Материал: Оценка зараженности моллюсков Любенского озера города Гомеля партенидами трематод

Оценка зараженности моллюсков Любенского озера города Гомеля партенидами трематод

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

Биологический факультет

Кафедра зоологии, физиологии и генетики

Дипломная работа

Оценка зараженности моллюсков Любенского озера города Гомеля партенидами трематод

Исполнитель: студент 5 курса Е.В. Мищенко

Научный руководитель: ст. преподаватель кафедры

зоологии, физиологии и генетики И.В. Кураченко

Рецензент: доцент кафедры ботаники

и физиологии растений, к.с.-х.н., доцент         С.Ф. Тимофеев

Гомель 2015

Введение

Изучение фауны, морфологии трематод на всех стадиях развития, особенностей их циркуляции, а также взаимоотношений с хозяевами остается актуальным и на современном этапе развития паразитологии. Такие исследования обеспечивают потенциал для создания естественной системы - системы онтогенезов трематод. Трематоды относятся к одной из наиболее сложных в отношении систематики групп организмов, так как они обладают сложным жизненным циклом включающем ряд стадий развития. Система же трематод в своей основе построена на морфологии марит. Такое положение обусловлено тем, что именно половозрелое поколение трематод наиболее изучено.

Совершенствование молекулярно-биологических и генно-инженерных методов, а также наличие вычислительных алгоритмов, позволяющих обрабатывать объемные базы данных, определяет интенсивное развитие одного из современных направлений биологии, а именно геномики. Она изучает общие принципы построения геномов, а также особенности их структурно-функциональной организации в группах различного таксономического ранга. Эволюционный подход постепенно становится основным приемом для определения функций отдельных генов и их взаимодействия в пределах генома. Он позволяет предсказывать и идентифицировать функционально важные области генов, а также проследить за формированием элементов «непостоянства» генома.

Методы геномики и биоинформатики все чаще используют для выяснения общих закономерностей эволюции организмов, происхождения генетического полиморфизма и биоразнообразия.

Изучение геномов паразитических червей представляет актуальную фундаментальную задачу. Трематоды до сих пор остаются малоизученными с точки зрения структурной организации и эволюции генома. Только в 2009 г. были расшифрованы полные последовательности ядерных геномов двух представителей данного класса - возбудителей шистосоматоза человека S. mansoni и S. japonicum. Показано, что геномы этих паразитов имеют ряд особенностей. Например, по сравнению с геномами других беспозвоночных они имеют относительно большой размер и низкую частоту генов, а длина интронов может значительно варьировать в пределах одного гена.

Кроме того, показано, что в протеоме S. japonicum отсутствует около 4000 белковых доменов, характерных для других многоклеточных организмов. Предполагается, что утрата около 1000 из этих доменов может быть отчасти обусловлена приспособлением к паразитическому образу жизни. Свыше трети генома шистосом млекопитающих составляют повторяющиеся последовательности, представленные тандемными и рассеянными повторами, а также мобильными элементами, преимущественно ретротранспозонами.

Помимо фундаментального значения исследование структурной организации генома трематод может иметь практическое приложение в медицине и сельском хозяйстве при разработке экспресс-методов генотипирования возбудителей заболеваний человека и животных, а также для создания нового поколения лекарств и усовершенствования вакцин.

Описторх (Opisthorchis felineus) получил название кошачий, или сибирский, сосальщик, т.к. впервые был обнаружен в Сибири у кошек в 1884 г. и позднее у человека.

Цель: Оценка зараженности моллюсков реки Сож и прилегающих водоемов на примере озера Любенское как промежуточных хозяев трематод.

Практическое значение: Гельминтофауна животных играет значительную роль в биоценозах, являясь биологическим фактором загрязнения окружающей среды инвазионным началом и причиняя большой ущерб популяции. Даже незначительная инвазия влияет на состояние популяции, а многие виды гельминтов вызывают болезни, ведущие к снижению плодовитости, исхуданию, а иногда заканчивающиеся гибелью животных. Это в конечном итоге обуславливает природно-очаговое распространение инвазий, а отсюда и трудности в организации высоко эффективных профилактических мероприятий и необходимость поиска путей решения проблемы. В случае с гельминтозами необходим контроль степени инвазированности промежуточных хозяев - пресноводных моллюсков различных видов и дополнительных хозяев - рыб семейства карповых: язь, елец, чебак, плотва европейская, вобла, линь, красноперка, сазан, лещ, жерех, усач, подуст, уклейка, карась и др.

1. Обзор литературы

.1 Класс Брюхоногие моллюски, их строение и образ жизни

Это самый многочисленный класс моллюсков. Размеры их тела варьируют от 2 мм до 60 см. Брюхоногие моллюски в природе очень распространены, и приспособились к жизни в морях, пресных водоемах и на суше. Раковина коническая или спиральная, у активных хищников и части наземных видов подвергается редукции. Тело состоит из хорошо обособленной головы, несущей 1-2 пары щупалец и парные глаза, ноги (различной формы) и туловища. Туловище спирально закручено и асимметрично, как и раковина. В пищеварительной системе значительно дифференцирован передний отдел кишечника. В глотке имеется подвижный мускулистый вырост - язычок, покрытый теркой, и челюсти. Сюда же выходят протоки парных слюнных желез. Далее глотка переходит в пищевод, зоб, желудок, в который открывается проток печени. Затем средняя кишка переходит в заднюю, заканчивающуюся анальным отверстием на правой стороне тела рядом с дыхательным. Дыхание в процессе эволюции шагнуло вперёд, и осуществляется с помощью жабр или легкого. Брюхоногие по своей природе раздельнополые и гермафродиты.

Брюхоногие моллюски могу наносить вред сельскому хозяйству, обедая почки и листья культурных растений, однако, люди нашли им применение в пище. Говорить о пользе брюхоногих моллюсков в различных природных биоценозах можно бесконечно.

Форма тела брюхоногих разнообразна, но большей частью тело продолговато и на спинной стороне выпукло. Голова хорошо развита. Она несет рот, 1 - 2 пары щупалец и пару глаз. Передняя часть головы нередко вытягивается в длинный хобот, на конце которого располагается ротовое отверстие.

Нога представляет мускулистый брюшной вырост с плоской ползательной подошвой; при помощи сокращений ноги животное медленно и плавно ползет по субстрату. В зависимости от образа жизни нога можгт испытывать различные модификации.

Сильнее всего изменена нога у некоторых представителей кл. Gastropoda, перешедших к плавающему образу жизни. Так, у киленогих (подкл. Prosobranchia) нога сплющивается с боков и превращается в узкий вертикальный плавник, иногда еще с маленьким рудиментом подошвы на брюшном крае, которым животное оживленно машет в обе стороны. В то же время задний отдел ноги вытягивается в длинный хвостовидный руль. У другой группы плавающих Gastropoda, а именно у крылоногих (подкл. заднежаберных - Opisthobranchia), боковые части ноги сильно разрастаются, образуя пару бьющих по воде крыловидных лопастей, тогда как основная центральная часть редуцируется

Туловище, или внутренностный мешок, у низших брюхоногих (например, у некоторых Diotocardia из подкл. Prosobranchia) иногда симметричен и сравнительно неясно отграничен от ноги, так же как и у голожаберных (Nudibranchia из подкл. Cpisthobranchia) и у некоторых легочных (подкл. Pulmonata). У большинства видов класса Gastropoda туловище, напротив, выдается над ногой в виде большого, более или менее спирально закрученного мешка.

На туловище образуется по направлению книзу складка покровов, мантийная складка, под которой находится мантийная полость с расположенным в ней мантийным комплексом органов. Как складка, так и полость обычно развиты на передней и на правой стороне туловища. Мантия выделяет раковину, в большинстве случаев закрученную спирально.

Класс брюхоногих - самый крупный в типе моллюсков. Он насчитывает около 90 тыс. видов. Эти моллюски живут в основном в морях, пресных водоемах, а также на суше. В пресных водоемах, на водных растениях, камнях и других предметах, часто встречаются обыкновенные прудовики и роговые катушки. Они медленно ползают при помощи волнообразных сокращений мышц подошвы ноги, занимающей всю брюшную сторону тела, и скоблят твердыми зубчиками терки листья и стебли растений. Едят они и различные органические остатки. Жизнь наземных брюхоногих моллюсков, например слизней и виноградных улиток, связана с различными цветковыми растениями, грибами. В морях обитают хищные брюхоногие.

Рисунок 1 - Парусник морских брюхоногих моллюсков

Многие морские брюхоногие - раздельнополые животные. Прудовики, катушки, слизни - гермафродиты. Оплодотворенные яйца они обычно откладывают на листья растений и различные водные предметы или между комочками почвы. Из яиц выходят маленькие улитки. Морские брюхоногие развиваются с личиночной стадией - парусником. С общим видом личинки морских брюхоногих можно познакомиться ниже (рисунок 1).

.2 Общее представление о трематодах

Трематоды или дигенетических сосальщики - группа паразитических плоских червей, имеющая большое теоретическое и практическое значение. В настоящее время известно более шести тысяч трематод на гермафродитной стадии паразитирующих в теле животных.

Название класса трематоды (Тгеmatoda) − заимствовано из греческого языка. Оно означает «имеющие присоски». Название подчеркивает один из характерных признаков представителей данного класса червей, а именно наличие двух присосок: ротовой, которая находится на переднем конце тела, и брюшной, расположенной обычно в средней части тела на брюшной стороне. На русском языке этот класс животных называют сосальщиками.

Все представители класса трематод ведут паразитический образ жизни. Во взрослой стадии они поселяются в теле позвоночных животных и человека, в личиночной − преимущественно в беспозвоночных, главным образом в моллюсках.

