О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛИЧИНОК ANISAKIS SIMPLEX И DIBOTHRIOCEPHALUS NIHONKAIENSIS ДЛЯ РАЗГРАНИЧЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ СТАД ГОРБУШИ ЮЖНОГО САХАЛИНА Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ПОПУЛЯЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ 597.5, 576.8 DOI: 10.36038/0234-2774-2023-24-4-34-44

О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛИЧИНОК ANISAKIS SIMPLEX И DIBOTHRIOCEPHALUS NIHONKAIENSIS ДЛЯ РАЗГРАНИЧЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ СТАД ГОРБУШИ ЮЖНОГО САХАЛИНА

© 2023 г. Е.В. Фролов (spin: 5874-9180), С.В. Новокрещённых (spin: 9381-1159)

Сахалинский филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (СахНИРО), Россия, Южно-Сахалинск, 693023

E-mail: [email protected]

Поступила в редакцию 20.03.2023 г.

В работе обозначена теоретическая возможность использования личинок Anisakis simplex и Dibothriocephalus nihonkaiensis в качестве биологических меток для разграничения локальных стад горбуши южного Сахалина. Установлены различия заражённости генераций горбуши чётных и нечётных лет. Выявлены различия заражённости япономорской и тихоокеанской локальных группировок рыб.

Ключевые слова: горбуша, Oncorhynchus gorbuscha, Dibothriocephalus nihonkaiensis pl., Anisakis simplex l., юго-восточный Сахалин, юго-западный Сахалин, Дальний Восток, япо-номорская локальная группировка, тихоокеанская локальная группировка.

ВОПРОСЫ РЫБОЛОВСТВА, 2023. Том 24. №4. С. 34-44 PROBLEMS OF FISHIRIES, 2023. Vol. 24. №4. P. 34-44

УДК

ВВЕДЕНИЕ

Дифференциация локальных стад горбуши ОпсогИупсИш gorbuscha Дальневосточного региона является одной из важнейших задач ихтиологических исследований. Для ёе реализации используются такие методы как морфобиоло-гический (изучение биологических показателей (Антонов, 2005; Кириллова и др., 2018; Пустовойт, 2022)), анализ склеритограмм (Иванова, 2003; Каев и др., 2020), исследование структуры темпоральных группировок (Каев, 2012). Широко применяется молекулярно-ге-нетический (Глубоковский и др., 1989; Животовский и др., 2013; Лапшина, 2023), методы отолитного маркирования (Стекольщикова 2015; Стекольщи-кова и др., 2018) и использование навесных меток (Каев, Рослый, 1987; Антонов и др., 2014). В качестве дополнительного метода для разграничения локальных

стад рыб используется и паразитологи-ческий метод. Для горбуши о. Сахалин подобные исследования предпринимались в 90-х гг. XX в. (Вялова и др., 1999). В результате исследований установлено, что между основными промысловыми районами южного Сахалина существуют различия в заражённости мускулатуры горбуши плероцеркоидами Dibothriocephalus nihonkaiensis и личинками Anisakis simplex. Для сравнения средних значений заражённости (И.О.) горбуши в основных рыбопромысловых районах юга Сахалина, авторы использовали параметрический критерий (коэффициент Стьюдента). Авторами, сделан вывод о том, что результаты исследований свидетельствуют в пользу концепции локальных стад горбуши.

В то же время, И.П. Муратов и Т.А. Семенова (1990) анализируя заражённость горбуши личинками D. nihonkaiensis в устье Амура и на севе-

ро-западном Сахалине, пришли к мнению, что эти плероцеркоиды не могут быть использованы в качестве индикаторов для разграничения локальных стад дальневосточных лососей.

