемы инфектологии и паразитологии» (Томск, 2001);
юбилейной научно-практической конферен ции «Эпидемиологическая безопасность на Кавказе», посвященной 50-летию Ставропольского НИПЧИ (Ставрополь, 2002);
научной конференции «Про блемы инфекции в клинической медицине» и YIII съезде Итало-Россйского общества по инфекционным болезням (Санкт-Петербург, 2002);
междуна родной конференции «Проблемы современной паразитологии» и III съезде Паразитологического общества при РАН (Петрозаводск, 2003);
конференции, посвященной 70-летию Противочумного центра (Москва, 2004);
YII межго сударственной научно-практической конференции государств-участников СНГ «Чрезвычайные ситуации международного значения в общественном здравоохранении в решениях Санкт-Петербургского саммита «Группы вось ми» и санитарная охрана территорий государств-участников СНГ» (Обо ленск, 2005);
I Всероссийском совещании по кровососущим насекомым (Санкт-Петербург, 2006);
Всероссийской конференции с международным участием «Синантропизация растений и животных» (Иркутск, 2007);
YIII межгосударственной научно-практической конференции государств-участ ников СНГ «Международные медико-санитарные правила и реализация гло бальной стратегии борьбы с инфекционными болезнями в государствах участниках СНГ» (Саратов, 2007).
Личный вклад соискателя. Лабораторные эксперименты и полевые ис следования, а также анализ материалов проведены при непосредственном участии автора. На полевые исследования затрачено 275 дней, на экспери ментальные (работа с зараженным материалом) – 2006 дней, из них 739 непо средственно в природных очагах чумы.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 72 работы, в том числе 32 в научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК для публикации ма териалов докторских диссертаций, 40 – в других журналах, научных трудах и материалах международных, всесоюзных, региональных конференций (на русском, английском, китайском и монгольском языках).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, об зора литературы, семи глав собственных исследований, заключения, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 325 страницах, ил люстрирована 35 рисунками и 60 таблицами. Список использованной литера туры включает 488 источников, из них 121 в иностранных изданиях.
Благодарности. Автор признателен за помощь и поддержку администра ции и сотрудникам зоолого-паразитологического, эпидемиологического отде лов, лаборатории экспериментальных животных Иркутского научно-иссле довательского противочумного института Сибири и Дальнего Востока, спе циалистам Тувинской противочумной станции. Искренне благодарю Т.И. Ин нокентьеву, А.Г. Трухину, Ю.Д. Очирова, М.П. Маевского, А.Я. Никитина, А.Ф. Попкова, В.Т. Климова, Д.Б. Вержуцкого, Е.А. Вершинина, В.М. Корзу на, Е.Г. Токмакову, Е.А. Чипанина, Г.А. Воронову за разнообразную помощь в проведении исследований и подготовке диссертации.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВЗАИМООТНОШЕНИЯХ ЧУМНОГО МИКРОБА И БЛОХ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) Рассмотрены представления о природном очаге чумы как экологической системе (Павловский, 1947, 1960, 1964;
Беклемишев, 1956;
Балашов, 1972;
Korenberg, 1982, 1989;
Коренберг, 1983, 1985, 1986;
Леви, 1985;
Литвин и др., 1998;
Литвин, Коренберг, 1999;
Атшабар, 1999), особенностях взаимоотно шений чумного микроба и блох (Pollitzer, 1954;
Иофф, 1941;
Бибикова, Клас совский 1974;
Алексеев, 1989;
Ващенок, 1999;
Анисимов и др., 2002;
Anisimov et al., 2004;
Hinnebusch, 2005), состоянии агрегированности (био пленке) микроба в организме блохи, а также значении этого явления в транс миссии (Burrows, Bacon, 1956;
Акиев, 1970, 1991;
Бурделов, 1987;
Ващенок, 1988;
Брюханова и др., 1989, 1999;
Hinnebusch et al., 1998, 2002;
Jarret et al., 2004;
Duplantier et al., 2005;
Erickson et al., 2006).
В 80-х годах прошлого века факты длительных межэпизоотических пе риодов в отдельных природных очагах чумы, одномоментности возникнове ния эпизоотий на разных участках, регистрации одиночных заражений носи телей стали вступать в противоречие с традиционными представлениями о постоянном сохранении и непрерывной циркуляции чумного микроба в пара зитарной системе. Это привело к обоснованию концепции «первичных» за ражений, не связанных с трансмиссией (Попов и др., 1979;
Солдаткин, Ива нов, 1980;
Мастюков и др., 1980;
Солдаткин и др., 1984), и мысли о необхо димости пересмотра традиционных взглядов на передачу чумы блохами как основного фактора поддержания энзоотии (Солдаткин, Руденчик, 1988). Кри зис идеи трансмиссивного механизма породил большое количество гипотез, основанных как на внутривидовой изменчивости чумного микроба (Дунаев и др., 1981, 1982;
Дятлов, 1988, 1989;
Ларина и др., 1992), так и «непаразитар ном» механизме энзоотии (Солдаткин, Руденчик, 1988;
Домарадский, 1993;
Слудский, 1998;
Попов, 2002;
Слудский и др., 2003). Факты зараженности нематодами личинок и имаго блох (Чумакова, Товканев, 1978;
Чумакова, Козлов, 1983, 1984) привлечены для объяснения хранения и передачи возбу дителя из почвенного биоценоза теплокровным животным по цепочке: мат рикс биопленки чумного микроба – личинка нематоды – личинка блохи – грызун (Попов и др., 2006;
Попов и др., 2007;
Попов и др., 2008). Большинст во гипотез, объясняющих длительные межэпизоотические периоды в отдель ных очагах чумы нетрансмиссивными способами передачи возбудителя, до настоящего времени не получили прямого подтверждения или доказательст ва. Напротив, многочисленные экспериментальные данные, результаты эпи зоотологических наблюдений в природных очагах свидетельствуют об опре деляющей роли блох в поддержании чумной энзоотии и обосновывает необ ходимость дальнейших исследований особенностей их взаимоотношений с чумным микробом (Леви, 1985;
Бурделов, 1987;
Сулейменов, 1995;
Кокуш кин, 1995;
Анисимов и др., 2002;
Eisen et al., 2006, 2007;
Wilder et al., 2008).
Даны основные характеристики сибирских природных очагов чумы, особенности их биоценотической структуры и эпизоотических проявлений на очаговой территории (Голубинский и др., 1987;
Вершинин, 1993;
Иннокенть ева, 1997;
Вержуцкий, 2005;
Корзун, 2007).
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ Районы работ и объекты изучения. Полевые исследования проведены в 1974-1994 гг. на базе стационаров и эпидотрядов Читинской, Тувинской и Алтайской противочумных станций (ПЧС). Экспериментальные исследова ния выполнены в 1985-2007 гг. на базе паразитологического, эпидемиологи ческого отделов и лаборатории экспериментальных животных Иркутского научно-исследовательского противочумного института (НИПЧИ). Основной объем работ в условиях природного очага выполнен на базе эксперименталь ной лаборатории Тувинской ПЧС вблизи пос. Мугур-Аксы Республики Тыва.
В экспериментах использованы лабораторные культуры блох и насеко мые природных популяций. Блохи диких грызунов получены из биотопов долин рек Каргы и Барлык Тувы, природных стаций Юго-Восточного Забай калья (падь Крементуй, район Торейских озер), Ольхонского района (Таже ранская степь), окрестностей пос. Усть-Орда Усть-Ордынского Бурятского автономного округа, Республики Бурятия (Тункинская долина, окрестности пос. Никольское). Опыты также проведены с Xenopsylla cheopis как классиче ским объектом экспериментальных исследований. Для заражения эктопара зитов, мелких млекопитающих и лабораторных животных использовали штаммы Y. pestis subsp. pestis, Y. pestis subsp. altaica, Y. pestis subsp. ulegeica из природных очагов Сибири (Тувинского, Горно-Алтайского, Забайкальско го) и Монголии (Баян-Улэгейский и Хэнтейский аймаки). Поставлено опытов, использовано 25500 блох 13 видов и подвидов, 1746 зверьков четы рех видов и 13 штаммов чумного микроба.
Методы исследований взаимоотношений чумного микроба с блоха ми. Лабораторное разведение эктопаразитов для экспериментальных иссле дований осуществляли в инсектарии НИПЧИ и на базе Тувинской ПЧС (Ме тодические рекомендации..., 1983;
Кондрашкина и др., 1984). В качестве прокормителей блох использовали золотистых хомячков и белых мышей.
В опыты брали в основном «молодых», питавшихся после выплода има го. Применяли два способа заражения переносчиков чумным микробом. При естественном способе блох инфицировали на длиннохвостых сусликах, мон гольских пищухах, плоскочерепных полевках, белых мышах в период разви тия у них агональной чумной бактериемии. При искусственном заражении на биомембране для кормления насекомых использовали смесь равных частей дефибринированной крови морской свинки и 2 млрд. взвеси чумного микро ба из 48-часовой агаровой культуры, выращенной при 28 С. Между под кормками насекомых содержали в стерильном песке при соответствующей задачам опыта температуре и относительной влажности воздуха 80-93 %.
Взаимоотношения чумного микроба и блох оценивали по доле особей с «блоком» преджелудка от количества насекомых при первой подкормке, ко личеству всех особей за подкормку со сформировавшимися бактериальными «глыбками-конгломератами», частоте передачи чумного микроба животным, использованным для подкормок насекомых. Алиментарную активность оп ределяли по доле пивших особей от числа живых, а смертность – по доле мертвых от общего количества эктопаразитов при каждой подкормке.
Сезонные особенности трансмиссии чумного микроба блохами изучали при разной температуре содержания насекомых, близкой к естественной температуре воздуха во время периода исследования. В опытах, поставлен ных при температуре от 5° до 27° С, использованы насекомые разных, услов но выделенных календарных возрастов: «перезимовавшие», инфицированные летом или осенью предыдущего года и зимовавшие без прокормителя в усло виях искусственной норы длиннохвостого суслика, и «молодые» – выплода и инфицирования текущего года. Преимущественно в эти эксперименты взяты особи II и III физиологических возрастов по шкале В.Н. Прокопьева (1958).
Активность трансмиссии оценивали по доле «блокированных» блох и всех особей, содержащих конгломераты микроба, относительному количест ву инфицированных сусликов и среди них с генерализованной формой ин фекции. Инфекциозность укусов «блокированных» блох определяли путем ежедневного кормления 1-3 таких особей на суслике в течение 1,5-2 часов, используя при каждой подкормке интактного зверька. В отдельном опыте эктопаразитов содержали в термостате при 25-27 С, исходя из данных О.Ф.
Пауллер и В.Е. Мамаева (1954), что в центре жилого гнезда даурского сусли ка температура колеблется от 16 до 34 С, а в среднем равняется 26,7 С.
Изучение длительности сохранения чумного микроба C. tesquorum altai cus проводили по разработанной нами методике (Базанова, 1993). Заражен ных имаго помещали в стаканчики-гильзы из органического стекла, дно и крышка которых выполнены из асбестового стерилизующего фильтра, обес печивающего свободный доступ воздуха. «Гильзы» закладывали в ниши бун кера, имитирующие гнездовую камеру суслика. Температуру и влажность воздуха измеряли перед началом опыта, в середине и в момент изъятия насе комых из «гнезда». За время проведения эксперимента температура колеба лась от +2 С до -6 С. Между подкормками блох содержали: осенью и вес ной при 5-6 С, летом при 8-10 С. Общая продолжительность эксперимента составила 692 дня (с 14 сентября 1987 г. по 7 августа 1989 г.).
Заражение длиннохвостого суслика алиментарным способом проводили путем нанесения на слизистую рта зверька суспензии из 1-5 инфицированных блох. Возможность заражения суслика возбудителем чумы через поврежден ную кожу устанавливали, втирая раздавленных насекомых или их экскремен ты в предварительно скарифицированную кожу зверька. Исследовали дли тельность сохранения чумного микроба в инфицированном экскрементами и трупами эктопаразитов субстрате гнезда. Для этого использовали смесь из равных частей песка и мелких опилок, где содержали зараженных насекомых в период между подкормками. Такой субстрат хранили в течение 8-9 месяцев в специальных нишах лаборатории-бункера, имитирующих нежилые гнезда суслика, а затем использовали для заражения сусликов в виде подстилки.
Суспензии из трупов блох высевали на экспериментальные серии сред: УДС (универсальная диагностическая среда) и ЛС (среда для выделения Л-форм чумного микроба). Суспензию из субстрата высевали на среду УДС;
этим же материалом заражали белых мышей подкожно или внутрибрюшинно.
Изучение межпопуляционных особенностей взаимоотношений пере носчиков с чумным микробом. Исследование проведено на двух массовых видах блох длиннохвостого суслика C. tesquorum altaicus и Rhadinopsylla li transbaikalica из Каргинской и Барлыкской природных популяций Тувинско го очага чумы. Взаимоотношения с чумным микробом оценивали по уровню инфицирования насекомых, накоплению в их организме микроба в агрегиро ванном состоянии и образованию «блока» при заражении и подкормках на длиннохвостом суслике. Кроме того, изучали особенности взаимоотношений C. tesquorum altaicus лабораторной популяции, полученной от блох с Каргин ского участка очаговости, и чумного микроба, изолированного в Саглинском и Каргинском участках Тувинского очага (штаммы Y. pestis И-3327 и И-3428) при искусственном заражении и подкормках блох на белых мышах.
При исследовании уровня флуктуирующей асимметрии (ФА) у C. tes quorum внутри каждого варианта опыта сопоставляли две группы блох: одна – особи со сформировавшимся «блоком» преджелудка, другая – те, у которых в течение опыта «блок» не был отмечен. Оценивали признаки: число щети нок на эпистерне (1), метэпимере (2), наружной поверхности бедра (3), внут ренней поверхности бедра (4), наружной поверхности голени (5) с правой и левой стороны тела имаго. Уровень ФА характеризовали через показатель дисперсии разности в проявлении признака с двух сторон тела (d2), а также путем расчета доли асимметричных имаго в проанализированной выборке.
Изучение особенностей взаимоотношений блох и чумного микроба из географически разобщенных популяций проведено на массовых видах эктопа разитов монгольской пищухи, длиннохвостого суслика и штаммах возбуди теля, полученных из разных природных очагов.
Изучение особенностей взаимоотношений чумного микроба с блохами, исторически не имевшими контакта с возбудителем, выполнено на имаго C.
tesquorum и Frontopsylla luculenta с неочаговых территорий, а также гибридах F1, F3, F4 двух подвидов C. tesquorum (C. tesquorum altaicus и C. tesquorum sungaris). В серии экспериментов изучали способность насекомых к инфици рованию, «блокированию» чумным микробом и его передаче зверькам.
Исследование инфицированных блох проводили:
1. Визуально путем микроскопирования после каждой подкормки на жи вотном выявляли блох с бактериальными «глыбками», частичными и полны ми «блоками». Учет средней за подкормку доли насекомых, содержащих микроб в различной степени агрегированности, позволил провести сравни тельный анализ динамики взаимоотношений переносчика и возбудителя.
2. Исследовали содержимое желудочно-кишечного тракта блох путем свето-оптического, фазово-контрастного и электронного микроскопирования.
Мазки для исследования на светооптическом уровне готовили по методике А.П. Бейер с соавт. (1974). Ультратонкие срезы преджелудка, приготовлен ные согласно методическим рекомендациям (Волгоград, 1983) и (Саратов, 1989), просматривали в электронном микроскопе Jem 100 SX (JeOL, Япония).
Проводили фильтрацию суспензии из содержимого желудков инфицирован ных блох через мембранные фильтры с диаметром пор 0,45 мкм и высев по лученных фильтратов на стандартные питательные среды, а также среду для культивирования Л-форм чумного микроба.
3. Для детекции микроба в насекомых использованы бактериологиче ский и молекулярно-биологический – постановка полимеразной цепной ре акции (ПЦР) методы. Подробно методики подготовки блох к исследованию и постановки ПЦР изложены в работах (Балахонов и др., 1998, 1999, 2000).
4. Взаимоотношения блох и чумного микроба исследовали с учетом эко лого-физиологических особенностей насекомых: сроков важнейших сезон ных явлений в их жизни, возрастного и полового состава опытных групп, алиментарной активности, смертности, продолжительности жизни.
Исследование зверьков, использованных для кормления инфициро ванных насекомых. Манипуляции с животными проводили с соблюдением правил, принятых Европейской конвенцией по защите позвоночных живот ных, используемых для экспериментальных и научных целей (Страсбург, 1986). Факты передачи чумного микроба животным устанавливали бактерио логическим (посев органов на стандартные среды или среду для Л-форм чум ного микроба), биологическим (заражение биопробы суспензией из органов животных) и серологическим (реакция пассивной гемагглютинации – РПГА, реакция нейтрализации антител – РНАт и реакция нейтрализации антигена – РНАг) методами исследования. Часть опытных животных, на которых кор мили «перезимовавших» блох и без видимого «блока», дополнительно иссле довали в иммунологических тестах: определяли показатель повреждения нейтрофилов (ППН) по методу В.А. Фрадкина (1962), исследовали органы с помощью радиоиммуного анализа (РИА).
Статистическая обработка экспериментальных данных. Статистиче скую обработку проводили с помощью стандартных методов (Рокицкий, 1967;
Закс, 1976;
Поллард, 1982;
Боровиков, Ивченко, 2000;
Боровиков, 2001;
Никитин, Сосунова, 2003) с применением программы «Excel». Различия ме жду двумя группами по средним показателям оценивались с применением критерия Стьюдента, по изменчивости – F критерия. Использованы методы регрессионного, дисперсионного и корреляционного анализов и метод мно жественных сравнений по Шеффе. В работе приняты стандартные уровни значимости: * – P0,05;
** – P0,01;
*** – P0,001.
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СЕЗОНА ГОДА И ПОЛОВЫХ РАЗЛИЧИЙ БЛОХ НА ВЗАИМООТНОШЕНИЯ С ЧУМНЫМ МИКРОБОМ Сезонная динамика взаимоотношений чумного микроба и блох. Для Тувинского природного очага чумы свойственна сезонность эпизоотического процесса, связанная с эколого-физиологическими особенностями основного носителя – длиннохвостого суслика, (в том числе, с сезонным колебанием чувствительности зверька к чумному микробу) и основного переносчика – блохи C. tesquorum altaicus (Обухов, 1969;
Устюжина и др., 1975;
Крюков, 1984;
Олькова и др., 1984;
Равдоникас, 1985) Изучена в эксперименте заражающая способность C. tesquorum altaicus в различные сезоны года при подкормках блох на суслике (рис. 1).
Рис. 1. Сезонная динамика заражающей способности C. tesquorum altaicus при питании на длиннохвостых сусликах:
1 2 % % 20 1. Доля блох с «блоком»;
2. Частота заболевания зверьков;
10 3. Частота генерализации инфекции у зверьков.
а а та нь ет сн ле се ал Ве О о ин ал ач ед Н р Се При групповых подкормках доля «блокированных» особей (рис. 1) дос товерно увеличивалась от весны к лету (по сравнению с началом лета t=2,09, P0,05;
с серединой лета t=2,86, P0,01). Частота заболеваний грызунов вес ной и в начале лета была на одном уровне, но отмечена тенденция к ее уве личению от начала к середине лета. В июле-августе этот показатель по срав нению с весной значительно вырос (t=2,18, P0,05). Частота генерализации инфекции у сусликов также возросла в июле-августе (в среднем 43,1 %) по сравнению с весенне-раннелетним периодом (в среднем 13,2 %).
Инфекциозность укусов единичных «блокированных» блох (отношение числа заболевших животных к общему числу зверьков, на которых кормили особей с «блоком») также изменялась в зависимости от сезона года (табл. 1).
Таблица Инфекциозность укусов «блокированных» C.tesquorum altaicus в различные периоды эпизоотического сезона № Время Коли- Коли- Забо- Показатель опы проведения чество чество лело инфекциоз та опыта блох сусликов чумой ности 1 III декада апреля – май 1-3 10 1 0,10 ± 0, 2 Июнь – I декада июля 1-3 10 3 0,30 ± 0, 3 III декада июля – август 1-2 10 7 0,70 ± 0, 4 То же 1-2 10 6 0,60 ± 0, 5 Сентябрь 1-3 10 5 0,50 ± 0, Самые высокие значения данного показателя отмечены в III декаде ию ля-августе. Различия между результатами, полученными весной (май) и в се редине лета, высоко достоверны (t=2,74, P0,05 для первого опыта, t=2,34, P0,05 для второго и t=2,85, P0,01 для двух опытов). Кроме того, прослежи вается тенденция к возрастанию инфекциозности укусов особей с «блоком» в июле-августе и по сравнению с началом лета (июнь-I декада июля) (табл. 1).
Сезонная динамика взаимоотношений чумного микроба с C. tesquorum altaicus исследована при подкормках на неспецифичном для этого вида блох прокормителе – белой мыши (рис. 2).
Рис. 2. Сезонная динамика век 60 торной способности C. tesquorum altaicus при питании на белых мышах:
% 1 2 % 20 1. Доля блох с «блоком»;
2. Частота заболевания зверьков;
3. Частота генерализации инфек 0 ции у зверьков.
весна лето осень Блох, происходящих с Каргинского участка очаговости, инфицировали штаммами чумного микроба, изолированными на Каргинском (И-3327) и Саглинском (И-3428) участках Тувинского очага.
В данных экспериментах все показатели, характеризующие векторную способность блох, повышались от весны к лету (рис. 2) аналогично опытам на суслике (рис. 1). Однофакторный дисперсионный анализ выявил сущест венное значение сезона в частоте формирования конгломератов микроба в организме блох (F=13,84, P0,001 для штамма И-3327;
F=16,43, P0,001 для штамма И-3428). Летом численность имаго, содержавших конгломераты воз будителя, выше, по сравнению с весной и осенью. Различия по этому показа телю для штамма И-3428 существенны между весной и летом (t=5,50, P0,001), а также летом и осенью (t=3,17, P0,01). Для штамма И-3327 разли чия достоверны между весной и летом (t=5,08, P0,001).
Частота передач микроба самками в течение опытов сохранялась при мерно на одном уровне. Самцы передавали возбудителя летом чаще, чем вес ной (t=2,76, P0,01), осенью эффективность передачи у них не снижалась (t=1,06, P0,05). Достоверное возрастание частоты передач от весны к лету (t=2,06, P0,05) выявлено для обоих полов. Очевидно, что передача чумного микроба C. tesquorum altaicus как сусликам, так и белым мышам, активизиру ется от весны к лету, в основном за счет векторной способности самцов.
Результаты опытов указывают, что на заражающую способность насеко мых оказывает существенное влияние сезон года. При этом данная способ ность не всегда напрямую зависит от температурного режима содержания и частоты подкормок инфицированных эктопаразитов, и, возможно, обуслов лена какими-то другими, не установленными биологическими факторами. В любом случае этот феномен свидетельствует об адаптации возбудителя, цир кулирующего в Тувинском природном очаге, к жизненному циклу основного переносчика. Их взаимодействие имеет выраженную сезонную динамику, ко торая проявляется даже при питании блох на неспецифичном прокормителе.
Проанализированы особенности накопления конгломератов чумного микроба в организме Amphipsylla primaris primaris, блокообразования, али ментарной активности и смертности этих насекомых при питании на плоско черепной полевке, а также влияния сезона года на эти показатели.
Всего «блокированных» A. primaris primaris без учета пола выявлено осенью 10,2 %, весной – 5,4 % (t=2,34;
P0,05). Осенью образование «блока» происходило у самок и самцов в одни и те же сроки. От общего количества взятых в опыт блох доля таких самок составила 11,6 %, самцов – 8,5 % (t=1,29;
P0,05). Весной у самцов блокообразование начиналось и заканчива лось раньше, чем у самок. Самцов с «блоком» отмечено 7,5 %, самок – 4,5 % (t=1,19;
P0,05). Осенью «глыбки» и «блоки» у блох формировались пример но в те же сроки, что и весной, но количество самок с «блоком» было выше (t=2,87;
P0,01). Частота «блокирования» самцов по сезонам не различалась.
Образование бактериальных «глыбок» осенью как у самок, так и у сам цов отмечали примерно в два раза чаще, чем весной (табл. 2). Доля самцов с «глыбками» превысила долю самок в 1,5-2 раза в оба сезона. Но в среднем «блокированных» самцов весной отмечено почти в три раза больше, чем са мок, а осенью – в два раза меньше. Среди блох с частичным «блоком» в оба сезона преобладали самки. В осеннем опыте таких самок в среднем выявляли почти в 6 раз больше, чем весной, а самцов отмечали исключительно осенью.
