Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Кровососущие членистоногие в антропобиоценозах: эпидемиологическое значение, факторы, влияющие на формирование состава и динамику численности (обзор литературы) 10
1.1. Синантропные кровососущие членистоногие и их значение для населения городов 10
1.2. Тенденции и вероятные причины изменения численности гематофагов в антропобиоценозах 15
1.3. Возможности изучения влияния среды на состояние популяций членистоногих на основе исследования их морфологической изменчивости 24
1.4. Проблемы и перспективы использования современных низкоперси-стентных пестицидов для борьбы с кровососущими членистоногими 30
Глава 2. Материалы и методы исследований 39
Глава 3. Особенности динамики численности и оценка состояния популяций таежного клеща 47
3.1. Динамика численности таежного клеща в пригородах Иркутска. .. 47
3.2. Использование морфологических особенностей клещей для выявления пространственной структуры их группировок и оценки влияния факторов среды 59
Глава 4. Динамика численности массовых видов синантропных кровососущих членистоногих в г. Иркутске 70
4.1. Кровососущие членистоногие на городских объектах 70
4.2. Динамика численности подвального комара 71
4.3. Динамика обилия блох 77
Глава 5. Пути повышения эффективности мероприятий неспецифической профилактики трансмиссивных инфекций 80
5.1. Исследование инсектоакарицидной активности химических соединений 80
5.2. Оптимизация региональных мероприятий по борьбе с имаго таежного клеща 87
Заключение 94
Выводы 99
Список использованной литературы 101
Приложение 128
- Синантропные кровососущие членистоногие и их значение для населения городов
- Динамика численности таежного клеща в пригородах Иркутска.
- Динамика численности подвального комара
Введение к работе
Актуальность проблемы. Процессы урбанизации и развития транспортной инфраструктуры сопровождаются повышенной миграцией людей, непреднамеренным и сознательным (биотерроризм) заносом на территорию крупных населенных пунктов возбудителей болезней. Все это, вкупе с наличием в городах условий для проявления, а в ряде случаев и укоренения инфекций, создает предпосылки для изменения эпидемиологических характеристик очагов трансмиссивных болезней. В частности, эпидемиологическая обстановка по клещевому энцефалиту в Иркутской области ухудшалась на протяжении почти тридцати лет (Злобин, Горин, 1996; Ботвинкин и др., 1998; Злобин и др., 2002; Данчинова, 2008). Причем основная часть заболеваний в настоящее время приходится на людей, подвергшихся нападению клещей в пригородах крупных городов, особенно жителей г. Иркутска. Заселенность объектов областного центра комарами и блохами остается крайне высокой (Никитин и др., 2006). На этом фоне появляются данные о выявлении у населения или животных антител к ранее неизвестным в регионе видам арбовирусов, что подтверждает их возможную циркуляцию на территории города и области (Андаев и др., 1997).
Теория оздоровления природных очагов инфекций признает членистоногих-переносчиков возбудителей болезней «слабым звеном» паразитарных систем, воздействие на которое обеспечивает наиболее радикальный и длительный противоэпизоотический эффект (Жовтый, Очиров, 1991). Следовательно, агрокультурные, санитарно-гигиенические, дезинсекционные мероприятия, направленные в своем действии в первую очередь на членистоногих, являются перспективным направлением санации городов. Вместе с тем на динамику численности и активности переносчиков влияет множество не только антропогенных, но и природных факторов. Дальнейшее развитие мер неспецифической профилактики требует выявления ключевых предикторов изменений численности популяций каждого из видов в отдельности, решения вопроса о целесообразности применения методов химической дезинсекции, поиска новых пестицидов для преодоления резистентности популяций, разработки способов минимизации вреда, наносимого окружающей среде при проведении дезинсекционных работ.
Цель исследования: выявить факторы изменения численности таежного клеща и других синантропных кровососущих членистоногих в антропобиоценозах Предбайкалья для совершенствования мер неспецифической профилактики трансмиссивных болезней человека.
Задачи:
-
Оценить влияние климатических и антропогенных факторов на изменение обилия таежного клеща в пригородах г. Иркутска.
-
Выявить видовой состав доминирующих на объектах г. Иркутска кровососущих насекомых, и факторы, определяющие динамику их численности.
-
Установить наличие субвидовой структурированности таежного клеща и оценить состояние популяций в различных районах Иркутской области с помощью фенетического анализа.
-
Исследовать инсектоакарицидные свойства соединений, относящихся к различным химическим классам.
-
Разработать подходы к совершенствованию мер борьбы химическими средствами с таежным клещом и другими кровососущими членистоногими.
Научная новизна. Впервые проведен комплексный анализ причин изменения состава и обилия массовых видов кровососущих членистоногих в г. Иркутске и пригородах. Предложен принципиально новый метод оценки длительности жизненного цикла таежного клеща путем анализа сходства особей по морфологическим особенностям. Уровень флуктуирующей асимметрии самок может служить индикатором состояния популяций таежного клеща. Дана оценка перспективности использования нескольких новых химических классов соединений в качестве инсектоакарицидов. Разработан способ расчета длительности сохранения акарицидного действия пестицидов на основе циперметрина, определяющий необходимость, кратность и сроки повторных обработок в зависимости от численности имаго на территории объекта. Данный подход учитывает экологические особенности объекта борьбы и позволяет минимизировать негативное воздействие дезинсекционных мероприятий на окружающую среду.
Теоретическая значимость. Полученные результаты могут использоваться для совершенствования подходов к разработке методов неспецифической профилактики трансмиссивных инфекций, способов оценки популяционных границ, выявления длительности жизненного цикла иксодовых клещей.
Практическая значимость. Работа проведена в рамках выполнения четырех научных тем Иркутского научно-исследовательского противочумного института Сибири и Дальнего Востока (№ ГР 0120.0511204, № ГР 0120.0511206, № ГР 0120.0215362, № ГР 0120.0806997), двух междисциплинарных интеграционных проектов СО РАН (№ 146, 2004 г. и № 54, 2006 г.), инновационного проекта Департамента инновационной деятельности, науки и высшей школы Иркутской области (№ 67-57-100/7 от 31.07.07), а также грантов РФФИ (№ 05-03-97202-р_байкал_а, 2005 г.) и Иркутского государственного университета (№ 111-02-000/8-11 от 15.07.08). На основании изучения предикторов изменения численности для каждого из видов дана оценка перспективности применения мер дезинсекции, намечены пути по совершенствованию приемов борьбы. Изучена инсектоакарицидная активность 57 новых соединений пяти химических классов, среди них выбраны наиболее перспективные для дальнейшей разработки эффективных пестицидов, пригодных для расширения схем ротации. Анализ особенностей проявления активности клещей в природных очагах клещевого энцефалита на севере и юге Иркутской области позволяет дифференцировать региональные меры борьбы с переносчиком при применении химических пестицидов. Материалы диссертации используются в учебном процессе Иркутского государственного университета, Иркутского государственного педагогического университета, курсах специализации врачей и лаборантов при Иркутском противочумном институте.
Апробация. Полученные результаты и основные положения работы обсуждались на конференциях, проводимых ФГУЗ ИркутскНИПЧИ Сибири и ДВ (2005-2009 гг.); Всероссийской конференции с международным участием «Синантропизация растений и животных» (Иркутск, 2007); научной конференции с международным участием «Актуальные вопросы региональной инфекционной патологии», посвященной 95-летию Института эпидемиологии и микробиологии НЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН, (Иркутск, 2007); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию ФГУН НИИ дезинфектологии Роспотребнадзора (Москва, 2008); Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 10-летию организации научных центров ВСНЦ СО РАМН «Человек: здоровье и экология» (Иркутск, 2008); научно-практической конференции с международным участием «Современные аспекты эпиднадзора и профилактики особо опасных и природно-очаговых инфекций», посвященной 75-летнему юбилею ФГУЗ ИркутскНИПЧИ Сибири и ДВ (Иркутск, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них 6 в журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных материалов кандидатских диссертаций.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа представляет рукопись объемом 142 страницы, состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 207 работ отечественных и 36 – иностранных авторов, приложения; иллюстрирована 9 рисунками, содержит 22 таблицы.
Положения, выносимые на защиту:
-
Рост численности таежного клеща в пригородах г. Иркутска определяется преимущественно трендом в изменении ряда климатических переменных, а также усилением антропогенной трансформации природных биотопов, прекращением использования для борьбы с иксодидами высокоперсистентных пестицидов.
-
Основной причиной изменения видового состава и численности массовых видов кровососущих насекомых в г. Иркутске является деятельность человека. С одной стороны, развитие транспортной инфраструктуры вызывает обогащение и выравнивание фауны отдельных городов РФ, ухудшение санитарно-гигиенического состояния объектов приводит к росту численности гематофагов. С другой стороны, мероприятия по истреблению представителей опасных видов значительно сокращают их обилие.
-
Ротация пестицидов, используемых для борьбы с членистоногими, является важным способом повышения эффективности дезинсекционных мероприятий. Вследствие этого необходим поиск новых инсектицидов и акарицидов, в том числе ранее не применявшихся химических классов.
-
Для обеспечения высокой эффективности мер неспецифической профилактики трансмиссивных болезней при использовании низкоперсистентных пестицидов значительное внимание необходимо уделять учету биологических особенностей объектов борьбы. В связи с этим актуально углубленное изучение экологии членистоногих, выявление признаков-маркеров состояния их популяций, совершенствование интегрированных методов защиты населения городов.
-
Фенотипическая изменчивость морфологических признаков таежного клеща может использоваться для выявления межпопуляционных различий и выделения внутрипопуляционных группировок, а также позволяет проводить мониторинг состояния популяций и оценку длительности жизненного цикла.
Личный вклад автора. Лабораторные исследования, сбор и анализ полевого материала, обобщение и интерпретация полученных результатов, подготовка материалов для докладов и публикаций проведены лично или при непосредственном участии автора.
Синантропные кровососущие членистоногие и их значение для населения городов
Кровососущие членистоногие города — сборная, выделяемая по критерию трофической специализации и вытекающей из неё эколого-эпидемиологической значимости, группа эктопаразитов человека и сопутствующих человеку животных, способная хотя бы часть жизненного цикла проводить в условиях города. В целом эктопаразиты города, будучи объектом исследования медицинской энтомологии, и её раздела — городской энтомологии (Ebeling, 1985), санитарной гигиены, дезинсектологии и других наук имеют достаточно высокую изученность, как в целом по России, так и в Восточной Сибири (Беклемишев, 1970; Дербенева-Ухова, 1974; Ващенок, 1988; Ромашева, 1993; Виноградова, 1997; Дремова, 2005; Никитин, Антонова, 2005; Плешанова, 2005; Алексеев, 2008). Однако высокая изменчивость эпидемиологической обстановки по трансмиссивным заболеваниям, процессы урбанизации и связанной с ней синантропизации обостряют проблему борьбы с эпидемиологически значимыми видами переносчиков болезней человека, требуют постоянного мониторинга, выявления факторов динамики численности членистоногих-гематофагов, совершенствования мероприятий неспецифической профилактики заболеваний.
Согласно Е.Н. Богдановой (2007) в настоящее время повысилось внимание населения и специалистов к таким факторам, как аллергическое и беспокоящее воздействие кровососущих членистоногих. Беспокоящее действие выражается в энтомофобиях, «антисанитарном и антиэстетическом» восприятии присутствия членистоногих, которые вызывают отвращение непосредственно актом кровососания, размерами и внешним видом особей, а также нередко наблюдающейся высокой численностью. Так, головные и лобковые вши (в отличие от платяной), строго говоря, не являются переносчиками никаких заболеваний (Gratz, 2005), но пораженность ими человека не воспринимается равнодушно. Аллергические реакции на укусы членистоногих становятся все более актуальной проблемой по мере роста загрязнения окружающей среды и связанного с ним угнетения общего состояния здоровья и иммунологического статуса населения (Цыркунов, 1989; Богданова, 2007). Однако это все же второстепенные факторы. Само изучение кровососущих членистоногих было «по-настоящему» начато в связи с открытием их эпидемиологического значения, обусловленного участием представителей видов в передаче и поддержании циркуляции большого количества возбудителей различных болезней человека и животных. На основе данных литературы (Жовтый и др., 1979; Алексеев, Кондрашова, 1985; Ниязова и др., 1985; Ро-машева, 1993; Коренберг, 1996; Виноградова, 1997; Маркович, 1997; Опарин и др., 1998; Чапоргина, 1998; Злобин, 1999; Yashina at al., 2000;Богомазова, 2000; Журина и др., 2000; Журина и др., 2001; Platonov, 2001; Очиров и др., 2002; Данчинова, 2003; Виноградова, 2004; Шувалова, 2005; Gratz, 2005; Данчинова, 2006; Богданова, 2007; Алексеев, 2008; Васильева и др., 2008; Козлова, 2008) в табл. 1 суммированы сведения по эпидемиологическому значению некоторых групп кровососущих членистоногих, встречающихся в столице Восточной Сибири. Представители перечисленных групп уже выявлены в г. Иркутске и его пригородах, а связанные с ними агенты либо также уже выявлены (мы не принимали во внимание экспериментальную зараженность), либо имеют большую вероятность оказаться интродуцированными на территорию Иркутской области.
Не все массовые виды синантропных членистоногих одинаково полно изучены в отношении их санитарно-гигиенического и эпидемиологического значения, особенно в региональном аспекте. Например, участие такого массового синантропного вида, как кошачья блоха Ctenocephalides felis, в циркуляции возбудителя чумы не общепризнано, но она является доказанным переносчиком Rickettsia typhi (Gratz, 2005).
Динамика численности таежного клеща в пригородах Иркутска
Анализ изменений численности /. persulcatus является составной частью программы мониторинга природноочаговых заболеваний человека. Мониторинг очагов клещевого энцефалита в Предбайкалье проводится с 1956 г., ас 1991 г. он сочетается с наблюдением за очагами иксодовых клещевых боррелиозов (Злобин, Горин, 1996; Короткое и др., 2007).
Динамика обилия преимаго. Для учета обилия преимагинальных фаз таежного клеща в точке многолетних наблюдений (район 43 км Байкальского тракта) в 2004-2008 гг. проведен отлов мелких животных давилками Геро. Всего за время учетов отловлено 100 мелких млекопитающих (22,2 % попадания на 100 ловушко-суток), одна птица p. Anthns (до вида не определена). Самыми многочисленными были обыкновенная бурозубка (Sorex aranens), красно-серая полевка (Clethrionomns rufocanus) и полевка-экономка {Microtiis oeconomus). Попадание этих видов животных в среднем на 100 ловушко-суток составляет 6,7; 6,4 и 6,7 % соответственно. Доля каждого вида в общем «улове» (2005 г. не учитывали, т.к. не было поймано ни одного зверька) доходила до 30 %, а всего на них пришлось около 90 % пойманных животных.
За время наблюдений со зверьков снято 305 экземпляров разных видов эктопаразитов, в том числе 79 личинок и 29 нимф таежного клеща (табл. 3). Среднегодовой за 5 лет индекс обилия личинок равен 0,78; индекс встречаемости, т.е. процент животных пораженных личинками — 27,7 %; для нимф эти показатели равны соответственно 0,29 и 11,9 %. За пять лет максимум обилия личинок, как и доли пораженных ими животных, наблюдали в 2006 г., затем в 2007 г. последовало увеличение численности нимф (табл. 3). Исходя из наиболее вероятного времени цикла развития таежного клеща на юге Иркутской области, равного трем годам (см. п. 3.2), и обилия прокормителей в 2008 г., в 2009-2010 гг., вероятно, следует ожидать подъема численности имаго (что уже подтвердилось в 2009 г.).
Динамика численности подвального комара
По литературным данным всего на объектах города г. Иркутска регистрируется около 140 видов членистоногих (Arthropoda), которые относятся к 19 отрядам, преимущественно принадлежащих к Arachnida и Insecta (Корзун и др., 2001). На городских объектах различного типа (в подвальных помещениях жилого сектора города, в производственных и офисных помещениях учреждений, в квартирах населения), а также на прокормителях (животных или людях), их заселяющих, были выявлены членистоногие-гематофаги: комары pp. Culex, Aedes, Anopheles, блохи (преимущественно С. felis), постельный клоп С. lectularius, вши P. humanus corporis, P. h. capitas, P. pubis. В литературе описаны (Жовтый и др., 1979) единичные случаи обнаружения на объектах г. Иркутска блох и вшей грызунов — Ceratophylhis anisus, Frontop-sylla luculenta и Polyplax spinulosa. В теплый период года в зданиях отмечены имаго малярийного комара An. maculipennis, использующего подъезды и входы в подвалы для дневок. Их численность обычно не высока. В 2001 г. личинок An. maculipennis зарегистрировали в 8 водоемах Правобережного округа г. Иркутска, 12 Ленинского и 10 Свердловского. Судя по личинкам, в водоемах, находящихся в черте города, регистрируется еще 18 видов, отнесенных к Aedes.
Сравнение состава видов гематофагов в отдельных городах может дать представление о том, какие виды синантропных насекомых из отсутствующих в г. Иркутске могут быть потенциально завезены на его территорию (табл. 13). Судя по данным табл. 5 между рассмотренными городами в настоящее время наблюдается достаточная «выравненность» в фауне гематофагов. Следовательно, нет оснований ожидать в ближайшие годы значительных изменений в ее видовом составе. В определенной мере прогноз изменения встречаемости отдельных видов может быть применен и к анализу их обилия.
Сезонная активность, оцениваемая с помощью показателя встречаемости, городских популяций комаров автогенных Сх. pipiens в г. Иркутске за период 2004-2007 гг. отражена на рис. 7. Сопоставление по t-критерию средней за 4 года наблюдений активности имаго в отдельные месяцы года выявило, что между зимними месяцами, а также ноябрем и мартом нет значимых отличий. Следовательно, с ноября по март динамика численности насекомых схожа и их обилие очень низко. В марте начинается небольшой подъем, а в апреле происходит качественный скачок — обилие имаго поднимается до уровня, на котором сохраняется до октября включительно. Сезон высокой встречаемости комаров содержит два локальных максимума: в июне (21,4±8,0 %) и в августе (28,4±7,6). Наблюдающееся на графике (рис. 7) снижение обилия комаров в июле статистически недостоверно. Встречаемость комаров в сентябре и октябре (14,1±3,8 и 8,8±1,3) все еще довольно высока и находится на уровне майской (7,5±2,1).
Подавляющее число заселенных комарами объектов (в среднем за 4 года — 94,8±0,9 %) в г. Иркутске приходится на период с мая по октябрь. Следовательно, обилие комаров существенно снижено зимой по сравнению с теплым периодом, но они не исчезают полностью. Регистрация автогенных Сх. pipiens в подвалах в зимний период согласуется с данными других авторов о том, что они, вследствие гомодинамности и автогенности (Виноградова, 2004; Плешанова, 2006), могут быть активны и даже размножаться зимой в тех подвалах городских зданий, в которых положительные температуры сохраняются в течение всего года. Однако низкий показатель активности в зимний период свидетельствует, что условия существования в подвальных биотопах в этот период не благоприятствуют комарам. Как отмечает Г.И. Плешанова (2006) в г. Иркутске подвалы многоквартирных зданий с центральным отоплением, которые служат биотопами для комаров, имеют, как правило, широкий микроклиматический градиент, зависящий в числе прочих причин и от внешних погодных условий. То есть, не во всех подвалах г. Иркутска зимой поддерживаются стабильные положительные температуры. За все 4 года наблюдений между среднесуточной температурой месяца и активностью комаров в подвалах существует тесная достоверная связь