Первой работой, в которой предприняты попытки использовать паразитов в качестве биологических меток, принято считать публикацию В. Херингтона (Herrington, 1939). Само понятие паразит-индикатор впервые фигурирует в работе Ю.Л. Мамаева с авторами (1959). В дальнейшем, идея о паразитах индикаторах широко поддерживается как отечественными (Мамаев и др., 1959; Ахмеров, 1963; Коновалов, 1967) так и зарубежными (Gibson, 1972; Moser, 1991; Mosquera et al., 2003; Mattiucci, 2006; Reed et al., 2012) исследователями и в течение XX в. формируется теория о паразитах индикаторах. Окончательно теория об использовании паразитов в качестве биологических меток формулируется к 2014 г. (Mackenzie et al., 2014) постулаты теории успешно применяются на практике (Ба-кай, 2021; Poblete et al., 2022).

Цель работы - оценить возможность использования Dibothriocephalus nihonkaiensis pl. и Anisakis simplex l. в качестве биологических меток для разграничения локальных стад горбуши Сахалина.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

В работе использованы материалы собранные сотрудниками лаборатории микробиологии паразитологии и генетики (ранее лаборатория болезней рыб). Использовались стандартные методы сбора и фиксации (Быховская-Павлов-ская, 1985).

За период исследований с 1992 по 2022 гг. неполным паразитологическим вскрытием обследовано 7457 экз. горбуши (табл. 1) выловленной в устьях рек юго-западного (Невельский, Холмский, Углегорский р-ны) и юго-восточного

Таблица 1. Объём паразитологических исследований горбуши Сахалина

Год ис-следований Район исследований/ количество рыб

юго-восточное побережье юго-западное побережье

1992 247 100

1993 244 229

1994 300 193

1995 239 244

1996 100 198

1997 168 100

1998 200 100

1999 300 120

2000 295 270

2001 250 100

2002 100 150

2003 150 *

2004 150 100

2005 150 *

2006 100 *

2007 99 *

2008 100 *

2009 50 *

2010 50 *

2011 25 *

2012 30 *

2013 130 *

2014 100 *

2015 75 *

2016 25 *

2018 51 *

2019 200 *

2020 25 *

2021 100 *

2022 100 *

Примечание: * - вскрытие не проводилось.

побережий Сахалина (Корсаковский, Долинский р-ны) (рис. 1).

При сравнении заражённости горбуши генерации чётных и нечётных лет объём обследованных рыб составил 3994 и 3463 особей соответственно.

Для разграничения япономорской и тихоокеанской локальных группировок горбуши сделано допущение, что вся рыба, выловленная с мая по середину июня, на юго-западном побережье острова является япономорской горбушей. Рыба, пойманная в июле-августе в зал. Мордвинова, относится к тихоокеанской локальной группировке (Гриценко, 1981; Каев, 2002).

При сравнении заражённости горбуши юго-западного и юго-восточного побережий использованы материалы, собранные с 1992 по 2004 гг., объём обследованных рыб составил 1904 и 4153 экз. соответственно (табл. 1).

Авторы принимали непосредственное участие в сборе и обработке материала с 2000 (Е.В. Фролов) и c 2018 (С.В. Новокрещённых) гг.

Для разграничения локальных группировок рыб c помощью биологических меток существует множество подходов: метод рандомизации (Manly, 1997), анализ частотного распределения (Rosza et al., 2000), непараметрический дискрими-нантный анализ (Henriquez et al., 2011), канонический многогранный анализ (Braicovich et al., 2012) и многие другие.

В нашей работе в соответствии с типом распределения (рис. 2), сравнивали средние значения с использованием непараметрического критерия Ман-на-Уитни.

Аналогичный тип распределения характерен для личинок A. simplex и D. nihonkaiensis у горбуши во всех районах исследования.

Рис. 2. Тип распределения Anisakis simplex l. за период исследований горбуши с 1992 по 2022 гг. на юго-восточном побережье (n=4153).

В работе использованы следующие сокращения:

l. - Larvae (личинка нематод) pl. - Pleroceroid (личинка цестод)

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ

Для использования паразита в качестве биологической метки в работе Мак-кензи (Mackenzie et al., 2014) обозначен ряд условий:

Паразит должен иметь значительно различающиеся уровни заражения хозяина в разных частях изучаемой территории (автор не указывает, об уровнях значимости различий цит.: The parasite should have significantly different levels of infection in the subject host in different parts of the study area).

Паразит должен сохраняться в хозяине в течение длительного периода времени, рекомендуется использовать паразитов с продолжительностью жизни более 1 года.

Рекомендуется использовать паразитов с жизненным циклом одного хозяина (рекомендация относится к половозрелым паразитам).

Уровень заражения должен оставаться достаточно постоянным из года в год. Пробы для исследования на наличие паразитов следует брать более чем за один сезон и в течение периода не менее 2 лет.

Паразит должен быть легко обнаружен и идентифицирован. Обследование хозяина должно включать минимальное рассечение, в противном случае время может стать ограничивающим фактором.

Следует избегать паразитов, которые являются серьёзными патогенами и/или влияют на поведение хозяина

Одним из наиболее важных требований, среди прочего, является пункт 4, постоянство регистрации биологических меток у хозяина. Цестоды Dibothriocephalus nihonkaiensis pl. и нематоды Anisakis simplex l. являются обычными паразитами лососевых рыб и регистрируются у горбуши ежегодно, на протяжении всего периода наблюдений. Динамика заражённости паразитами в разных районах исследования отличается (рис. 3, 3а, 4, 4а, 5, 5а, 6, 6а). Личин-

Рис. 3. Динамика заражённости горбуши юго-восточного побережья Сахалина личинками A. simplex.

25

20

15

ID

у 10

х 5

У = -0,0715х + 7,48: R2 = 0,0194

•

• •

• •

* V т т • * • • • • • * 9 t т • _•_

012345678 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Количество наблюдений

Рис. 3а. Автокорреляция заражённости горбуши юго-восточного побережья Сахалина личинками A. simplex.

ки сохраняются в хозяине на протяжении всего жизненного цикла, легко регистрируются, не являются серьёзными патогенами для горбуши и не влияют на поведение хозяина.

Личинки A. simplex D. и nihonkaiensis, удовлетворяют требованиям, предъявляемым к паразитам-индикаторам. Исследователи признают биологические различия для горбуши чётных и нечётных лет, а также наличие локальных стад нагуливающихся в разных районах (япономор-

ская и тихоокеанская горбуша) (Гриценко, 1981; Каев, 2002; Каев, Животовский, 2016). Проверка теории о биологических метках осуществлялась, опираясь на указанные выше утверждения.

Для оценки возможности использования паразитов в качестве биологических меток было проведено сравнение заражённости (индексов обилия) горбуши для генерации чётных и нечётных лет (табл. 2). Заражённость горбуши чётных и нечётных лет достоверно различается (ве-

Рис. 4. Динамика заражённости горбуши юго-восточного побережья Сахалина плероцеркои-дами D. nihonkaiensis.

• У = -0,0006х + 0,1365 R2 = 0,0037

• •

4 V • • TTt • •

• _ё

• • • • • • • • • • • •

012345678 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Количество наблюдений

Рис. 4а. Автокорреляция заражённости горбуши юго-восточного побережья Сахалина плеро-церкоидами D. nihonkaiensis.

Таблица 2. Среднемноголетняя заражённость горбуши A. simplex 1. и D. nihonkaiensis pl. чётных и нечётных лет в районах исследований

Район исследований юго-западное побережье юго-восточное побережье

Вид гельминта A. simplex 1. D. nihonkaiensis pl. A. simplex 1. D. nihonkaiensis pl.

Заражённость И.О.* m** И.О. m И.О. m И.О. m

Чётные годы 3,40 0,12 0,32 0,03 5,92 0,19 0,16 0,01

Нечётные годы 4,23 0,16 0,31 0,04 6,53 0,21 0,10 0,01

р*** 0,01 0,01 0,01 0,01

Примечание: *И.О. - среднее значение (индекс обилия); **т - стандартная ошибка; ***р - уровень значимости.

R2 = 0.1906

Год исследований

Рис. 5. Динамика заражённости горбуши юго-западного побережья Сахалина личинками A. simplex.