Таблица Средняя доля A. primaris primaris, содержавших конгломераты чумного микроба, от числа пивших за подкормку особей (%) Время Самки Самцы проведения с с частич- с пол- всего с с частич- с пол- всего опыта глыб- ным ным глыб- ным ным ками блоком блоком ками блоком блоком Осень 1982 г. 28,6 8,7 3,9 41,2 42,1 5,1 2,1 49, Весна 1983 г. 13,3 1,6 0,9 15,8 27,3 0 2,5 29, Более частое разрушение полных «блоков» у самок, вероятно, связано с большим количеством насасываемой ими крови, по сравнению с самцами.
Причем осенью эта тенденция усиливается у блох обоих полов. Видимо, осе нью микробу более «выгодна» адаптация к организму блохи для сохранения в холодный период, чем образование «блока» и дальнейшая трансмиссия.
На алиментарную активность и смертность A. primaris primaris оказыва ли влияние сезон года и пол насекомого. Активность кровососания весной была более стабильна (у самок 2=103,9, у самцов 68,7), чем осенью (у самок 2=247,4, F=2,38, P0,05, у самцов 262,6, F=3,82, P0,01). Весной гибель сам цов выше, чем самок (t=5,32;
P0,001), а по сравнению с осенью, она увели чилась вдвое (t=3,51;
P0,001). Гибель самок в эти сезоны не различалась.
Таким образом, способность чумного микроба к блокообразованию у A.
primaris primaris разного пола от весны к осени может изменяться противо положным образом, что обусловлено различиями в сезонных изменениях фи зиологических показателей блох – активности кровососания и смертности.
Влияние пола блох на их взаимоотношения с чумным микробом.
Предполагалось, что выраженный половой диморфизм у блох должен отра жаться на способности к сохранению и распространению чумного микроба самками и самцами. Для выявления таких половых различий проведен анализ данных многолетних экспериментальных исследований.
Частота и динамика образования «блока» преджелудка. Во всех опытах с X. cheopis «блоки» у самцов формировались чаще, чем у самок (рис. 3).
Самки Доля блокированных Самцы особей (%) Рис. 3. Блокообразование у самок и самцов X. cheopis И-3160 И-3321 И-1986 И- Штаммы чумного микроба Необходимо отметить, что смешанные группы X. cheopis (самки + сам цы) заражали алтайскими (И-3160 и И-3321) и тувинским (И-2638) штаммами чумного микроба. В опытах с забайкальским штаммом (И-1986) группы фор мировали раздельно по полу. При разных условиях опытов более активно об разование «блоков» происходило у самцов X. cheopis.
У самцов большинства исследованных видов блох из природных попу ляций Тувинского очага выявлено аналогичное с самками или более активное формирование «блоков» (рис. 4).
Доля блох с "блоком, % A. primaris C. tesquorum F. elatoides N. mana R. li P.
scorodumovi Рис. 4. Блокообразование у самок и самцов массовых видов блох из Тувы Представляет интерес, что доля «блокированных» самцов C. tesquorum altaicus при подкормках на суслике в июле-августе значительно превышала долю таких самок. В одном опыте выявили 13,8 % самцов и 5,4 % самок с «блоком», во втором – 7,7 % и 1,3 %, в третьем – 24,7 % и 3,7 %. Половые различия по этому признаку достоверны (для первого и второго опытов t=1,97, P0,05, для третьего t=4,34, P0,001). Кроме того, во всех проведен ных на суслике опытах процесс блокообразования у самцов начинался и за канчивался раньше, что говорит о более коротком его периоде у этого пола.
При подкормках C. tesquorum altaicus на мышах в среднем за все опыты (без учета сезона и штамма Y. pestis) доля «блокированных» самок составила 11,4 %, самцов – 2,5 % (t=3,03, P0,01). Летом процесс блокообразования ак тивизировался у особей обоих полов, однако доля самцов с «блоком» была меньше, чем самок. То есть наблюдали ситуацию прямо противоположную отмеченной при кормлении блох на суслике, что связано с использованием неспецифичного для блох прокормителя – белой мыши.
Исследования показали, что у блох существуют явные половые разли чия, как в частоте, так и динамике процесса блокообразования. Эти показате ли существенно зависят не только от видовых особенностей эктопаразитов и используемых прокормителей, но и сезона года, а также условий содержания самок и самцов в эксперименте (совместно или раздельно). Так, в опытах с C.
tesquorum altaicus, проведенных в сроки, совпадающие с активизацией эпи зоотического процесса в очаге (июль-август) и на естественном для данного вида прокормителе (длиннохвостый суслик), «блок» преджелудка отмечали у самцов значительно чаще, чем у самок. В то время как среди самцов, под кармливаемых кровью белых мышей, ни в одном случае не обнаружено больше «блокированных» особей, чем среди самок. На естественном прокор мителе у самцов C. tesquorum altaicus зарегистрированы и более ранние сро ки формирования «блоков», что в большинстве случаев характерно для осо бей этого пола и других видов. При совместном содержании полов значи тельно уменьшается продолжительность жизни блох, особенно, самцов (Цэ рэнноров, 1999), что, видимо, снижает способность последних противостоять неблагоприятным факторам, в том числе и инфицированию чумным микро бом. Видимо, блокообразование у самцов более зависимо от условий среды, и отражает меньшую степень адаптации микроба к особям этого пола.
Частота передачи чумного микроба. Различия между полами в частоте трансмиссии у C. tesquorum altaicus, F. luculenta luculenta, Х. cheopis изучали в опытах, где экспериментальные группы насекомых формировали раздельно из самок и самцов (табл. 3).
Таблица Передача чумного микроба самками и самцами блох (без учета сезона года) Вид блохи Прокормитель Штамм Количество передач (%) Y. pestis самки самцы t Длиннохвостый И-3226 38,5 46,2 0, C. tesquorum суслик altaicus Белая мышь И-3327 56,9 30,7 1, И-3428 59,5 43 0, F luculenta luculenta -«- И-1996 35,7 78,6 2,29* X. cheopis -«- -«- 30 50 0, При подкормках C. tesquorum altaicus на суслике в июле-августе не сколько большую заражающую способность наблюдали у самцов, но разли чия между полами в передаче возбудителя недостоверны. В опытах с белыми мышами (без учета сезона), наоборот, самки более активно передавали воз будителя. Существенные половые различия в передаче чумного микроба мышам выявлены весной (самки в 51,6 % случаев, самцы – в 14,3 %), летом и осенью они незначительны. Летом самцы передавали возбудителя достовер но чаще (43,2 %), чем весной (t=2,76, P0,01), осенью (55,6 %) по сравнению с летом их эффективность как переносчиков не снижалась (t=1,06, P0,05).
Из приведенных данных следует, что подкормки на неспецифичном прокормителе оказывают значительное влияние на взаимоотношения моно зоидных видов блох с чумным микробом. Поэтому различия в передаче воз будителя чумы самками и самцами, установленные в опытах на мышах, в природе могут проявляться по-другому. Тем не менее, они характеризуют определенные тенденции сезонной динамики трансмиссии чумного микроба.
Самки F. luculenta luculenta передали чумной микроб мышам в пяти (35,7 %), а самцы – в 11 (78,6 %) случаях из 14 (табл. 3). Половые различия по этому показателю достоверны (t=2,3, P0,05), самцы передавали возбуди теля чумы вдвое чаще самок. Половые различия у X. cheopis в трансмиссии недостоверны, однако прослеживается тенденция к увеличению данного по казателя в группе, сформированной из самцов (табл. 3).
Таким образом, половые различия в трансмиссии чумного микроба вы явлены у всех исследованных видов блох и они довольно значительны. Осо бенности штаммов, используемых в опытах, оказывали влияние на количест венные (больше или меньше доля насекомых с «блоком» и число передач ими чумного микроба животным), но не на качественные характеристики этих показателей (тенденция к большим значениям у самцов по сравнению с самками). Приведенные данные свидетельствуют, что взаимоотношения чумного микроба с самцами блох обеспечивают в основном распространение возбудителя. Это связано с более высокой частотой кровососания самцов (Новокрещенова и др., 1968), их большей подвижностью (Кондрашкина, Дудникова, 1962) и склонностью к смене прокормителя (Rust, 1994).
Влияние абиотических факторов на алиментарную активность, смертность блох и их взаимоотношения с чумным микробом. Температу ра содержания зараженных насекомых является одним из мощных факторов, влияющих на частоту и скорость образования «блока» у любого вида блох (Козлов, 1979;
Алексеев, Кондрашова, 1985;
Ващенок, 1988;
Hinnebusch et al., 1998). Наиболее интенсивен процесс блокообразования при температурах, благоприятных для жизни конкретного вида этих насекомых (Бибикова, Классовский, 1974). Представляет интерес исследование взаимоотношений чумного микроба и блох в зависимости от температуры, наблюдаемой в пе риод активного проявления эпизоотического процесса в природном очаге.
Исследована векторная способность С. tesquorum altaicus при различной температуре с учетом активности кровососания и смертности насекомых.
Имаго, инфицированных осенью и перезимовавших в условиях искусствен ной норы, содержали весной и летом следующего года при 2-10 С (с посте пенным повышением температуры от весны к лету). Температура содержа ния оказывала существенное влияние на алиментарную активность «перези мовавших» насекомых (F=5,01, P0,05). При низкой температуре (2-3 С) ак тивность кровососания у самцов и самок не различалась, а при 9-10 С пив ших самцов было больше: средняя за подкормку доля таких самцов состави ла 100±0,0 %, самок – 99,2±0,36 %. Необходимо уточнить, что наблюдения проведены над выжившими после зимовки особями, среди которых преобла дали самки с остаточной зараженностью 50-64,3 % (при исходной 80-100 %).
С «молодыми» блохами опыты поставлены при более широком диапазо не температуры (от 5 до 27 С). По результатам однофакторного дисперсион ного анализа (без учета пола имаго) температура содержания оказывала зна чительное влияние на активность кровососания «молодых» блох (F=4,50, P0,01). Менее активно они питались при 7-8 С и 24-27 С. Сравнение дан ного показателя при трех промежуточных значениях температуры (7-8, 9- и 16-18 С), показало, что наиболее предпочтительна как для самок, так и самцов температура 9-10 С. При 7-8 С алиментарная активность выше у са мок (94,9±0,90), чем у самцов (90,0±2,20), а при 16-18 С различий между по лами не выявлено. При дальнейшем повышении температуры этот показатель снижался как у самок, так и у самцов. Так, при 22 С среди самок отмечено 98,9±0,83 % пивших особей, среди самцов – 100±0,0 %. При 24-27 С доля пивших самок составила 93,2±1,77 %, а самцов – 97,3±1,27 %.
Повышение температуры от 7-8 до 16-18 С влияло на смертность блох (F=4,56, P0,01). Доля погибших за подкормку особей увеличивалась от 1,4±0,94 % до 8,3±2,03 %. При температуре 22-27 С относительное количе ство погибших в среднем за подкормку самцов (3,2±0,67 %) было выше, чем самок (1,2±0,46 %), почти в три раза.
Сравнительный анализ алиментарной активности «перезимовавших» и «молодых» блох при температуре 9-10 С показал, что она выше у пережив ших зиму особей (99,2±0,81 %), по сравнению с «молодыми» (92,6±1,14 %).
Различия в смертности между этими группами насекомых незначительны (5,1±1,10 % для «молодых» блох, 4,7±1,72 % для «перезимовавших»).
Проанализировано влияние температуры на блокообразование и вектор ную способность насекомых. В первой серии экспериментов «перезимовав ших» имаго содержали при температуре от 2 до 10 С, максимальное относи тельное количество особей с «блоком» (4,8 %) выявлено при 9-10 С. Форми рование «блоков» отмечено при первой подкормке блох на сусликах, но в от даленные после их заражающего кормления сроки (на 230-278 сутки).
Во второй серии экспериментов имаго выплода текущего года содержа ли при температуре от 5 до 27 С. Наибольшая доля «блокированных» особей (15,7 %) отмечена при 22-27 С, а формирование первых «блоков» происхо дило на 3-6 сутки после заражения блох.
У «перезимовавших» имаго существенных различий в частоте «блоко образования» при 2-10 С не выявлено, но отмечена тенденция к увеличению данного показателя с повышением температуры. При этом число передач чумного микроба зверькам достоверно возрастало (t=2,06, P0,05).
У имаго выплода текущего года частота блокообразования достоверно увеличивалась с повышением температуры (t=2,69, P0,01). Число передач при повышении температуры от 5-6 до 16-18 С несколько возросло, но раз личия недостоверны. При этом доля зверьков с генерализованной формой инфекции значительно увеличилась (t=2,25, P0,05).
Необходимо отметить, что при максимальной температуре содержания насекомых (22-27 С) у них наблюдали высокий уровень блокообразования (15,7 %). Однако доля заболевших сусликов и среди них с генерализацией инфекции была ниже (10,5±7,03 %), чем в опытах с менее высокой темпера турой, но проведенных в пик эпизоотии в очаге, в июле-августе (46,2±13,83).
Таким образом, оптимальной для блокообразования и эффективной пе редачи С. tesquorum altaicus чумного микроба является температура от 9- до 16-18 С;
более высокие или низкие значения приводят к снижению ак тивности переносчика. Полученные экспериментальные данные позволяют прогнозировать характер изменения векторной способности блохи в исследо ванном диапазоне температур на энзоотичной территории Тувинского очага.
Влияние температуры и влажности на элиминацию и питание блох изу чено достаточно хорошо (Брюханова, 1973;
Бибикова, Классовский, 1974). В то же время даже на благоприятном гигротермическом фоне наблюдаются значительные суточные колебания гибели и активности кровососания имаго.
Для установления возможных причин этого явления предпринято сравни тельное изучение величины колебаний атмосферного давления, алиментар ной активности и частоты гибели блох в разные сезоны (весна-лето-осень).
По результатам опытов доля пивших за подкормку самок и самцов C.
tesquorum altaicus была ниже в периоды наибольших перепадов атмосферно го давления (март-апрель, конец сентября-ноябрь). Летом исследуемый фак тор менее влиял на алиментарную активность блох. Осенью алиментарная активность самцов зависела от величины атмосферного давления (F=4,17, P0,05). Так, при давлении 716 мм рт. ст. в среднем за подкормку отмечали 68,7 % пивших самцов, при 716-725 – 87,1 %, а при 725 – 93,1 %.
Доля погибших особей значительно изменялась как среди самок (от 0 до 22,4 %), так и самцов (от 0 до 26,2 %). Чем сильнее амплитуда колебаний ат мосферного давления, тем выше смертность насекомых в опытах. Коэффици ент корреляции показателей составил 0,348 для самок (P0,01) и 0,399 для самцов (P0,01). Максимальные значения смертности (22,4 и 26,2 %) отмече ны в марте-апреле, когда колебания давления достигали 32 мм рт. ст.
Следовательно, в природных условиях изменения атмосферного давле ния в зависимости от сезона года также могут оказывать влияние на алимен тарную активность и смертность зараженных чумным микробом блох, что в конечном итоге может отражаться на их инфекционном потенциале. Вероят но, менее активные эпизоотические проявления в Тувинском природном оча ге весной и осенью (по сравнению с летом) можно объяснить низкой алимен тарной активностью и высокой частотой гибели блох в эти периоды.
ГЛАВА 4. ВТОРОСТЕПЕННЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ЧУМНОГО МИКРОБА БЛОХАМИ Оценка различных способов передачи чумного микроба блохами дана в обобщающих публикациях И.Г. Иоффа (1941) и В.А. Бибиковой, Л.Н. Клас совского (1974). Со времени опубликования последней работы прошло более 30 лет. За этот период накопился новый фактический материал, дающий воз можность уточнить и расширить существующие представления о значимости второстепенных способов передачи чумного микроба в энзоотии этой инфек ции. Показано, что лабораторные и дикие грызуны могут заражаться чумой при трансмиссивном, аэрогенном, контактном (через поврежденные покро вы) и оральном введении возбудителя, причем эффективность перечислен ных способов весьма высока (Кокушкин, 1995). Эти способы передачи могут осуществляться с непосредственным или опосредованным участием зара женных блох: укусами насекомых, при поедании зверьком инфицированных имаго, внесением возбудителя через поврежденную кожу грызуна из раздав ленных эктопаразитов, или их экскрементов. С учетом полученных в экспе риментах с C. tesquorum altaicus из Тувинского очага данных оценена роль второстепенных способов передачи чумного микроба блохами в циркуляции возбудителя (Базанова и др., 1991, 1997;
Базанова, Маевский, 1999). Регист рировали частоту передачи блохами чумного микроба длиннохвостым сусли кам и белым мышам при разных способах заражения грызунов.
