№11 ноябрь 2022

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Теплолюбивые паразиты двинулись на север

Глобальное потепление климата заметно меняет ареалы живых организмов, причём это касается не только высших животных и растений, но и паразитов. В числе таких паразитов — круглые черви (нематоды). Эти гельминты, вызывающие опасные заболевания человека и животных — филяриозы, до недавних пор были широко распространены только в тропическом и субтропическом поясах, но теперь повсеместно встречаются в европейских странах, центральных и южных регионах европейской части России.

Самки малярийного комара видов Anopheles messeae оказались в числе тысячи заражённых, обнаруженных в ходе исследования биологами Томского государственного университета. Вид комаров Anopheles messeae относится к роду Малярийные комары, видовой группе Anopheles maculipennis и имеет очень обширный ареал. Он охватывает Европу и Северную Азию, Северо-Западный Китай и Северный Иран. Фото Юрия Юрченко, Институт систематики и экологии животных СО РАН.

Последние два-три десятилетия на север Евразии довольно быстро продвигаются нематоды рода Dirofilaria. Два вида этих паразитов вызывают заболевание дирофиляриоз: D. repens — подкожную форму, которая встречается чаще, и D. immitis — более опасную лёгочную форму. D. immitis может поселяться не только в лёгких, но и в сердце, иногда попадает в мозг. Сейчас лёгочная форма дирофиляриоза на территории России встречается в основном на юге. В Сибири до недавнего времени был известен всего один очаг этого заболевания — на Алтае, в то время как возбудитель подкожной формы (D. repens) распространён по Западной Сибири довольно широко. Однако с вторжением паразита на север Западной Сибири из-за возрастания среднегодовых температур распространение обеих форм дирофиляриоза может продолжиться. Ведь территория севера региона заболочена, летние температуры высокие, что создаёт благоприятные условия для размножения комаров. Комары же вместе с млекопитающими (кровью которых кормятся) участвуют в цепочке передачи заболевания.

Чтобы объективно оценить риски распространения дирофиляриоза в Западной Сибири, сотрудники Томского государственного университета (ТГУ) на протяжении нескольких лет изучали заражённость дирофиляриями природных популяций кровососущих комаров в различных зонах (от лесотундры до степи и лесостепи). Масштабные исследования охватили территорию от Рубцовска на юге до Лабытнанги (Ямало-Ненецкий автономный округ) на севере и от Кургана и Тюмени на западе до Тегульдета и Кемерова на востоке. Биологи обследовали 171 населённый пункт, изучили свыше 35 тысяч особей комаров.

Около 1000 самок оказались заражены дирофиляриозом. Большинство из них принадлежат к видам малярийных комаров Anopheles messeae и An. daciae. При этом сейчас дирофилярии совершенно обычны для большинства населённых пунктов Томской области. Исследования в Ханты-Мансийском автономном округе (ХМАО) обнаружили, что вид D. repens обитает вплоть до 62,5° с. ш. На сегодняшний день это наиболее северная находка не только в Западной Сибири, но и в России.

Чтобы оценить, как возбудитель способен адаптироваться к климатическим условиям Западной Сибири, исследователи провели несколько серий лабораторных экспериментов. Выяснилось, что дирофилярии D. repens устойчивы к охлаждению при -4°С в течение 18 часов (выживало около 30% популяции паразита). Этот факт говорит о том, что весенние и осенние кратковременные заморозки, характерные для западносибирского климата, не в состоянии остановить или нарушить развитие паразита. Его распространению способствует и удлинение времени межсезонья — весны и осени, так как он устойчив к температурам от 0°С до 14°С. При температуре 0°С микрофилярии (личинки паразита) в экспериментах выдерживали до двух суток без заметных потерь. Сотрудники ТГУ проанализировали данные и пришли к заключению, что по мере экспансии на север микрофилярии адаптировались сначала к высоким перепадам суточных температур в южных областях Западной Сибири и с продвижением на север — к пониженным температурам. Холодоустойчивость паразита выработалась в ходе отбора — гельминты перешли с непрерывного типа развития на дискретный (дробный), когда периоды умеренного и быстрого роста чередуются с короткими и длительными остановками.

К счастью, подавляющее большинство случаев заболевания человека в России дирофиляриозом — кожный дирофиляриоз, вызываемый D. repens. Опасные D. immitis обнаруживали с частотой не более 5%, преимущественно на правом берегу Оби. Большой очаг лёгочной дирофилярии радиусом около 40 км выявили в центральной части Томской области с центром в Колпашевском районе. Для Западной Сибири это второй очаг, первый известен свыше 30 лет, он находится в окрестностях Барнаула. Исследователи полагают, что очаг зародился и стал расширяться из Колпашева по окрестным поселениям при завозе паразита в организме служебных собак.

Длительное наблюдение (в течение 3—5 сезонов) модельных популяций малярийных комаров обнаружило некоторые особенности отношений паразит—хозяин. Так, например, в популяции комаров, поражённых паразитическим клещом, заражение комаров гельминтозами оказалось значительно ниже, чем в популяциях без паразитических клещей. Не исключено, что ведущим механизмом этого феномена выступает манипуляция клещей пищевым поведением комаров, включающая выбор прокормителей, то есть чью кровь комар предпочтёт испить. Возможно, подобная закономерность поможет уменьшить заражённость дирофиляриозом в популяциях комара, если начать искусственно разводить «комариных» клещей с последующим их введением в природные водоёмы.

Помимо этого было сделано значимое открытие: далеко не все особи комаров в популяции подвержены заражению личинками дирофилярий. Активнее заражаются индивидуумы с наиболее широко распространёнными генотипами. При этом комары, имеющие генетическую особенность в виде инверсии — поворота фрагмента хромосомы на 180°, практически не были заражены. Считается, что инверсии играют регуляторную роль, расширяя адаптационные возможности комаров. В данном случае они как будто изменяют пищевое поведение самок таким образом, чтобы они избегали заражённых животных.

Биологи ТГУ полагают, что экспансия паразита идёт в два этапа. Сначала в популяции комаров вселяется D. repens как более холодоустойчивый вид дирофилярий. Результатами своей жизнедеятельности он облегчает вторжение D. immitis — возбудителя лёгочного дирофиляриоза. Также две ступени адаптации наблюдаются и в отношении промежуточных хозяев: первоначально дирофилярии используют малярийных комаров для «выстраивания отношений» с окончательными хозяевами — животными (собаками), попутно обеспечивая повышение устойчивости паразита к иммунной системе комаров. Затем к распространению паразита подключаются обычные комары-кусаки рода Aedes, имеющие значительно более широкий спектр жертв нападения, среди которых оказывается и человек, благодаря чему и происходит увеличение числа заболеваний среди людей. В целом это приводит к окончательному «захвату» территорий паразитом и накоплению им сил для дальнейшего продвижения на север и восток. Отсюда напрашивается вывод, что для эффективной защиты людей от заражения необходимо прежде всего бороться с заражением дирофиляриозом собак и кошек — наиболее значимого звена в распространении возбудителя. Использование репеллентов против комаров в данном случае малоэффективно.

Томские исследователи построили сезонные и многолетние климатические модели, на основании которых они оценили перспективы дальнейшей адаптации дирофилярий в изучаемом регионе. Из этих моделей следует, что северной границей распространения дирофилярий может стать 64-я параллель (c. Берёзово, ХМАО) — до этой параллели популяции паразита способны поддерживать численность выше критической. Однако при дальнейшем потеплении граница может быть сдвинута на север.

По информации Томского государственного университета.

Другие статьи из рубрики «Вести из институтов, лабораторий, экспедиций»

Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее