CC BY
96
50
ВЕСНІК МДПУ імя І. П. ШАМЯКІНА
УДК 576.895.421
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ПРЕССА НА СОСТОЯНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ ИКСОДОВЫХ КЛЕЩЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ ЛАНДШАФТНО-РЕКРЕАЦИОННЫХ ЗОН г. МИНСКА
И. А. Федорова
магистр биологических наук, аспирант лаборатории паразитологии ГНПО «Научно-практический центр НАН Беларуси по биоресурсам».
Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент, заместитель генерального директора по научной и инновационной работе Е. И. Бычкова
В различных ландшафтно-рекреационных зонах г. Минска зарегистрировано обитание 2 видов иксодовых клещей - Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) и Dermacentor reticulatm (Fabrcius, 1794). Установлено, что на территории города доминирует Ixodes ricinus (92,9%). В результате изучения изменчивости митохондриального генома у анализируемых клещей рода Ixodes не обнаружено гибридных форм. Желтогорлая мышь и рыжая полевка являются основными прокормителями преимагинальных стадий иксодид на исследуемых территориях. Самый высокий показатель бактериофорности иксодовых клещей (26%) был отмечен в лесопарках с низкой рекреационной нагрузкой (25-30 чел./га).
Введение
В последние годы во многих европейских странах учеными отмечается рост численности иксодовых клещей не только в естественных биоценозах, но и на территориях урболандшафтов. Иксодиды представляют значительную опасность для людей, так как они являются переносчиками и хранителями различных видов патогенных микроорганизмов, в том числе и возбудителей клещевого боррелиоза [1]. Показатели заболеваемости населения болезнью Лайма на территории Беларуси имеют выраженную тенденцию к ежегодному росту [2]. Наиболее неблагополучными регионами по заболеваемости населения являются Брестская, Минская области и г. Минск. Только в г. Минске и Минской области ежегодно регистрируется более 5 тыс. человек, пострадавших от укусов клещей. В городской черте иксодовые клещи встречаются практически повсюду, где есть древесно-кустарниковая растительность, и, в основном, это зеленая зона городов. Наибольшую рекреационную ценность для населения имеют благоустроенные ландшафтно-рекреационные территории - парки, лесопарки, скверы, бульвары и т. д. Обустройство различных зон отдыха, искусственных насаждений способствует образованию оптимальной среды для существования отдельных видов иксодовых клещей и возникновения очагов их повышенной численности в населенных пунктах. Это приводит к угрозе распространения Лайм-боррелиоза среди населения на территории городов. Исходя из вышесказанного, проведение исследований видового состава и численности иксодовых клещей на территории ландшафтнорекреационных зон городов является актуальным и имеет важное не только теоретическое, но и практическое значение.
Материалы и методы. Исследования осуществлялись в период с 2009 по 2011 гг. на территории ландшафтно-рекреационных зон г. Минска. Сбор клещей проводили на флаг, протягивая его по растительности, осматривая каждые 10 м с последующим пересчетом количества собранных клещей на флаго/км. Видовая идентификация клещей рода Ixodes осуществлялась методом ПЦР с помощью маркера к району внутреннего транскрибируемого спейсера 2, разработанным в лаборатории паразитологии ГНПО «НПЦ НАН Беларуси по биоресурсам». Бактериологическое исследование клещей на наличие боррелий было проведено методом темнопольной микроскопии и непрямой иммунофлюоресценции в ГУ «Республиканский научнопрактический центр эпидемиологии и микробиологии».
Согласно карте функционального зонирования г. Минска все исследуемые территории были дифференцированы по степени рекреационной нагрузки на 4 ландшафтно-рекреационные зоны (ЛР-1 - парки с высокими рекреационными нагрузками (100 чел./га.); ЛР-2 - парки со средними и низкими рекреационными нагрузками (50 чел./га); ЛР-3 - лесопарк с низкими
БІЯЛАГІЧНЫЯ НАВУКІ
51
рекреационными нагрузками (25-30 чел./га); ЛР-4 - особо охраняемые природные территории и объекты (нагрузка определяется в каждом конкретном случае в зависимости от экологической устойчивости биоты) [3]. Парки, относящиеся к ЛР-1 зоне, представляют собой, в большинстве случаев, лесные массивы или насаждения. Данные территории характеризуются отсутствием яруса подлеска, который в лесонасаждениях является важным компонентом как элемент биологического разнообразия, кормовой ресурс для животных и птиц. Кроме того, из-за высокой посещаемости людьми, а также кошения, травяно-кустарничковый ярус практически не развит. Лесная подстилка в этих парках, как правило, либо отсутствует, либо имеет высокую выбитость, в связи с тем что данные территории имеют очень большую рекреационную нагрузку. Для обитания и развития иксодовых клещей эти территории являются неблагоприятными: в них отсутствует хорошо развитая подстилка, необходимая для зимующих стадий иксодид. Кроме того, высокая степень благоустройства парка (бетонные дорожки, покошенные газоны) уменьшает возможность встречи голодных фаз клещей с прокормителями. Парки со средними и низками рекреационными нагрузками (ЛР-2) включают, в основном, суходольные и пойменные луга, а также древеснокустарниковую растительность вблизи рек и водоемов. На территории данных парков хорошо развит травяной ярус, его покрытие на некоторых территориях превышает 50%. В большинстве своем преобладают злаки (мятлик, пырей, вейник, полевица). К ЛР-3 группе относятся лесопарки с низкими рекреационными нагрузками. Чаще всего это неблагоустроенные или частично благоустроенные территории природного комплекса, которые в силу разрастания города были включены в его черту и в настоящее время являются активно посещаемыми зонами отдыха для населения крупных микрорайонов. В связи с тем что в пределах городской черты лесопарки представляют собой часть естественных лесных биоценозов, условия для обитания в них клещей являются наиболее благоприятными. Во-первых, это крупные лесные массивы с хорошо развитым древостоем, который создает микроклиматические условия, необходимые для нормального онтогенеза всех фаз иксодовых клещей (температура, влажность и др.). Во-вторых, ежегодное накопление опада создает мощную лесную подстилку, которая защищает поверхностные слои почвы от пересыхания и эрозии и является аккумулятором влаги, местом обитания многочисленных беспозвоночных. В ельниках, сосняках, березняках и сероольшаниках лесов и лесопарков города толщина лесной подстилки в среднем превышает 1 см. Сытые самки клещей откладывают яйца в лесную подстилку, которая предохраняет их от высыхания в летне-осеннее время и вымерзания в зимний периоды года. В-третьих, хорошо развитый ярус подлеска - травяно-кустарничковый -создают оптимальные условия для обитания мелких млекопитающих и птиц, которые являются основными прокормителями преимагинальных стадий иксодид. Кроме того, подобные территории используются населением в качестве зон отдыха, а это приводит к накоплению бытовых и пищевых отходов, которые активно используют мелкие млекопитающие для построения гнезд и питания.
Кроме городских парков, иногда в черту города могут входить особо охраняемые территории и объекты (ЛР-4). Это участки зеленой зоны с уникальными, эталонными или иными ценными природными комплексами и объектами, имеющими особое экологическое, научное и (или) эстетическое значение, в отношении которых установлен особый режим охраны и использования. Особенностью вертикальной структуры данных биоценозов является наличие всех ярусов (за редким исключением). Соответственно, существует ряд вышеизложенных условий для размножения и развития иксодовых клещей.
Для установления значимости различных видов мышевидных грызунов в поддержании численности преимагинальных стадий иксодид в каждой из ландшафтно-рекреационных зон г. Минска в местах с высокой плотностью микропопуляций имаго иксодовых клещей были проведены учеты численности данной группы мелких млекопитающих. В ЛР-1 зоне отлов мелких млекопитающих проводился на территории парка «50-летия Октября», в ЛР-2 зоне -в Лошицком парке, в ЛР-3 - в физкультурно-оздоровительном парке «Дрозды» и в зоне ЛР-4 -в Центральном ботаническом саду. Отлов мелких млекопитающих осуществляли плашками «Геро» с последующим пересчетом пойманных зверьков на 100 ловушко-суток. Линии ловушек осматривались один раз в сутки. Клещей, собранных на флаг и с грызунов, фиксировали 96% спиртом.
