Введение: АВТОР: ПАНЬШИН МАКСИМ АЛЕКСЕЕВИЧ МБОУ «СОШ №135 ИМ. АКАДЕМИКА Б.В.ЛИТВИНОВА» 10 «Б» КЛАСС. РУКОВОДИТЕЛЬ: ЕМЕЛЬЯНОВА ЛЮДМИЛА ИВАНОВНА ЗАВ. ОБЛАСТНОЙ ПРЕДМЕТНОЙ ЛАБОРАТОРИЕЙ «БИОЛОГИЯ. ЭКОЛОГИЯ», УЧИТЕЛЬ БИОЛОГИИИ (МБОУ «СОШ №135 ИМ. АКАДЕМИКА Б.В.ЛИТВИНОВА») Введение: В последние десятилетия проблема паразитарного загрязнения городов и прилежащих к ним территорий приобрела существенное значение. Анализируя проблемы экологии, нельзя обойти вниманием причины тех изменений, которые происходят в паразитарных системах, и причины изменения ситуации по паразитарным болезням человека и животных. Поэтому исследования в этом направлении в виде паразитологического мониторинга могут быть использованы для контроля окружающей среды. Паразиты могут быть индикаторами источников паразитарного загрязнения, изменений в экосистеме биотического и абиотического характера. По мнению экспертов ВОЗ, в мире отмечается ухудшение ситуации в отношении инвазий, связанных с водным фактором, в частности церкариозов. Каждое лето до нескольких сотен жителей Южного Урала обращаются в медицинские учреждения с жалобами на кожные раздражения, которые появлялись после купания в водоёмах. Появляется пятнистая сыпь, зуд, жжение, покраснение участков тела. Купальщики делают предположение, что это аллергические высыпания. Наш город Снежинск – территория ЗАТО – располагается на берегу озера Синара, Каслинского района Челябинской области. