Сезонні та температуро-залежні зміни у системі "молюск Viviparus viviparus – трематода Cercaria pugnax"

Abstract

Представлені дані з сезонної динаміки зараження молюсків Viviparus viviparus L. (Gastropoda) спороцистами та церкаріями трематоди Cercaria pugnax La Valette (Digenea: Lecithodendriidae). Екстенсивність інвазії спороцистами C. pugnax протягом вегетаційного періоду змінювалась від 8,0 до 25,6%, церкаріями – від 3,4 до 50,0%. Інтенсивність інвазії спороцистами – від 22475 до 12245 екз /особину, церкаріями – 1542 до 20708 екз /особину. Експериментальні дослідження змін показників інвазії та приросту молюсків різних розмірно-вікових груп показали, що найвищі значення інтенсивності інвазії спостерігаються у молюсків масою від 4 до 6 г. В контрольних умовах (21 °С) приріст маси інвазованих молюсків старшої розмірно-вікової групи (4-5 г) був в 11,9 разів більшим в порівнянні з молодшою групою (3-4 г). Тоді як при підвищенні температури цей показник спостерігався негативним.

Как известно, брюхоногие моллюски рода Viviparus играют значительную роль в пресноводных экосистемах Украины, занимая значительную часть бентоса. Кроме того, что они участвуют в процессах самоочищения, служат биоиндикаторами антропогенного воздействия, они также являются промежуточными хозяевами гельминтов. Среди видов паразитов, которые заражают лужанку живородящаю, первое место по показателям инвазии занимает трематода Cercaria pugnax La Valette. До недавнего времени C. pugnax числилась, как трематода с нерасшифрованным циклом развития и принадлежала к группе «Microcotyle». В связи с расшифровкой ДНК последовательности церкарии трематоды C. pugnax [O. Kudlai, 2015], нами было решено обобщить собственные данные и выложить их в этой статье. Ми представили данные с сезонной динамики заражения моллюсков Viviparus viviparus L. (Gastropoda) локальными гемипопуляциями трематод C. pugnax (Digenea: Lecithodendriidae) за 2007-2009 гг. Опубликованные к настоящему времени работы, посвященные анализу сезонной динамике локальных гемипопуляций партенит трематод, демонстрируют перспективность этого подхода [Галактионов, 1993; Атаев и др, 2002; Galaktionov et al, 2006]. Так, экстенсивность инвазии спороцист и церкарий C. pugnax в течение вегетационного периода изменялась от 24,5 до 41,9%. Интенсивность инвазии спороцистами колебалась от 2100 до 36500 экз / особь, церкариями ‒ 2 тыс. до 4 тыс. экз / особь. Максимальные значения средней численности паразитов регистрировали в осенний период 2007 г. ‒ 400 тыс. экз / м2 спороцист и 270 тыс. экз / м2 церкарий изучаемого вида трематоды. Известно, что одним из существенных факторов, который влияет на развитие и размножение трематод, является температура. В условиях глобального потепления климата, изучение влияния повышенной температуры на реализацию жизненной программы паразитов и состояние организма хозяина, является важной задачей. Кроме того, в литературе очень мало данных о влиянии повышенной температуры на систему паразит-хозяин в целом, а не отдельные ее составляющие. Так, нами в лабораторных условиях были проведены исследования влияния этого фактора (21 °, 26 °, 30 ° С) на интенсивность заражения трематодами и прирост массы зараженных моллюсков. К факторам, которые определяют степень заражения моллюсков трематодами, также относится и возраст хозяев. Возрастная структура отражает меру пополнения поселений молодежью, скорость роста моллюсков, их смертность и продолжительность жизни в данных экологических условиях. Мы поделили моллюсков на две размерно-возрастные группы по данным высоты раковины и их массы, условно отвечали младшим (молодежь: масса 0-3 г, высота раковины 0-25 мм) и старшим (взрослые: масса 3-5 г, высота раковины 25 и более) возрастным группам. В результате наших исследований при сравнении различных размерно-возрастных групп моллюсков было установлено рост показателей инвазии в старшей размерно-возрастной группы хозяина. В частности, высокие значения ИИ отмечены в старшей размерно-возрастной группе моллюсков «от 5-6 г» в естественных условиях и «от 4-5 г» в лабораторных условиях при 21 °С. Достоверные различия отмечены по показателю прироста массы моллюсков в зависимости от влияния температурного фактора: в контрольных условиях (21 °С) прирост массы инвазированных моллюсков старшей размерно-возрастной группы (4-5 г) был в 11,9 раз больше по сравнению с младшей группой (3-4 г). Тогда как при повышении температуры этот показатель был отрицательным. При 26 °С моллюски старшей размерно-возрастной группы меньше теряли в массе по сравнению с младшей, а при 30 °С прирост массы моллюсков разных групп в среднем был меньше в 15,6 раз по сравнению с 21 ° С. Согласно полученным результатам, мы считаем 26 ° С ‒ оптимальной температурой для реализации жизненного цикла трематоды C. pugnax без угрозы для жизни организма хозяина.

Seasonal and temperature-dependent changes in the system "freshwater snail Viviparus viviparus - trematode Cercaria pugnax» Viviparus viviparus L. (Gastropoda) are typical and numerous representatives of water bodies of Ukraine. These freshwater snails are involved in the processes of self-purification of the water environment as bioindicators of anthropogenic impacts. These snails constitute a convenient object for selection and experiments because of their ease of maintenance. They also serve as intermediate hosts for 6 species of parasites (in Ukraine) and 17 (in the Centre, North and Eastern Europe). The first place among parasites holds a trematodes Cercaria pugnax La Valette St. George due to their parameters of invasion. C. pugnax belongs to the “microcotylae” group of xiphidiocercariae, which usually includes very small cercariae with a body less than 200 μm long developing in small oval sporocysts. Until recently C. pugnax was considered to have the undeciphered development cycle. Nowadays we know that trematodes C. pugnax belong to the family Lecithodendriidae. Genetical sequences of C. pugnax matched exactly the genetical sequences of adult Paralecithodendrium chilostomum (Mehlis, 1831) [O. Kudlai, 2015]. Due to the increasing anthropogenic impact on reservoirs and the increase in the average temperature, it became interesting to investigate the effect of high temperature on the system of snail ‒ trematode based on the example of V. viviparus ‒ C. pugnax. In the present research we analyzed the seasonal dynamics (2006-2009 years) of trematode C. pugnax which infected the snails V. viviparus. The invasion extensity of snails of C. pugnax sporocysts and sporocysts cercariae during the growing season varied from 24.5 to 41.9%. The intensity of invasion ranged from 2100 to 36500 (the number of sporocysts/snail), cercariae – from 2 thousands to 4 thousands (the number of cercariae/snail). The level of trematode invasion in snails was determined by the age of a host. The age structure of snails is an important indicator of their population, indicating mortality and life span of snails in different environmental conditions. Also the availability of individuals of different age in the populations exhibits higher resistance to changes in environmental conditions. Taking to consideration the features of the age structure of mollusks we shared the snails into two size-age groups according to their height and weight of shells: the junior (young: the mass of 0-3 g, 0-25 mm shell height) and the older (adults: 3-5 g weight, the height of shell 25 mm and over) groups. As the result of our research by means of comparing different sizes and age groups of snails there were found the increased rates of invasion in the host of the older size-age group. The maximum intensity of invasion was registered in the autumn 2007: 400 thousand/m2 for the sporocysts and 270 thousand/m2 for the cercariae. In vivo the snails with mass “from 5 to 6 g” had the largest values of intensity of invasion. Two parameters in the laboratory conditions were investigated: the intensity of invasion and the weight gain of snails (in g•%) in dependence on the temperature of the water environment (21, 26, 30 °С). The statistical difference was found in the weight gain of snails. The snails with the weight “from 4 to 5 g” had the largest increase (in 11.9 times) compared to the younger group (up to 3 g) at 21 °C. This parameter was negative at higher temperatures (26, 30 °C). The snails "from 4 to 5 g" had less of the weight gain in comparison to the snails "to 3 g" at 26°C. No difference between the groups in the weight gain of snails was registered at 30 °C. But the weight gain of different groups of snails at 30 °C in average was lower 15.6 times compared to 21°C. According to the results we suppose that the temperature of 26 °C is the optimum temperature for implementing the life cycle of trematodes without threat to the life of the host organism.