Всего при проведении исследований пройдено 312 км маршрутов сбора на флаг, отработано 900 ловушко-суток, отловлено более 200 мелких млекопитающих, собрано 354 экземпляра иксодовых клещей.
52
ВЕСНІК МДПУ імя І. П. ШАМЯКІНА
Результаты исследования и их обсуждение
По результатам исследований установлено, что в ландшафтно-рекреационных зонах г. Минска обитает 2 вида иксодовых клещей - Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) и Dermacentor reticulatus (Fabrcius, 1794). В результате изучения изменчивости митохондриального генома у анализируемых клещей рода Ixodes оказалось, что все исследованные клещи, собранные на территориях ландшафтно-рекреационных зон города Минска, относятся к виду I. ricinus. При этом I. ricinus доминировал во всех сборах (92,9% от общего количества собранных клещей).
I. ricinus регистрировался в каждой из ландшафтно-рекреационных зон. Выявлены достоверные зональные различия (р < 0,05) в относительной численности данного вида иксодид с максимальными значениями данного показателя в ЛР-3 зоне (3,13 экз. на флаго/км). Высокая численность иксодовых клещей в ЛР-3 зоне, скорее всего, связана с тем, что данные территории не несут основной рекреационной нагрузки и здесь не проводятся специальные меры по борьбе с клещами (кошение травы, уборка валежника, акарицидные обработки и т. д.). Для образования стабильной популяции клещей необходимо присутствие хорошо развитой подстилки, где происходит метаморфоз и зимовка различных стадий иксодид. В лесопарках с низкой рекреационной нагрузкой хорошо развит кустарниковый ярус, где происходит ежегодное накопление опада и создаются благоприятные условия для обитания клещей [4].
При сравнении значений показателя относительной численности I. ricinus в зоне ЛР-2 и в зоне ЛР-4 не выявлено достоверных различий (р = 0,75) между ними, что, на наш взгляд, обусловлено тем, что данные зоны характеризуются схожей экологической емкостью для данного вида членистоногих.
Минимальные значения показателя относительной численности I. ricinus отмечены для зоны ЛР-1 (0,5 экз. на флаго/км). Данная ландшафтно-рекреационная зона характеризуется высокой степенью рекреационной нагрузки и низкой экологической емкостью в отношении иксодовых клещей. Все это обусловливает низкую численность данного вида членистоногих (рисунок).
о
и
03
-©н
03
К
со
*
(?)
3.5 3
2.5 2
1.5 1
0,5
0
Ж'Л
><♦1 У
ЛР-1
ЛР-2 ЛР-3
ЛР-4
ландшафтно-рекреационные зоны
И I. ricinus И D. reticulatus
Рисунок - Распределение иксодовых клещей на территории ландшафтно-рекреационных зон г. Минска
D. reticulatus был зарегистрирован только в ЛР-2 зоне со средней относительной численностью 1,7 экз. на флаго/км. Вероятно, это обусловлено тем, что зона ЛР-2 зона характеризуется наличием открытых биотопов, наиболее характерных для обитания D. reticulatus. Несмотря на существующее предположение о том, что D. reticulatus не участвует в передаче возбудителей клещевого боррелиоза, а является лишь его хранителем, нельзя однозначно исключить этот вид иксодид при рассмотрении трансмиссии клещевых инфекций на территории города.
Методом темнопольной микроскопии и непрямой иммунофлюоресценции были проведены исследования собранных из различных ландшафтно-рекреационных зон г. Минска клещей I. ricinus на наличие боррелий (таблица 1).
БІЯЛАГІЧНЫЯ НАВУКІ
53
Таблица 1 - Показатель бактериофорности исследуемых клещей (I. ricinus) на территории различных ландшафтно-рекреационных зон г. Минска
Ландшафтно-рекреационная зона Показатель бактериофорности (%)
ЛР-1 0
ЛР-2 2
ЛР-3 26
ЛР-4 5
Выявлены зональные различия в бактериофорности клещей. Как видно из таблицы, максимальные значения показателя бактериофорности отмечены для ЛР-3 зоны (26%), минимальные -для зоны ЛР-1 (0%). В исследуемых клещах были обнаружены спирохеты рода Borrelia sp s. l.
В половом соотношении особей в популяции иксодид во всех ландшафтно-рекреационных зонах г. Минска преобладали самки (79,8% от общего числа собранных клещей). Однако боррелии чаще регистрировались в самцах, собранных на территории г. Минска. В результате полученных данных в г. Минске в 24% исследуемых самцов и в 10,5% самок были обнаружены возбудители клещевого боррелиоза (р = 0,03). Этот факт представляет особый интерес для эпидемиологии Лайм-боррелиоза на изучаемых территориях, так как в литературных источниках встречается информация о том, что боррелиями наиболее часто заражены самки и нимфы клещей I. ricinus (Rauter, Hartung, 2005).
Одним из факторов, определяющих высокую плотность микропопуляций иксодовых клещей и зараженность их боррелиями, является видовой состав и численность прокормителей личиночных стадий иксодид. Литературные данные свидетельствуют о том, что в поддержании их относительной численности участвуют мышевидные грызуны (Арзамасов, 1961; Савицкий, Мишаева, Цвирко, 2002; Ефремова, Якович, 2008). На основании многолетних наблюдений И. Т. Арзамасова (1961) за динамикой зараженности мышевидных грызунов преимагинальными стадиями I. ricinus в Беловежской пуще им сделан вывод о том, что, несмотря на невысокую относительную численность преимагинальных фаз I. ricinus у мышевидных грызунов, данная группа млекопитающих занимает одно из ведущих мест в прокормлении личинок и нимф данного вида клещей в силу своего широкого распространения на территории Беларуси и высокой плотности их популяций. Результаты проведенных нами исследований показали, что в поддержании численности преимагинальных стадий иксодид в ландшафтно-рекреационных зонах г. Минска участвует 5 видов мышевидных грызунов (таблица 2).
Таблица 2 - Видовой состав мышевидных грызунов и зараженность их иксодовыми клещами на территории ландшафтно-рекреационных зон г. Минска
Ландшафтнорекреационная зона Вид грызуна ИД, % ИО иксодид
ЛР-1 Полевая мышь 63,4 -
Желтогорлая мышь 36,6 0,03
ЛР-2 Рыжая полевка 59,1 0,02
Обыкновенная полевка 8,3 -
Полевая мышь 6,4 -
Желтогорлая мышь 26,2 -
ЛР-3 Рыжая полевка 24,1 2,2
Желтогорлая мышь 71,3 0,86
Лесная мышь 4,6 -
ЛР-4 Желтогорлая мышь 45,1 0,1
Полевая мышь 53,1 0,05
Лесная мышь 0,7 -
Обыкновенная полевка 1,1 -
Максимальное видовое разнообразие данной группы млекопитающих отмечено в ЛР-2 и ЛР-4. Видовой состав грызунов представлен двумя экологическими группами: виды открытых пространств (обыкновенная полевка и полевая мышь) и виды лесных биоценозов (рыжая полевка и желтогорлая мышь). По численности в зоне ЛР-2 доминировала рыжая полевка (ИД-59,1), субдоминантом являлась желтогорлая мышь (ИД-26,2). В зоне ЛР-4 доминирующий комплекс мышевидных грызунов представлен желтогорлой и полевой мышью (ИД-45,1 и 53,1 соответственно).
54
ВЕСНІК МДПУ імя І. П. ШАМЯКІНА
Как видно из таблицы, в зоне ЛР-2 все отловленные грызуны оказались свободными от личиночных стадий иксодид, а в зоне ЛР-4 основная роль в поддержании численности преимагинальных стадий I. ricinus принадлежит желтогорлой мыши (ИО-0,1). В зоне ЛР-3 по численности доминировала желтогорлая мышь (ИД-71,3), субдоминантом являлась рыжая полевка (ИД-24,1), однако основная роль в прокормлении личинок и нимф иксодовых клещей принадлежит рыжей полевке (ИО-2,2). Анализ полученных материалов показал, что значимость различных видов прокормителей в поддержании высокой численности преимагинальных стадий иксодид в большей степени зависит от степени зараженности их личиночными стадиями иксодид.
