Цикл развития таежных клещей в условиях лабораторной колонии

В Восточной Сибири наиболее важным переносчиком целого ряда заболеваний вирусной, бактериальной и протозойной природы является таежный клещ Ixodes persulcatus (Schuize, 1930), обитающий на огромной территории от Прибалтики (Jaaskelainen et al., 2006) до Японии и Сахалина (Коренберг, 1979; Таежный клещ...,1985). Из-за его существенного эпидемического значения таежный клещ уже несколько десятилетий является объектом интенсивного изучения. С каждым годом все более актуальным инструментом исследований иксодовых клещей и переносимых ими патогенных микроорганизмов становятся лабораторные колонии этих членистоногих. Аналогичных исследований по экспериментальному изучению колоний таежного клеща существует очень мало, поэтому целью данной работы стало выяснение особенностей содержания таежных клещей и установление динамики развития клещей в лабораторных условиях.

Методы и материалы. Материалом для исследований послужило потомство клещей I. persulcatus, отловленных в Иркутской области в 2009-2010 гг. Клещей всех стадий развития прокармливали на беспородных белых мышах и содержали в идентичных условиях в изолированном от внешней среды боксе в режиме «длинного дня» (16 ч светлого времени, 8 ч темноты) при постоянной температуре 23-25 °С и относительной влажности >80%.

Для верификации вида клещей и оценки их филогенетических взаимосвязей проводили анализ нуклеотидной последовательности транслируемого рибосомального спейсера (ITS2). Полноразмерный спейсер ITS2 амплифицировали согласно (Fukunaga et ai.} 2000) с праймерами 5.8S F3/1 (5' -GGG TCG ATG AAG ААС GCA GCC AGC-3') и 28S R1/1 (5'-TTC AGG GGG TTG ТСТ CGC CTG ATG –З'). Полученная последовательность «Ip20n-IRK2009» депонирована в GenBank под номером JF501021.

Для филогенетического анализа использовали структуры фрагментов спейсера ITS2 клещей I. ricinus. I. pavlovskyi, I. nipponensis, I. pacificus и I. persulcatus, опубликованные в базе данных GenBank (GenBank, 2010). В качестве аутгруппы использовали последовательность ITS2 (GenBank № L22277). Для расчета эволюционных дистанций использовали модель Tamura-Nei, 1993 (Tamura and Nei, 1993). Топологию древа устанавливали с помощью метода neighbor-joining. Достоверность реконструкции оценивали с помощью бутстреп-анализа на основе 1000 псевдовыборок, Расчеты проводили с помощью программы MEGA 4 (Kumar 3. et al, 2004).

Для оценки вариабельности результатов рассчитывали стандартное отклонение средних значений. Для оценки нормальности распределения использовали тест Колмогорова-Смирнова, для сценки достоверности различий применяли дисперсионный анализ Краскела-Уоллеса и медианный анализ. Расчеты проводили с использованием пакета программ Statistica 6.1 (StatSoft Inc., 1984-2004).

Результаты. Как родительские самки, так и их потомство на основании морфологических признаков были отнесены к виду I. persulcatus Sehulze, 1930. Для подтверждения правильности определения вида была расшифрована и проанализирована первичная нуклеотидная последовательность ITS2 (GenBank № JF501021). Филогенетический анализ этой последовательности показал, что клещи с высокой степенью вероятности (бутстреп-поддержка 100 %) принадлежат к виду I. persulcatus. Кроме того, филогенетический анализ указывает на взаимосвязь между восточносибирскими таежными клещами и клещами из Северо-Западного Китая (Тянь-Шань).

Продолжительность питания самок составила в среднем 6,4±1,4 дня, вес напитавшихся самок составлял 0,2±0,1 грамма, и через 6,2±3 дня они начинали откладывать яйца. Среднее время инкубации яиц составило 35,2 дня, период доразвития личинок варьировал от 0,5 до 14 суток (7,4±5,0), и в среднем из одной яйцекладки нам удавалось получить 84,3 ±3,4 активных и готовых к питанию личинки. Питание личинок занимало 3,5 дня.