Рис. 5а. Автокорреляция заражённости горбуши юго-восточного побережья Сахалина личинками A. simplex.

роятность события 95%) в районах исследования.

Различие заражённости горбуши личинками A. simplex и D. nihonkaiensis чётных и нечётных лет позволяет перейти к сравнению индексов обилия инвазии (И.О.) рыб нагуливающихся в Японском море и Тихом океане (табл. 2). Так, заражённость япономорской горбуши личинками A. simplex составила 3,4 для генерации чётных лет и 4,23 для генерации нечётных лет против 5,29 и 6,53 соответственно (табл. 2). Значение U -

критерия 2,08х10-32 и 3,44х10-15 соответственно. Аналогичные различия наблюдались и в заражённости горбуши личинками П1ЪоШтюсерНа1из ткопка1епз1з. Заражённость япономорской горбуши личинками Б. тЪ.опка1епз1з р1. составила 0,32 для генерации чётных лет и 0,16 для генерации нечётных лет против 0,31 и 0,21 соответственно (табл. 2). Значение и - критерия 7,45х10-5 и 2,61х10-6. Заражённость этих локальных группировок по паразитологическим показателям также достоверно (р=0,01) различается.

Рис. 6. Динамика заражённости горбуши юго-западного побережья Сахалина плероцеркои-дами D. nihonkaiensis.

Рис. 6а. Автокорреляция заражённости горбуши юго-западного побережья Сахалина плеро-церкоидами D. nihonkaiensis.

Как отмечено рецензентом, статистический критерий Манна Уитни подвержен такому явлению как размер эффекта (effect size) - чем больше размеры выборок, тем проще найти между ними значимые различия. Данное обстоятельство подразумевает использование более сложных методов анализа (Manly, 1997; Rosza et al., 2000; Henriquez et al., 2011; Braicovich et al., 2012; Шипунов и др., 2012). В рамках настоящей работы обозначена теоретическая возможность использования личинок Anisakis simplex

и Dibothriocephalus nihonkaiensis в качестве биологических меток для разграничения локальных стад горбуши южного Сахалина.

ВЫВОДЫ

Проведённый анализ заражённости горбуши южного Сахалина личинками Anisakis simplex и Dibothriocephalus nihonkaiensis позволяет утверждать, что, не смотря на статистические значимые различия заражённости горбуши южного Сахалина биологическими

метками их использование для разграничения локальных стад горбуши южного Сахалина, носит теоретический характер и требует дальнейшего анализа, более сложными статистическими методами.

Благодарности

Авторы выражают благодарность всем сотрудникам лаборатории микробиологии, паразитологии и генетики (ранее лаборатория болезней рыб), которые участвовали в сборе материала. А также глубокую признательность Вя-ловой Галине Петровне за проведение мониторинговых ихтиопатологических исследований лососей и создание базы данных.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Антонов А.А. Биология и динамика численности горбуши зал. Анива (о. Сахалин): Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Владивосток: ТИНРО-центр, 2005. 23 с.

Антонов А.А., Буслов А.В., Брагина И.Ю. и др. Результаты мечения горбуши у юго-восточного побережья острова Сахалин в 2014 г. // Бюл. № 9 изучения тихоокеанских лососей на Дальнем Востоке. Владивосток. ТИНРО-центр. 2014. С. 154-157.

Ахмеров А.Х. Гельминты как биологический индикатор локальных стад амурских проходных лососей (Oncorhynchus) // Вопр. ихтиологии,1963. Т. 3. С. 536-555.

Бакай А.И. Сообщества паразитов как индикаторы экологии, внутривидовой и над-видовой структуры морских окуней рода Sebastes (Scorpaeniformes: Sebastidae) Атлантического и Северного Ледовитого океанов: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. Москва: ВНИРО, 2021. 48 с.

Быховская-Павловская И.Е. Паразиты рыб. Руководство по изучению. М.: Наука, 1985. 121 с.

Вялова Г.П., Иванова И.М., Стексова В.В.

и др. Горбуша Сахалино-Курильского регио-

на: дифференциация и популяционный состав морских скоплений // Сб. тр. СахНИРО. 1999. Т. 2. С. 52-58.

Глубоковский М.К., Животовский Л.А., Викторовский Р.М. Популяционная организация горбуши // Генетика. 1989. Т. 25. № 7. С. 1275-1285.

Гриценко О.Ф. О популяционной структуре горбуши Oncorhynchyз gorЪuзcha ^а1Ь) // Вопр. ихтиологии, 1981. Т. 21. Вып. 5. С. 787-799.

Животовский Л.А., Шайхаев Е.Г., Шитова М.В. Идентификация биологических образцов лососевых рыб по микросателлит-ным маркерам с использованием идентичного набора ПЦР-праймеров // Биол. моря, 2013. Т. 39. № 6. С. 459-466.

Иванова И.М. Видовой состав, биологическая структура и динамика уловов лососей рода Опсо^уп^из в прибрежье юго-западного Сахалина // Труды СахНИРО. 2003. Т. 5. С. 64-84.

Каев А.М., Рослый Ю.С. Мечение осенней кеты в лимане реки Амур // Рыбн. хозяйство. 1987. № 2. С. 21-23.

Каев А.М. Временная структура миграционного потока горбуши Опсо^уп^из gorЪuзcha в Охотское море // Изв. ТИНРО. 2002. Т. 130. № 3. С. 904-920.

Каев А.М. Темпоральная структура и некоторые вопросы динамики стада горбуши Ожо^уп^из gorЪuзcha (8а1шош4ае) // Вопр. ихтиологии, 2012. Т. 52. № 1. С. 62-71.

Каев А.М., Животовский Л.А. Новые данные к дискуссии о локальных и флюктуирующих стадах горбуши Ото^утЫз gorЪuзcha // Изв. ТИНРО. 2016. Т. 187. С. 122-144.

Каев А.М., Ромасенко Л.В., Каев Д.А. Сравнительная характеристика роста чешуи у горбуши из возвратов на острова Сахалин (юго-восточное побережье) и Итуруп в 2017 и 2018 гг. // Изв. ТИНРО. 2020. Т. 200. № 4. С. 809-818.

Кириллова Е.А., Кириллов П.А., Кузи-щин К.В. и др. Морфобиологическая разнока-чественность и особенности воспроизводства горбуши Ожо^уп^ш gorЪuзcha из двух рек

северо-востока острова Сахалин // Вопр. ихтиологии, 2018. Т. 58. № 6. С. 670-683.

Коновалов. С.М. Об использовании па-разитологических данных для разграничения локальных стад дальневосточных лососей // Паразитологический сб. ЗИН АН СССР. 1967. Т. 23. С. 236-249.

Лапшина А.Е. Генетические исследования тихоокеанских лососей в Сахалинской области: перспективы, приоритеты, наработки. / Отчет о НИР, СахНИРО, 2023. 70 с.

Мамаев Ю.Л., Парухин А.М., Баева О.М. и др. Гельминтофауна дальневосточных лососей в связи с вопросом о локальных стадах и путях миграции этих рыб // Владивосток: При-мориздат, 1959. 74 с.

Муратов И.В., Семенова И.В. Дифилло-ботриоз на Дальнем Востоке СССР // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 1990. Вып. 6. С. 54-58.

Пустовойт С.П. Морфометрическое изучение пространственной структуры азиатских популяций горбуши Oncorhynchus gorbuscha (Walbaum) // Рыбоводство и рыбное хозяйство, 2022. № 2. С. 124-137.

Стекольщикова М.Ю. Некоторые результаты мониторинга заводских стад горбуши зал. Анива (о. Сахалин) // Изв. ТИНРО. 2015. Т. 183. С. 51-60.

Стекольщикова М.Ю., Акиничева Е.Г., Костюченко К.М. Отолитное маркирование как инструмент изучения тихоокеанских лососей и управления их запасами // Тез. докл. науч. конф. г. Южно-Сахалинск, 2018. С. 32.

