Файл: Биология и экология эндопаразитических эвгленовых жгутиконосцев из водоемов города Омска.zip
Добавлен: 02.04.2026
Просмотров: 78
Скачиваний: 1
На правах рукописи
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Биология и экология эндопаразитических эвгленовых жгутиконосцев из водоемов города Омска
03.00.08 - зоология, 03.00.16 - экология
Монтина Ирина Михайловна
Омск - 2009
Работа выполнена на кафедре зоологии и физиологии ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет»
Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Лихачев Сергей Федорович;
доктор биологических наук, профессор Воробьева Тамара Георгиевна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Мкртчан Офелия Завеновна;
кандидат биологических наук, доцент Горбунов Петр Станиславович
Ведущая организация: ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет»
Защита диссертации состоится « 31 » марта 2009 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук при Омском государственном педагогическом университете по адресу: 644099, г. Омск, наб. Тухачевского, 14.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет.
Автореферат разослан « 26 » 02 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент Т. Ю. Колпакова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Эвгленовые жгутиконосцы отряда Parastasiida Likhaschev, 1998 (Euglenozoa, Euglenoidea) впервые были обнаружены Штейном в 1848 г. в рачках семейства Cyclopidae (Stein, 1848). Эти эвглениды были отнесены к роду Astasia. В 1972 г. польский паразитолог В. Михайлов в результате многолетнего изучения этой группы простейших выделил их в отдельный род Parastasia (Michajlow, 1972). Но род составляли виды, чрезвычайно отличающиеся друг от друга по ряду морфофизиологических особенностей. В результате электронно-микроскопических и молекулярно-биологических исследований из состава рода Parastasia был выделен род Sophiensia (Лихачев, 1998). Но до настоящего времени эта группа бесцветных эвгленовых жгутиконосцев изучена недостаточно. Слабым местом в исследовании этой группы является изучение морфофункциональных особенностей видов парастазиид на всех стадиях жизненного цикла. Недостаточно изучен круг хозяев этих паразитов. Требует внимания вопрос о характере взаимоотношений в паразитохозяйной системе «парастазииды - циклопиды». Мало данных, касающихся экологических особенностей парастазиид, их адаптированности к паразитическому образу жизни. Таким образом, исследования эндопаразитических эвгленовых жгутиконосцев отряда Parastasiida важны в теоретическом и практическом планах.
Целью работы явилось изучение фауны, биологии и экологии эндопаразитических эвгленовых жгутиконосцев отряда Parastasiida водоемов Омска. Из данной цели вытекают следующие задачи:
1. С применением светооптических, морфометрических и цитохимических методик изучить морфологию найденных эндопаразитических эвгленовых жгутиконосцев отряда Parastasiida в водоемах города Омска для видового определения, составления дифференциальных диагнозов и атласа видов;
2. Выявить круг животных-хозяев паразитических эвгленид в обследованных водоемах и приуроченность парастазиид к определенным видам хозяев;
3. Провести эколого-ценотический анализ: выявить особенности встречаемости парастазиид и их хозяев в водоемах и пробах, изучить особенности распределения видов эвгленовых жгутиконосцев в разнотипных водоемах, приуроченность их к местообитаниям и типам водоемов;
4. Выявить особенности жизненных циклов паразитических эвгленовых жгутиконосцев и изучить сезонные изменения их численности и видового разнообразия. Изучить их морфофизиологические адаптации к жизни в рачках-хозяевах.
Научная новизна исследования. В пресных водоемах города Омска обнаружено 10 видов эвгленовых жгутиконосцев отряда Parastasiida, относящихся к 2 родам: Parastasia и Sophiensia. Впервые в обследованных водоемах города Омска обнаружены четыре вида парастазиид, ранее не известных для водоемов города Омска: P. mobilis, P. fennica ssp. minor, S. ucrainica и S. sibirica. Подробно изучены жизненные циклы обнаруженных видов. У вида P. vermicularis выявлена новая форма инвазионных жгутиковых клеток. С применением морфометрических и цитохимических методик подробно изучена морфология всех найденных видов, выявлены видоспецифические признаки и проведено определение видов, на основании этих данных составлены дифференциальные диагнозы и атлас эндопаразитических эвгленид обследованных водоемов с микрофотографиями. Показано, что хозяевами парастазиид в водоемах Омска являются пресноводные рачки сем. Cyclopidae, относящиеся к 13 видам из 6 родов. Для водоемов Омска впервые в качестве хозяев парастазиид отмечены: Eucyclops macruroides, Acanthocyclops gigas, A. vernalis, Macrocyclops albidus и Microcyclops planus. Показано, что указанные в литературе в качестве хозяев парастазиид различные гидробионты (инфузории, турбеллярии, нематоды, гастротрихи, коловратки, аннелиды и т. д.) не являются специфичными хозяевами паразитических эвгленид и используют парастазиид только в качестве пищевых объектов. Впервые изучены сезонная динамика видового разнообразия и численности отдельных видов парастазиид. Показано, что сезонная динамика может быть связана с сезонной динамикой численности рачков-хозяев. Выявлены основные морфофизиологические адаптации парастазиид на всех стадиях жизненных циклов. водоем жгутиконосец эвгленовый
Основные положения, выносимые на защиту:
1. В фауне эндопаразитических эвгленовых жгутиконосцев из водоемов города Омска отмечено 10 видов, относящихся к 2 родам, среди них можно выделить два комплекса видов: планктонный и бентосный, а распределение и частота встречаемости их в водоемах различны, и зависят от распространения и численности хозяев-рачков семейства Cyclopidae.