Отмечено 2 типа развития напитавшихся личинок в нимфу - большинство клещей имели короткий период метаморфоза продолжительностью 27,5±4,5 дня, однако часть клещей отличалась длительным периодом метаморфоза в 76,9± 10,4 дня (Р<0,0001, тест Краскела-Уоллеса). Среднее время прокормления нимф составило 4,5 дня.

Обсуждение. Анализируя опубликованные данные по динамике развития таежных клещей в разных частях ареала (Хейсин, 1955; Хейсин и др., 1955; Таежный клещ..., 1985; Konnai et al, 2008; Шихарбеев, 1965), можно отметить, что динамика развития таежных клещей из Восточной Сибири практически полностью совпала с динамикой развития клещей из других частей ареала на всех стадиях преимагинального развития кроме стадии метаморфоза личинок в нимф.

Согласно литературным данным, продолжительность развития личинок таежного клеща в природных условиях колеблется от 22 в Хабаровском крае до 123 суток в Латвии. Считается, что основным фактором, определяющим продолжительность развития личинок, является сезон питания личинок (Таежный клещ..., 1985: Хейсин, 1955; Шихарбеев, 1965). В нашей работе отлов и все последующие стадии жизненного цикла проходили в стандартизованных и идентичных для всех клещей условиях. Таким образом, наблюдаемое расщепление не может быть объяснено различиями в фотопериодичности, температурном режиме, продолжительносги «голодного» периода или других физическими сигналами, которые могут вызывать адаптивные изменения сроков развития личинок в нимф. Влияние технических погрешностей на результат эксперимента также маловероятно, поскольку все клещи содержались в изолированном помещении со стабильными климатическими условиями в компактной установке, обрабатывались и поддерживались одним и тем же персоналом по стандартной процедуре, что минимизирует вариабельность условий внутри колонии. Мы видим два возможных, объяснения наблюдаемого явления. Во-первых, можно предположить, что скорость метаморфоза регулируется на генетическом уровне и существует две внутривидовые группы таежных клещей - длиннопериодичная. характеризующаяся долгим метаморфозом и повышенной склонностью к входу в диапаузу, и короткопериодичная, возможно, характеризующаяся короткими периодами метаморфоза и бездиапаузным циклом жизни. Во-вторых, не исключено, что продолжительность метаморфоза регулируется определенными физиологическими параметрами личинки, например, продолжительностью периода между вылуплением из яйца и началом питания или степенью напитанности личинки. Эта параметры не отслеживались в ходе нашей работы, поэтому не исключено, что личинки в группе № 6 были неоднородны по этим показателям. В случае реализации обоих сценариев формируются два независимых способа существования вида в природе, что способствует повышенной выживаемости вида в нестабильных климатических условиях, В итоге возможны увеличение внутривидового разнообразия за счет поведенческой изоляции двух групп и, в перспективе, дивергенция таежного клеща на два новых вида. В данном случае также используется два способа существования вида в природе, однако генетического разделения по продолжительности жизненного цикла нет, вид является генетически однородным, а продолжительность стадий жизненного цикла определяется для каждой особи случайным образом.

Полувоенные данные могут быть полезны при создании и поддержании жизнеспособных лабораторных колоний клещей I. persulcatus, а также помогут в планировании экспериментальных исследований с использованием колоний таежных клещей.

»Современные подходы к эпидемиолоческому надзору за клещевыми инфекциями

»Современные эпидемиологические и клинические особенности иксодовых клещевых боррелиозов в Южно-Уральском регионе России

»Фармакоэкономическое обоснование дифференцированной тактики вакцинопрофилактики клещевого энцефалита на территориях различной степени эпидемической опасности

»Фармацевтическое консультирование - резерв повышения эффективности неспецифической профилактики инфекций, передающихся иксодовыми клещами

»Эпидемиологическая эффективность акарицидных обработок при клещевом энцефалите