Полученные данные имеют важное практическое значение: в годы глубокой депрессии численности мышевидных грызунов интенсивность заражения личинками клещей изменяется, главным образом, среди основных хозяев личиночной фазы. Заражение второстепенных хозяев остается почти неизменным или изменяется незначительно. При ежегодных наблюдениях за численностью наиболее предпочитаемых хозяев личинок иксодовых клещей можно составлять прогноз на несколько лет вперед о возможном резком увеличении численности взрослых клещей и предпринимать соответствующие меры по предотвращению подобных вспышек.
Выводы
Таким образом, в результате проведенных исследований на территории ландшафтнорекреационных зон г. Минска обнаружено 2 вида иксодовых клещей - Ixodes ricinus и Dermacentor reticulatus. Установлена генетическая однородность популяций клещей рода Ixodes. Все исследованные клещи были идентифицированы как I. ricinus. I. ricinus встречается во всех ландшафтнорекреационных зонах города, в то время как D. reticulatus лишь в ЛР-2 зоне. Основную роль в прокормлении преимагинальных стадий иксодид играют рыжая полевка (ИД-24,1, ИО-2,2) и желтогорлая мышь (ИД-71,3, ИО-0,89). Выделена наиболее опасная в отношении иксодовых клещей и клещевого боррелиоза ландшафтно-рекреационная зона - лесопарки с низкой рекреационной нагрузкой (25-30 чел./га), где отмечены самые высокие значения показателя бактериофорности (26%) иксодовых клещей. Поскольку на многих территориях, относящихся к этой зоне, не проводятся специальные меры по борьбе с клещами (кошение травы, уборка валежника, акарицидные обработки и т. д.), то наличие высокой относительной численности иксодовых клещей в сочетании с высокой степенью зараженности их боррелиями представляет серьезную опасность в формировании в этой зоне устойчивых очагов иксодового клещевого боррелиоза.
Перечень принятых в статье сокращений
ЛР - ландшафтно-рекреационная зона
ИО - индекс обилия паразитов
ИД - индекс доминирования грызуна
Литература
1. Акимов, И. А. Иксодовые клещи г. Киева - урбозоологические и эпизоотологические аспекты / И. А. Акимов, И. В. Небогаткин // Вестник зоологии. - 2002. - № 36. - С. 91-95.
2. Карабан, И. А. Эпидемиология клещевого энцефалита и болезни Лайма в Республике Беларусь за 1998-2007 годы / И. А. Карабан [и др.] // ЭпиНорт. - 2009. - № 2. - С. 48-57.
3. Генеральный план города Минска с прилегающими территориями в пределах перспективной городской черты / А. Н. Колонтай [и др.] ; под общ. ред. А. Н. Колонтай. - Минск : Новик, 2004. - 254 с.
4. Романенко, В. Н. Экологические условия обитания таежного клеща на территории крупного города / В. Н. Романенко // Экология, биоразнообразие и значение кровососущих насекомых и клещей экосистем России : материалы науч.-прак. конф., Великий Новгород, 27-29 мая 2002 г. / НовГУ им. Ярослава Мудрого ; редкол.: Н. Н. Максимюк [и др.]. - Великий Новгород, 2002. - С. 108-110.
Symmary
It is reported that two types of Ixodes ticks - Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) and Dermacentor reticulatus (Fabrcius, 1794) - are inhabiting various landscape and recreational areas in Minsk. It is established that Ixodes ricinus (92,9%) is dominating in the city. In the result of variability study of mitochondrial genome in the genus of analyzed Ixodes ticks, hybrids were not found. Apodemus flavicollis and Myodes glareolus are the main hosts of ixodid nymphal and larval stages on the studied areas. The highest rate of ticks infected with Borrelia (26%) was observed in the woodlands of low recreational load (25-30 persons / he).
Поступила в редакцию 09.01.12.