Трематоды паразитируют у всех позвоночных и беспозвоночных животных − моллюсков, рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих − и приспособились к обитанию почти во всех органах и тканях их тела. Каждый вид червя паразитирует обычно у одного или небольшого числа видов животных и довольно строго придерживается определенной локализации (места обитания) в организме своего хозяина.

Большая часть трематод обитает в пищеварительном тракте животных и в связанных с ним железах − печени и поджелудочной железе. Некоторые группы приспособились к жизни в органах дыхания (в тканях легких, в трахее, в воздушных мешках), в органах выделения (в почках и мочеточниках), в кровеносных сосудах. Имеются формы, которые поселяются в глазах, в носовой полости, в подкожной клетчатке. Некоторые виды могут проникать даже в мозг. Ни одна группа паразитических червей не расселилась так широко по организму животного, как трематоды, и, пожалуй, ни у одной другой группы паразитических червей нет таких многочисленных и сложных приспособлений к существованию в столь разнообразных условиях. Приспособления эти проявляются и в строении тела паразитов, и в их своеобразных циклах развития.

Важнейшим приспособлением к паразитическому образу жизни у трематод, как и у других гельминтов, является их колоссальная плодовитость. Мало того, что эти черви производят огромное количество яиц, они обладают еще способностью размножаться в личиночной стадии, при этом каждая личинка, развивающаяся из яйца, превращается во множество новых зародышей. В результате все потомство взрослого червя исчисляется астрономическими числами. Огромная плодовитость трематод обеспечивает им большие возможности расселения по своим хозяевам.

С паразитическим образом жизни трематод связано и то, что все они, за очень немногими исключениями, гермафродиты, т.е. обоеполые организмы.

Среди трематод имеется немало весьма опасных паразитов человека и хозяйственно полезных животных. Поселяясь в организме этих хозяев, они могут вызывать серьезные заболевания, резко сказывающиеся на здоровье человека и состоянии животных и приводящие в некоторых случаях даже к смерти. Часто такими болезнями бывают поражены сельскохозяйственные животные, особенно овцы, крупный рогатый скот и птицы. Эти болезни приносят огромный ущерб животноводству.

.3 Жизненный цикл трематод

Для развития трематод характерны две особенности: смена хозяев и чередование поколений. Эти особенности несвойственны только небольшой группе трематод, отличающихся более простой организацией.

Явление смены хозяев заключается в том, что паразит в период своего биологического цикла живет и развивается в организме не у одного животного, а последовательно у двух, иные − у трех или даже у четырех животных, различных по своему систематическому положению и по экологии. Животных, у которых паразитирует взрослая форма трематоды, называют окончательными хозяевами; обычно это позвоночные − рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Животных, в теле которых развиваются личиночные стадии паразита, называют промежуточными хозяевами. У некоторых видов трематод промежуточных хозяев может быть два, в таком случае их называют: первый промежуточный хозяин и второй промежуточный хозяин. Есть и другие наименования: первый называется промежуточным, второй − дополнительным. Промежуточными хозяевами для трематод всегда являются моллюски, дополнительными могут быть моллюски, щетинконогие черви, ракообразные, насекомые, рыбы, земноводные и реже другие животные. Примеров, когда развитие паразита идет со сменой четырех хозяев, немного. В этих циклах, помимо окончательного и промежуточного, или дополнительного, хозяев, участвуют так называемые резервуарные хозяева. Они вклиниваются между промежуточным, или дополнительным, хозяином и окончательным. Резервуарный хозяин, в отличие от всех других, не является обязательным звеном в жизненном цикле паразита, развитие может быть завершено и без его участия.

Другая особенность развития трематод − чередование поколений − состоит в том, что у этих организмов размножаются не только взрослые формы, но и личинки. Взрослые формы откладывают оплодотворенные яйца, в них развиваются личинки. Эти личинки дают начало другому поколению личинок − партеногенетическому (образовавшемуся путем девственного размножения). Последние вырастают во взрослые формы.

Размножение, наблюдаемое у личинок трематод, во много раз увеличивает плодовитость паразита, что повышает возможность заражения хозяев.

В процессе развития трематоды проходят ряд последовательных стадий. Откладываемые трематодой зрелые яйца вместе с выделениями животного, у которого паразитирует червь (с экскрементами, мокротой, мочой), попадают во внешнюю среду, т. е. в воду, на землю. Здесь в яйце развивается зародыш − мирацидий. Тело его покрыто ресничками, с помощью которых мирацидий легко передвигается.

У одних видов трематод мирацидий выходит из оболочки яйца, у других остается в яйце. Дальнейшее развитие зародыша может происходить только в организме промежуточного хозяина − моллюска. Если зародыш не попадает в моллюска, то он погибает. В теле промежуточного хозяина мирацидий превращается в спороцисту − бесформенную, мешковидную, неподвижную личинку. В спороцисте из особых клеток, находящихся на внутренней поверхности стенок ее тела, образуются личинки следующей стадии − редии. Они имеют удлиненную форму, подвижны, лежат в полости тела спороцисты. В редиях в свою очередь образуются другие личинки − так называемые церкарии.