При подкормках больших групп «неблокированных» блох (от 100 осо бей) отмечена более частая передача микроба сусликам «молодыми» имаго (36,4 %), чем «перезимовавшими» (9,1 %). Передача микроба небольшими группами (до 10 особей) «молодых» блох зависела от вида прокормителя.
Так, гибели сусликов при кормлении на них по 10 блох как «перезимовав ших», так и «молодых», не отмечено, а доля зверьков с иммуноаллергической перестройкой организма, установленной с помощью ППН, не различалась (57,9 % для «перезимовавших» блох, 55,0 % для «молодых). Однако при под кормках «молодых» особей на белых мышах гибель грызунов была высокой (31,7 %), достоверно превышая таковую среди сусликов (t=2,89, P0,001).
Частота генерализации инфекции у сусликов и мышей при питании на них «молодых» имаго, несмотря на разные по количеству особей группы, не различалась (t=1,28, P0,05). В некоторых случаях на сусликах питалось блох в 10-15 раз больше, чем на мышах. Возможно, это связано с тем, что исполь зованный в опытах штамм Y. pestis (И-3226) высоко вирулентен для белых мышей (ЛД50 1 м.к.), для суслика этот показатель составлял 100 м.к.
Очевидно, что «неблокированные» блохи играют существенную роль в активизации эпизоотического процесса в природном очаге чумы. Возмож ность трансмиссии чумного микроба насекомыми зависит от количества осо бей, питавшихся на зверьке, интенсивности их заражения, физиологического состояния носителя и переносчика, сезона года (Базанова и др., 2003).
Установлена чувствительность длиннохвостого суслика к заражению возбудителем чумы алиментарным путем. Доля заболевших чумой зверьков в опытах достигала 26,7-40,0 %. Нужно отметить, что использование для ин фицирования грызунов блох с различной степенью зараженности не повлия ло на частоту заболевания зверьков и генерализации у них инфекции.
Заражение носителя чумой через поврежденную кожу возможно из раз давленных на теле животного насекомых или их выделений. Количество вно симых при этом микробов может резко возрастать при расчесах, которые провоцирует введенный блохами в ранку укуса секрет слюнных желез, обла дающий аллергической активностью (Ващенок, 1988). В наших опытах пере дачу чумного микроба сусликам через поврежденную кожу из раздавленных насекомых и их выделений регистрировали в 65-70 % случаев. При этом у заболевших грызунов, зараженных таким способом, отмечена как затяжная форма инфекции с неинтенсивной бактериемией, так и генерализованная, с агональной септицемией (Базанова и др., 1992), что может служить сущест венным фактором дальнейшей трансмиссии чумного микроба.
Наиболее вероятным субстратом для сохранения чумного микроба в почве нор являются экскременты инфицированных блох и их трупы (Величко и др, 1980;
Величко, 1981;
Величко, Кондрашкина, 1984). Кроме того, зара женные насекомые во время дефекации выделяют во внешнюю среду мелкие бактериальные «глыбки», обсеменяя ее живыми, защищенными от неблаго приятных воздействий бактериями и заражая как шерсть зверька – хозяина, так и его убежище – гнездо (Коннов и др., 1984).
Установлена в эксперименте возможность заражения сусликов при кон такте с субстратом гнезда, инфицированным экскрементами и трупами чум ных блох. Чумной микроб сохранялся в субстрате до 427 суток, глубоко из меняя при этом свою морфологию (Базанова и др., 1997).
Следовательно, субстрат гнезда, инфицированный в летне-осенний пе риод, может стать причиной заражения сусликов чумой в следующий эпизо отический сезон, особенно во время массового расселения молодых зверьков при посещении ими нежилых нор и активной роющей деятельности.
Сравнительная эффективность различных способов передачи чум ного микроба блохами. Анализ данных показал, что более часто передача микроба происходила при заражении зверьков через поврежденную кожу, за тем укусами «блокированных» и «неблокированных» насекомых (рис. 5).
Рис. 5. Эффективность различных Доля заболевших чумой способов передачи чумного микро ба C. tesquorum altaicus длиннохво зверьков, % стому суслику:
1) укусами блох с «блоком»;
2) укусами «неблокированных» блох;
20 3) алиментарным путем;
4) через контакт с кожей зверька;
5) через субстрат гнезда.
1 2 3 4 Характерно, что передача чумного микроба при групповых подкормках эктопаразитов осуществлялась в равной степени с участием «блокирован ных» особей и без их участия во все сезоны проведения опытов: весна – лето – осень. Однако генерализацию инфекции у заболевших чумой сусликов ча ще определяло наличие в группе «блокированных» имаго. Очевидно, что блохи с «блоком» обеспечивают большую возможность возбудителю чумы для инвазии в организм интактного животного. Установлены различия в спо собности к передаче между «молодыми» и «перезимовавшими» насекомыми.
Весной и летом «молодые» блохи передавали чумной микроб более активно, чем «перезимовавшие», даже при наличии среди последних особей с «бло ком». Вероятно, это связано с изменчивостью микроба, находившегося дли тельное время в организме голодающих блох при низкой температуре.
Поскольку агональная бактериемия у теплокровных является одним из основных факторов, обеспечивающих возможность массового инфицирова ния блох, проведен сравнительный анализ частоты генерализации инфекции у грызунов при различных способах заражения. Генерализацию инфекции у сусликов достоверно чаще (t=3,78, P0,001) регистрировали при питании на них «блокированных» особей (85,7 %), чем «неблокированных» (36,2 %).
Однако частота генерализации инфекции у зверьков, зараженных через уку сы «блокированных» имаго (85,7 %), алиментарным способом (78,6 %), а также через поврежденную кожу (66,7 %) не имела достоверных различий. В то же время укусы блох без видимого «блока» вызывали генерализацию ин фекции у зверьков реже, чем алиментарный способ заражения (t=2,80, P0,01) и через поврежденную кожу (t=2,53, P0,05), а алиментарный усту пал инфицированию через кожу (t=2,53, P0,05).
Представляет интерес, что передача микроба укусами «блокированных» насекомых, алиментарным путем и внесением через поврежденную кожу зверька в эксперименте одинаково часто заканчивалась генерализацией ин фекции у сусликов. Отсюда следует, что второстепенные способы передачи играют существенную роль в активизации эпизоотического процесса в при родном очаге чумы, по отдельным показателям (например, генерализации инфекции) не уступая специфическому (укусам «блокированных» блох).
Высказано мнение (Солдаткин, Руденчик, 1988), что механизм передачи чумы, базирующийся на феномене бактериального «блока» преджелудка блох, по своим характеристикам не может обеспечивать эффективную трансмиссию микроба в природных очагах. Как показали результаты наших экспериментальных исследований, оценивая эпизоотологическую роль пере носчиков, следует учитывать возможность осуществления ими всех извест ных способов передачи. Реализация этих способов передачи определяется ис торически сложившейся системой взаимоотношений теплокровных живот ных, блох и чумного микроба, специфичной для каждого природного очага чумы.
ГЛАВА 5. МЕЖВИДОВЫЕ И МЕЖПОПУЛЯЦИОННЫЕ РАЗЛИЧИЯ ВО ВЗАИМООТНОШЕНИЯХ БЛОХ С ЧУМНЫМ МИКРОБОМ Важным моментом трансмиссии является взаимосвязь между способно стью переносчиков к передаче чумного микроба и их экологическими харак теристиками (Ващенок, 1999;
Krasnov et al., 2006). Видовые различия и меж популяционная дифференциация блох позволяют предположить их неодно родность в плане взаимоотношений с микробом, что может оказывать влия ние на характер течения и другие параметры эпизоотического процесса.
Векторная характеристика массовых видов блох длиннохвостого суслика в Тувинском природном очаге чумы. Большинство эксперимен тальных исследований в очаге посвящено изучению взаимоотношений чум ного микроба с C. tesquorum altaicus (Воронова, Крюков, 1975;
Крюков, 1984;
Воронова, 1978;
Базанова и др., 1991). Эпизоотологическая роль других мас совых видов блох суслика изучена слабо. Однако, по данным отчетов Тувин ской ПЧС за 1964-2008 гг., на их долю также приходится большое количест во штаммов чумного микроба, изолированных от блох. Так от C. tesquorum altaicus получено 722 культуры, R. li transbaikalica – 109, Oropsylla alaskensis – 69, F. elatoides elatoides – 52, N. mana – 21.