2. Выбор парастазиидами рачков сем. Cyclopidae в качестве хозяев обусловлен эвритопностью и широким распространением циклопид, их полицикличностью и высокой численностью в вегетационный сезон.
3. Каждая стадия жизненных циклов всех видов парастазиид представляет комплекс морфофизиологических и поведенческих адаптаций.
Теоретическое и практическое значение определяется тем, что фаунистические, морфологические и экологические исследования позволили: провести оценку видового состава эвгленовых жгутиконосцев отряда Parastasiida в водоемах города Омска; выявить особенности распределения видов в разнотипных водоемах, характер сезонной динамики численности и видового разнообразия, определить специфичных хозяев. Данные автора о жизненных циклах и характере взаимоотношений в системе «паразит - хозяин» позволяют выявить наиболее существенные морфофизиологические адаптации парастазиид. Кроме того, эти организмы, как и большинство водных паразитов, наиболее чувствительны к загрязнениям воды, что позволяет использовать их в качестве организмов-индикаторов сапробности и оценить качество воды в водоемах. Эти данные вносят вклад в теорию и практику зоологии, протозоологии, паразитологии, экологии и биоиндикации. Материалы работы могут быть использованы для преподавания курсов зоологии беспозвоночных, протистологии, экологии, цитологии и эволюционного учения, для выполнения студентами курсовых и выпускных квалификационных работ.
Апробация работы. Материалы диссертации и отчеты о работе были представлены на ряде научно-практических конференций кафедры зоологии ОмГПУ; на 1-ой международной научно-практической конференции «Адаптации биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, ЧГПУ, 2006); на межвузовской научно-практической конференции «Экологические проблемы Зауралья» (Ишим, ИГПИ, 2007); на международной научно-практической конференции «Культура и образование как фактор развития региона» (Ишим, ИГПИ, 2008); на международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения д. б. н., профессора Е.В. Сапожниковой «Биология: теория, практика, эксперимент» (Саранск, МГУ, 2008); на региональной научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологического образования Уральского федерального округа» (Челябинск, ЧГПУ, 2008); на конференции студентов и аспирантов (Ишим, ИГПИ, 2008); на 10-ой международной научно-практической конференции «Живые объекты в условиях антропогенного пресса» (Белгород, БГУ, 2008); на IV Всероссийском съезде Паразитологического общества при РАН «Паразитология в XXI веке - проблемы, методы, решения» (Санкт-Петербург, ЗИН РАН, 2008); на расширенном заседании кафедры зоологии и физиологии ОмГПУ (декабрь, 2008 г.).
Структура и объем. Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы (248 названий, из них 128 отечественных и 120 иностранных) и приложения. В диссертации имеется 9 таблиц и 40 рисунков.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ГЛАВА 1. Обзор литературы
В настоящее время по литературным данным известно свыше 145 видов эндопаразитических эвгленид, относящихся к 12 родам. Эндопаразитические эвгленовые жгутиконосцы отряда Parastasiida Likhaschev, 1998 принадлежат к классу Euglenoidea, типу Euglenozoa (Michajlow, 1964a, 1964b, 1964c, 1964d, 1965a, 1965b, 1965c, 1966, 1967a, 1967b, 1967c, 1972, 1978; Wita, 1991; Лихачев, 1994, 1998, 2000). В. Михайлов описал 10 видов паразитических астазий из рачков водоемов разных регионов мира. Из них к роду Parastasia он отнес 9 видов, и лишь вид A. ovorum оставил в составе рода Astasia благодаря сходству с A. mobilis Alexeieff, 1912 (Michajlow, 1972, 1978). В настоящее время разными авторами описано 30 видов эндопаразитических эвгленовых жгутиконосцев из пищеварительного тракта, полости тела, яйцевых мешков и яиц пресноводных рачков семейства Cyclopidae (Michajlow, 1972; Палиенко, 1980, 1982а, 1982б; Wita, 1991; Лихачев, 1994, 1999). По данным разных авторов, парастазииды обнаружены у рачков из водоемов России, Украины, Польши, Норвегии, Финляндии, Франции, Швейцарии, Венгрии, Болгарии, Египта, Нигерии, Вьетнама и Бразилии (Marcus, 1945, Fize, 1970; Michajlow, 1978; Wita, 1978, 1984, 1991; Палиенко, 1980, 1982; Лихачев, 1987, 1989, 1994, 1999).
ГЛАВА 2. Материал и методика
В основу работы положены оригинальные материалы, собранные нами в водоемах города Омска (Чередовое, Озерки, Птичья Гавань, Парк Победы, Моховое южное, Моховое северное, Парк Культуры 30-летия ВЛКСМ, Старозагородной рощи, временных водоемов левобережной поймы реки Иртыш).
В период с 2003 по 2007 гг. с применением стандартных методов сбора протистологических и гидробиологических проб (Гусева, 1956; Жадин, 1956; Жуков, 1993; Лихачев, 1997) было собрано 250 проб. Определение видов проводилось по описаниям, содержащимся в литературе (Michajlow, 1972; Wita, 1991; Лихачев, 1994). Рачки-хозяева семейства Cyclopida эндопаразитических эвгленовых жгутиконосцев собирались с помощью сети Апштейна и определялись по описаниям в литературе (Рылов, 1922, 1948; Монченко, 1974).
Общая морфология клетки изучалась с помощью цитохимических методик (Роскин, Левинсон 1957; Пирс, 1968; Кононский, 1976; Иванов и др., 1981). Микросъемка осуществлялась с помощью цифрового фотоаппарата Panasonic Lumix. Подсчет численности проводился методом «калиброванной капли» (Николюк, 1963; Липеровская, 1973). Исследование жизненного цикла проводилось с применением метода микроаквариумов (Michajlow, 1972; Лихачев, 1992). Для сравнения видовых составов парастазиид из разных водоемов были использованы коэффициент Жаккара-Малышева (Kj-m) и индекс общности фаун Чекановского-Соренсена (Ics).
Полная оценка степени близости морфологии, структур фаун обследованных территорий и жизненных циклов проведена с помощью обобщенного показателя степени сходства и биометрической методики последовательного сравнения с помощью коэффициента Кендэла (Kendall, 1948; Шмидт, 1974, 1980; Лихачев, 1997, 1998). Сравнительно-морфологический анализ проведен с применением алгоритма Polymorphis parsimony v.3.51c. Математическая обработка данных проведена с применением методов математической статистики (Лакин, 1980) и статистической компьютерной программы «Statan» (Гашев, 2001).
ГЛАВА 3. Морфофизиологические особенности, видовой состав и встречаемость парастазиид из водоемов Омска
На основании оригинальных морфологических и цитохимических исследований нами дана морфофизиологическая характеристика 10 видов эндопаразитических эвгленид, относящихся к 2 родам: Parastasia и Sophiensia.
Род Parastasia включает следующие виды: P. fennica, P. fennica ssp, minor, P. similis, P. coelomae, P. mobilis, P. vermicularis.
К роду Sophiensia относят: S. caudata, S. mirabilis, S. sibirica, S. ucrainica.
Было показано, что по морфологическим признакам обнаруженные нами формы эндопаразитических эвгленид соответствуют описаниям видов, содержащимся в литературе (Michajlow, 1972, 1978; Wita, 1991; Лихачев, 1994). Отличия касаются особенностей биологии и экологии отдельных видов, а также течения их жизненных циклов. Жизненный цикл парастазиид проходит без смены хозяев (гомоксенный путь) и состоит из трех стадий (табл. 1).
1. Трофической, проходящей в организме хозяина и заключающейся в росте трофозоита и накоплении парамилона, длится он 80-90 % от всей продолжительности цикла.
2. Репродуктивной, проходящей в воде и заключающейся в процессе палинтомических делений. Процесс палинтомических делений длится у изученных видов неодинаково, но не превышает 24-48 часов и напрямую зависит от числа генераций.
3. Инвазионной, заключающейся в образовании инвазионных жгутиковых клеток и в заражении нового хозяина.
Среди видов парастазиид, обитающих в водоемах Омска, выделяются две группы: 1 - процесс палинтомических делений занимает не более 24 часов. К данной группе относится 4 вида; 2 - процесс палинтомических делений занимает более 24 часов. К данной группе относится 6 видов. Образование множества дочерних клеток, а затем и инвазионных особей, носит адаптивных характер, т. к. большое число инвазионных клеток позволяет обеспечить высокий уровень экстенсивности и интенсивности инвазии хозяев, что позволяет поддерживать достаточный уровень численности популяций парастазиид.