Шипунов А.Б., Балдин Е.М., Волкова П.А. и др. Наглядная статистика. Используем R. ДМК Пресс, 2012. 298 с.

Bishop Y., Margolis L. A statistical examination of Anisakis larvae (Nematoda) in herring (Clupea harengus) of the British Columbia coast // J. Fish. Res. Board Can. 1955. V. 12. P. 571-592.

Braicovich P.E., Luque J.L., Timi J.T. Geographical patterns of parasite infracommunities in the rough scad, Trachurus lathami Nichols, in the southwestern Atlantic Ocean // J. Parasitol. 2012. V. 98. № 4. P. 768-777.

Gibson D.I. Flounder Parasites as Biological Tags. // J. Fish Biology. 1972. V. 4. № 1. P. 1-9.

Herrington W. Observations on the life history, occurrence and distribution of the redfish parasite Sphyrion lumpi // U. S. Dept. Commerc. Bur. Fish. 1939. № 7855. P. 1-12.

Henriquez V.P., Gonzalez M.T., Licandeo R. et al. Metazoan parasite communities of rock cod Eleginops maclovinus along southern Chilean coast and their use as biological tags at a local spatial scale // J. Fish Biol. 2011. V. 79. № 7. P. 1851-1865.

MacKenzie K., Abaunza P. Parasites as Biological Tags. Stock Identification Methods // Amsterdam: Elsevier Academic Press, 2014. P. 185-203.

Manly B.F.J. Randomization, Bootstrap and Monte Carlo Methods in Biology, second ed. London: Chapman & Hall, 1997. 424 p.

Moser M. Parasites as biological tags. // Parasitology Today. 1991. V. 7. № 7. P. 182-185.

Mosquera J., Decastro M., Gómez-Gesteira M. Parasites as Biological Tags of Fish Populations: Advantages and Limitations // Theoretical Biology. 2003. V. 8. № 1. P. 69-91.

Mattiucci S. Parasites as biological tags in population studies of demersal and pelagic fish species // Parassitologia. 2006. V. 48. P. 23-25.

Niklitschek E.J., Secor D.H., Toledo P. et al. Segregation of SE Pacific and SW Atlantic southern blue whiting stocks: integrating evidence from complementary otolith microchemistry and parasite assemblage approaches // Environ. Biol. Fishes. 2010. V. 89. P. 399-413.

Poblete L.G., Saavedra J.C., Céspedes R. et al. Parasites of Merluccius australis as biological tags to determine the hake ecological stocks in the sea channels of Chilean Patagonia // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2022. V. 278. P. 108-117.

Reed C., Mackenzie K., Van der Lingen C.D. Parasites of South African sardines, Sardinops sagax, and an assessment of their potential as biological tags // Bulletin-European Association of Fish Pathologists. 2012. V. 32. № 2. P. 41-48.

Rosza L., Reiczigel J., Majoros G. Quantifying parasites in samples of hosts. J. Parasitol. 2000. V. 86. № 2. P. 228-232.

POPULATION BIOLOGY

ON THE POSSIBILITY OF USING THE LARVAE OF DIBOTHRIOCEPHALUS NIHONKAIENSIS AND ANISAKIS SIMPLEX TO DIFFERENTIATE LOCAL UNIT OF STOCK OF PINK SALMON OF SOUTHERN SAKHALIN

© 2023 y. E.V. Frolov, S.V. Novokrestennykh

Sakhalin branch of the Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography, Russia, Yuzhno-Sakhalinsk, 693023

The paper identifies the theoretical possibility of using larvae of Anisakis simplex and Dibothriocephalus nihonkaiensis as biological tags for distinguishing local pink salmon herds of southern Sakhalin. Differences in the infestation of pink salmon generations of even and odd years have been established. The differences in the infection of the Japanese-Sea and Pacific local groups of fish were revealed.

Keywords: pink salmon, Oncorhynchus gorbuscha, Dibothriocephalus nihonkaiensis pl., Anisakis simplex l., southeastern Sakhalin, southwestern Sakhalin, Far East, Japanese-Sea local grouping, Pacific local grouping.