Проведен сравнительный анализ межвидовых различий C. tesquorum al taicus, N. mana, R. li transbaikalica, O. alaskensis, F. elatoides elatoides из при родных популяций во взаимоотношениях с чумным микробом основного подвида при подкормках на сусликах. По результатам дисперсионного ана лиза фактор «вид блохи» оказывал влияние на алиментарную активность (F=7,23, P0,001) блох и частоту формирования у них «глыбок» чумного микроба (F=4,96, P0,01). Более активно питались на зверьке и погибали значительно реже других C. tesquorum altaicus. В организме C. tesquorum al taicus и O. alaskensis чаще, чем у двух других видов, формировались бактери альные «глыбки». Блохи R. li transbaikalica уступали по всем исследованным показателям C. tesquorum altaicus и O. alaskensis, а по алиментарной активно сти и N. mana. Частота гибели наиболее высока среди O. alaskensis и F. ela toides elatoides. Результаты опытов свидетельствуют, что основная эпизоото логическая роль C. tesquorum altaicus в очаге обусловлена биологическими особенностями вида. Так, блохи, у которых не менее активно формировались «глыбки» (O. alaskensis, N. mana, F. elatoides elatoides), уступали C. tesquorum altaicus либо в алиментарной активности (N. mana), либо характеризовались более высокой смертностью (F. elatoides elatoides).
Оценено влияние прокормителя на частоту возникновения «блока» преджелудка у блох суслика. Данный анализ проведен без учета пола насе комых, сезона проведения опытов и использованного штамма чумного мик роба. Частота блокообразования у C. tesquorum altaicus при питании на длин нохвостом суслике (6,5 %) и белой мыши (6,7 %) достоверно не различалась (t=0,29, P0,05). У F. elatoides elatoides и O. alaskensis формирование «блока» отмечено только при кровососании на суслике. У R. li transbaikalica этот по казатель был выше при питании на сусликах (3,6 %) и пищухах (4,3 %), чем на мышах (1,8 %). Таким образом, для всех исследованных видов, кроме C.
tesquorum altaicus, отмечена тенденция к снижению частоты блокообразова ния при кровососании на неспецифичных хозяевах.
Результаты проведенных опытов свидетельствуют, что роль прокорми теля в процессе блокообразования у блох нельзя оценивать без учета влияния на этот фактор пола насекомого и сезона года. Так, весной при подкормках C.
tesquorum altaicus на суслике выявляли «блоки» у особей обоих полов досто верно чаще (t=3,25, P0,01), по сравнению с блохами, кормившимися на мы шах, а летом эта тенденция выявлена только у самцов (t=3,44, P0,001).
Характер проявления инфекционного процесса зависел от сроков прове дения опыта, что отмечено при подкормках как групп блох, так и единичных особей с «блоком». Зверьки, на которых насекомых кормили в первой поло вине августа, погибали от генерализованной формы инфекции, во второй по ловине месяца у них регистрировали только затяжную форму заболевания.
В результате исследования для отдельных видов впервые получены фак ты блокообразования (O. alaskensis) и передачи чумного микроба (R. li trans baikalica, N. mana). Установлено существенное влияние на эти процессы по ловых различий насекомых и сезона проведения опытов, что необходимо принимать во внимание при оценке эпизоотологической роли вида блохи.
Межпопуляционные различия блох из Тувинского природного очага в трансмиссии чумного микроба. Среди сибирских очагов чумы наиболее изучена пространственная структура Тувинского, в пределах которого выде лено 6 автономных участков очаговости (мезоочагов): Кара-Бельдырский, Монгун-Тайгинский, Толайлыгский, Барлыкский, Саглинский и Боро Шайский (Вержуцкий, 1999). Блох C. tesquorum altaicus и R. li transbaikalica, добытых на территории Монгун-Тайгинского и Барлыкского участков, зара жали штаммом И-3226 с Боро-Шайского участка. По биологическим свойст вам, в том числе питательным потребностям, варианты микроба из Барлык ского и Боро-Шайского участков идентичны (Логачев, 1999).
Различий между C. tesquorum altaicus и R. li transbaikalica двух популя ций в алиментарной активности, смертности и частоте образования «блока» не установлено. Однако межпопуляционные различия выявлены в частоте формирования в организме имаго «глыбок» микроба (F=9,02, P0,01), кото рая была выше у насекомых обоих видов Барлыкской популяции (рис. 6).
б а Каргы 60 Барлык 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 Рис. 6. Формирование бактериальных «глыбок» в организме блох из разных популяций:
а) – C. tesquorum altaicus, б) R. li transbaikalica. По оси абсцисс – подкормки, по оси орди нат – доля блох с «глыбками (%).
Таким образом, более интенсивно исследуемый штамм возбудителя чу мы формировал «глыбки» в организме блох, исторически контактировавших со сходными вариантами микроба.
Серия опытов выполнена с инсектарной культурой C. tesquorum altaicus, происходящей от насекомых Каргинской популяции (Монгун-Тайгинский мезоочаг). Инфицировали блох штаммами чумного микроба И-3327 и И 3428, изолированными в Саглинском и Монгун-Тайгинском мезоочагах соот ветственно. Оба штамма типичны для Тувинского очага, но отличаются по питательным потребностям в аминокислотах (Логачев, 1999). Подкормки на секомых проводили на белых мышах с той же периодичностью, что и на сус ликах. Активность кровососания и частота гибели инфицированных разными штаммами насекомых не различалась. Достоверные различия между штам мами установлены в частоте формирования «блоков». По этому показателю штамм И-3428, происходящий с той же территории, что и исследуемая попу ляция блох, значительно превосходил штамм И-3327 (t=3,88, P0,05).
Показано, что активность проявления эпизоотий на различных участках очаговости неравнозначна и зависит от ряда факторов, в том числе и от попу ляционных характеристик видов блох – основных переносчиков чумы, насе ляющих данную территорию (Сержанов и др., 1979;
Князева и др., 1989;
Кор зун и др., 1998, 1999). Полученные нами результаты исследования предпола гают специфичность исторически сложившихся взаимоотношений перенос чика и возбудителя чумы, обитающих на участках Тувинского природного очага со сходными биоценотическими характеристиками.
Особенности взаимоотношений чумного микроба и блох из геогра фически разобщенных популяций (из разных природных очагов). Осен нюю активизацию эпизоотического процесса в Горно-Алтайском очаге свя зывают с возрастанием численности монгольской пищухи и паразитировани ем на ней эффективного и массового в этот сезон переносчика – Paradoxop syllus scorodumovi (Якуба и др., 1978;
Иннокентьева и др., 2004). Эпизоотоло гическое значение этого вида блох в Тувинском очаге существенно ниже (Климов, Вержуцкий, 1984). Исследовали взаимоотношения массовых видов блох монгольской пищухи из Тувинского очага с чумным микробом основ ного и алтайского подвидов (из Тувинского и Горно-Алтайского очагов).
Имаго P. scorodumovi, P. dashidorzhii, Paramonopsyllus scalonae, F. hetera из природных популяций заражали штаммами чумного микроба основного (И-2638) и алтайского (И-3160) подвидов. Подкармливали насекомых на пи щухах. Достоверных различий между использованными в опытах штаммами в частоте блокообразования не выявлено (Базанова, Климов, 1990).
При этом сравнительный анализ результатов исследования показал, во первых, что доля погибших особей была выше среди блох, инфицированных возбудителем алтайского подвида (И-3160). Такая тенденция отмечена для всех четырех исследованных видов, а для F. hetera различия достоверны (t=6,02, P0,001). Возможно, это связано с отсутствием адаптации блох из Тувы к микробу из Горно-Алтайского очага. Во-вторых, прослеживалась тенденция к более активному образованию «блоков» у насекомых из Тувы микробом алтайского подвида. В-третьих, P. scorodumovi и P. scalonae из Ту вы, «блокированные» возбудителем чумы алтайского подвида чаще осущест вляли передачу пищухам (t=2,29, P0,05), чем особи с «блоками», сформиро ванными чумным микробом основного подвида. Этот факт может являться дополнительным свидетельством адаптации микроба алтайского подвида к организму блох монгольской пищухи. Именно такие условия преимущест венно обеспечивают его циркуляцию в Горно-Алтайском очаге чумы.
