изучение хромосомной изменчивости в популяции комаров рода anofeles на территории курской области

Введение
Актуальность проблемы исследования. Малярия – это комплекс
инфекционных патологий, имеющий трансмиссивный характер, то есть
передаваемое при укусе комара.
Переносчиком данного заболевания являются комары рода Anopheles.
Возбудителем малярии является несколько видов простейших рода
Plasmodium.
В момент протекания болезни характерны различные клинические формы
лихорадки, анемии, озноба, а также сильное повышение температуры и
обильное выделение пота. Тропическая малярия является одной из самых
важных заболеваний в мире. Ежегодно происходит заражение более 400
миллионов лиц, из которых около миллиона умирает.
2
Заболевание наносит серьезный экономический ущерб в странах с
тропическим и субтропическим климатом, являясь, основной причиной
нетрудоспособности и смертности населения.
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Физико-географическое описание Курской области
Курская область расположена в центре Вост.-Европейской равнины. Входит
в Центральный федеральный округ. Граничит с Брянской, Орловской,
Липецкой, Воронежской и Белгородской областями, на западе области
проходит государственная граница с Украиной.
Площадь Курской области составляет 29,8 тыс. км2 (0,2% площади всей
Российской Федерации). Население по состоянию на конец 2017 года
составило 1183,9 тыс. чел. (0,8% от населения Российской Федерации).
Административным центром Курской области является город Курск. В
составе Курской области выделяют 28 административных районов, 10
городов (в т. ч. 5 областного подчинения), 22 поселка городского типа, 480
сельских администраций. Высшие органы исполнительной и
законодательной властей – Администрация и Законодательное Собрание
Курской области.
Курская область расположена на западных склонах среднерусской
возвышенности (высотой до 274 м над уровнем моря). Поверхность
представляет собой приподнятую полого-волнистую, слегка всхолмленную
равнину, сильно расчленённую глубоко вдающимися в неё широкими
древними речными долинами и множеством балок и оврагов .
Геологический фундамент региона образуют древние докембрийские
метаморфические породы Воронежской антиклизы (гранито-гнейсы,
кристаллические сланцы, железистые кварциты), на которых залегают
различные по составу и мощности пласты осадочных пород последующих
геологических периодов.
3
Курская область занимает центральную часть железорудной провинции
Курской магнитной аномалии – крупнейшего железорудного бассейна в
России на территории Курской, Белгородской и Орловской областей.
Наиболее крупное месторождение на территории Курской области –
Михайловское, из других разведанных месторождений железных руд
выделяются Курбакинское, Дичнянско-Реутецкое, ЛевТолстовское,
Щигровское и Западно-Остаповское.
Руды этих месторождений комплексные: имеются примеси золота, титана,
вольфрама, циркония, никеля и др. Среди месторождений нерудного сырья
Курской области выделяются месторождения мела, глин, кварцевого песка,
мергелей и песчаника. В пределах Курско-Щигровского бассейна имеются
промышленные запасы фосфоритов .
Климат Курской области – умеренно-континентальный. Средняя температура
июля +19,3°С, января –8,6°С. Среднегодовое количество осадков 500–630
мм.
Реки Курской области многочисленны, но невелики, большинство относится
к бассейну Днепра (Сейм и Псёл с притоками) и Дона (верховья рек Оскол,
Олым, Тим, Кшень и др.) .
1.2. Биология и экология Anopheles
Переносчиками всех человеческих плазмодиев, а также и плазмодиев
обезьяны, являются комары рода Anopheles (триба Аnоphelini: подсемейство
Culicinae: семейство комаров Culicidae; секция длинноусых, Nematocera;
подотряд прямощовных, Orthorrhapha; отряд двукрылых, Diptera).
Переносчиками плазмодиев птиц являются комары трибы Culicini (Culex,
Aedes, Culisela) .
Род Anopheles включает 314 видов, распределенных по нескольким
подродам, из которых важнейшими являются Anopheles, Myzomyia и
Nyssorhmchus. Род Anopheles распространен во всех странах с теплым и
4
умеренным климатом, кроме Новой Зеландии, Полинезии и некоторых
других изолированных островов.
Подрод Anopheles (в узком смысле) встречается на всех континентах; подрод
Nyssorhinchus свойствен только Южной и Центральной – только Старому
Свету и доминирует в фауне Эфиопской и Ориентальной областей.
Малярийные комары представлены в СССР 10 видами из 2 подродов:
Anopheles и Myzomyia .
Самка Anopheles откладывает на воду яйца ладьеобоазной формы. Скорлупа
их образует оторочку, окаймляющую свободный край верхней поверхности
яйца, а у некоторых видов, кроме того, 2 боковых поплавка, которые
удерживают яйца в нормальном положении.
Яйца плавают на поверхности воды рыхлыми скоплениями. Развитие яиц при
обычной летней температуре в средней полосе длится 2—3 суток.
Личинки Anopheles отличаются от личинок других комаров отсутствием
дыхательной трубки; пара дыхательных отверстий находится на спинной
стороне 8-го членика брюшка и окружена стигмальной пластинкой,
поверхность которой не смачивается водой.
Волоски спинной стороны тела укорочены и частично превращены в органы
прикрепления к поверхностной пленке – пальмовидные волоски, волоски
брюшной стороны также укорочены, что позволяет личинке ползать как по
дну, так и по илу высыхающего водоема .
Обычно личинка подвешивается снизу к поверхности воды при помощи
стигмальной пластинки, плечевых лопастей и пальмовидных волосков и
удерживается силами поверхностного натяжения; длинные перистые волоски
по бокам груди и передних члеников брюшка способствуют удерживанию
личинки в горизонтальном положении. Строение и расположение волосков
головы и туловища используются как признаки, удобные для различия видов
Anopheles по их личинкам .
Личинки дышат атмосферным воздухом, поступающим через стигмы в
трахеи, и частично – растворенным в воде кислородом при помощи жабр.
5
Большую часть времени личинка Anopheles проводит на поверхности воды
(при этом она прикрепляется к растениям и другим предметам крючочками
хвостовых волосков последнего сегмента брюшка) и почти непрерывно
кормится, привлекая пищу ко рту быстрыми взмахами боковых щеток
верхней губы .
1.3. Цитогенетика малярийных комаров
В период с 2016-2017 г.г. Керимова Т.М. и Москаев А.В. провели
цитогенетическое исследование малярийных комаров в средней полосе
России. Для этого личинок малярийных комаров четвертого возраста
кюветами собирали с поверхности воды в исследуемом водоёме. В спиртуксусной смеси личинок фиксировали и через сутки фиксатор заменяли.
Состав фиксатора: 3 части 96% спирта; 1 часть ледяной уксусной кислоты.
Из слюнных желез личинок готовили препараты политенных хромом. При
анализе препаратов определяли видовую принадлежность, пол исследуемого
экземпляра и состав хромосомных перестроек, используя для определения
кариограммы видов .
Комаров An. Claviger Meigen, 1904 обитающих на данной территории по
литературным данным в работе обнаружено не было. Это связано с
экологическими предпочтениями личинок комаров An. claviger. Имаго этого
вида откладывают яйца в биотопы с более холодной водой, и редко
встречаются в типичных анофилогенных водоемах.
Во всех исследованных выборках доминировали малярийные комары
An. messeae (78,8-100%). В местообитаниях Тверской и Московской областей
выявлено два вида малярийных комаров: An. maculipennis s. s. и An. messeae.
Доля An. messeae в этих местообитаниях составляет не менее 98,2±0,7%. В
связи с тем, что на территории Тверской и Московской областей проходит
южная граница распространения An. beklemishevi, и численность его там
крайне низка, особей этого вида нами обнаружено не было .
6
В деревне Татьянино Ленинградской области найдены все три вида комаров
рода Anopheles. Отметим, что наблюдается высокая частота встречаемости
An. maculipennis s. s. – 20,5±3,5% в данном водоеме. По-видимому, это
связано с микробиотопическими характеристиками водоема, являющимся
местом выплода личинок. Рыборазводный пруд, в котором осуществлялся
сбор, имеет искусственное происхождение и находится рядом с жилыми
постройками человека и местами выпаса скота .
Эти условия особо благоприятны для комаров этого вида. Обнаружение An.
beklemishevi в этом водоеме закономерно, так как в Ленинградской области
находится центр его видового ареала. Низкая же численность личинок An.
beklemishevi определятся искусственным происхождением водоема и
условиями симпатрии. В выборке из поселка Шуя Прионежского района
Республики Карелия был идентифицирован только An. messeae .
Для ряда видов малярийных комаров характерна адаптивно значимая
хромосомная изменчивость. Один из типичных представителей
хромосомнополиморфных видов – An. messeae Falleroni, 1926 обладающий
высоким уровнем полиморфизма имеет огромный ареал. Его южная граница
проходит в Азии по Чуйской долине до Киргизского хребта и ИссыкКульской области Кыргизтана [1, с. 1124].
An. messeae распространен по территории северной и средней Европы, в
Белоруссии и на Украине, в Монголии и на северо-западе Китая. Северная
граница распространения в Европейской части России проходит чуть выше
города Беломорска Республики Карелия [3, с. 97]. Благодаря высокому
уровню хромосомной изменчивости An. messeae имеет столь широкий ареал .