Как уже упоминалось, сибирские очаги являются северной окраиной Центрально-Азиатской зоны природной очаговости чумы, основная часть ко торой расположена в Монголии и Китае. В отдельных из них основными пе реносчиками являются одни и те же виды блох, как, например, C. tesquorum sungaris в Забайкалье (Вершинин, 1993) и Монголии (Цэрэнноров, 1999).
Проведено сравнительное исследование активности образования конг ломератов возбудителя у C. tesquorum altaicus и C. tesquorum sungaris. Блох инфицировали чумным микробом, изолированным в Тувинском и Хэнтей ском (Монголия) природных очагах (табл. 4).
Таблица Активность формирования конгломератов микроба у C. tesquorum (без учета пола насекомых) Средняя за подкормку доля блох (%) Подвид Штамм И-3482 (Тува) Штамм И-3230 (Монголия) блохи с конгломера- с блоками с конгломера- с блоками тами тами C. tesquorum 41,4 ± 0,50 1,9 ± 0,62 18,4 ± 3,03 0,6 ± 0, altaicus C. tesquorum 67,8 ± 5,61 5,4 ± 1,44 56,0 ± 8,36 6,2 ± 1, sungaris Среди C. tesquorum altaicus, происходящих из Тувинского очага, конг ломераты чумного микроба формировались у большей доли особей за под кормку при инфицировании штаммом из того же очага (И-3482). Различия по этому показателю, рассчитанные в дисперсионном анализе, высоко досто верны (F=20,554, P0,001), причем как у самок (F=9,436, P0,01), так и у самцов (F=12,503, P0,01). Средняя за подкормку доля «блокированных» разными штаммами самок и самцов не различалась.
Без учета пола у C. tesquorum sungaris из Забайкальского очага не выяв лено различий между штаммами микроба из разных очагов как в формирова нии всех визуально учитываемых агрегированных форм, так и полных «бло ков». Средняя за подкормку доля «блокированных» особей среди насекомых, инфицированных как тем, так и другим штаммом чумного микроба, практи чески была равной. Отмечено некоторое превышение доли таких блох при заражении возбудителем чумы из Монголии (И-3230) к концу опыта.
Более высокая частота образования «блоков» преджелудка у самок C.
tesquorum altaicus отмечена при инфицировании чумным микробом из Ту винского очага (И-3482) (t=3,023, P0,01). У самцов различий по этому пока зателю не выявлено. У самок C. tesquorum sungaris из Забайкалья «блок» дос товерно чаще (t=2,314, P0,05) возникал при инфицировании штаммом чум ного микроба из Хэнтейского очага (И-3230), у самцов различий не установ лено. Нужно отметить, что лабораторная популяция C. tesquorum sungaris происходит от имаго, добытых на участке территории Забайкальского при родного очага, расположенном близко к границе с Монголией.
Очевидно, что взаимоотношения у переносчиков складывались более ак тивно (по частоте выявления агрегированных форм) с теми вариантами чум ного микроба, которые циркулируют или среди популяций основных хозяев блох, или на той же территории, откуда добыты насекомые, или на участках, непосредственно граничащих с этой территорией, что предполагает схожесть условий формирования паразитарных систем.
Особенности взаимоотношений чумного микроба и блох, историче ски не контактировавших с возбудителем. Природный очаг чумы включа ет три обязательных компонента: популяцию чумного микроба, зверька – но сителя инфекции и специфичного для данного хозяина вида блох как основ ного фактора передачи микроба. На неочаговой территории возможен тот же видовой состав зверьков и их эктопаразитов, но отсутствует возбудитель.
Существует ли вероятность реализации эпизоотического процесса на неоча говой территории, например, при его заносе?
Исследованы инсектарные культуры C. tesquorum sungaris, начало кото рым положили насекомые, добытые на территории Усть-Ордынского Бурят ского автономного округа и Тункинской долины (Республика Бурятия), то есть популяции блох, географически удаленные от природных очагов чумы.
Контролем послужили блохи C. tesquorum altaicus, происходящие от особей из Тувинского природного очага. Установлены достоверные различия между популяциями C. tesquorum sungaris из разных географических мест в частоте образовании «блока» преджелудка при инфицировании штаммом И-3266 из Тувы (Базанова, Никитин, 2003). По совокупности результатов всех опытов у особей Усть-Ордынской популяции «блоки» формировались (6,7 %) досто верно чаще (t=2,330, P0,05), чем у блох из Тунки (0,9 %). Частота блокооб разования у C. tesquorum sungaris из Усть-Орды, инфицированных штаммом И-3266 (Тува), не зависела от сезона (весна, зима) проведения эксперимента (t=0,261, P0,05), что может дополнительно свидетельствовать об отсутствии адаптации возбудителя к организму насекомых этой популяции. Тогда как у C. tesquorum altaicus из Тувы, инфицированных тем же штаммом чумного микроба, частота блокообразования зависела от сезона проведения опыта.
Наряду с C. tesquorum sungaris и C. tesquorum altaicus – основными пе реносчиками чумного микроба в сибирских природных очагах, опыты прове дены с F. luculenta luculenta – второстепенным переносчиком. Предположена низкая эффективность этой блохи как переносчика чумы в Забайкалье (Феок тистов и др., 1974) и Монголии (Цэрэнноров,1999). Однако в период послед ней эпизоотии в Забайкальском очаге в 1970 г. культуры чумного микроба изолировали от блох F. luculenta luculenta, снятых с даурских сусликов, а также добытых из их гнезд и входов нор (Вершинин, 1993).
Особенности взаимоотношений с чумным микробом изучали у F. lucu lenta luculenta двух популяций, с учетом алиментарной активности и смерт ности блох. Исследуемые культуры насекомых получены от особей из Забай кальского очага (Забайкальская популяция) и неочаговой по чуме территории (Ольхонская популяция). Инфицировали блох типичными для Забайкальско го природного очага штаммами чумного микроба. Формирование бактери альных «глыбок» наблюдали у блох обеих популяций.
Зарегистрирована эффективная трансмиссия возбудителя чумы блохами F. luculenta luculenta обеих популяций. Это произошло при первой подкормке имаго с исходной зараженностью 100 %, что подтверждено бактериологиче ским методом. В большинстве случаев факты передачи микроба животным установлены серологическим методом (в системе РПГА-РНАг). Частота пе редачи возбудителя чумы смешанными группами блох (самки и самцы) из Забайкалья равнялась 30-40 %. Самки Ольхонской популяции передали мик роб 5 белым мышам из 14 (35,7 %), самцы – 11 из 14 (78,6 %), что, вероятно, обусловлено более высокой частотой формирования «глыбок» у самцов. По ловые различия в передаче микроба блохами достоверны (t=2,3, P0,05).
По результатам однофакторного дисперсионного анализа алиментарная активность выше у «ольхонских» особей (F=4,34, P0,05), а частота гибели у «забайкальских» (F=6,47, P0,05). У самцов обеих популяций эти показатели выше, чем у самок (F=21,68, P0,001 и F=14,23, P0,001).
Опыты показали, что F. luculenta luculenta как из Забайкальского при родного очага, так и неочаговой территории могут осуществлять трансмис сию возбудителя чумы белым мышам (Bazanova et al., 2006). Возможна эф фективная передача чумного микроба «неблокированными» блохами этого вида (с генерализацией инфекции у грызунов), которая, по мнению некото рых исследователей (Eisen et al., 2006, 2007;
Wilder et al., 2008), способствует быстрому распространению возбудителя на ранней стадии заражения насе комых. Кроме того, у F. luculenta luculenta Ольхонской популяции актив ность кровососания выше, а смертность ниже, чем у имаго из Забайкалья, что может обусловить векторный потенциал блох с неочаговой территории.
Известно, что в одном природном очаге чумы могут обитать блохи – пе реносчики, относящиеся к разным популяциям, подвидам и видам (Лабунец, 1968;
Голубинский и др., 1987;
Князева, 1987;
Князева и др., 1989). Факты возможной гибридизации отдельных подвидов (Лабунец, 1968;
Золотова, Ис ханова, 1979;
Якунин, Куницкая, 1992;
Никитин, Нечаева, 1992;
Ye R., 1997;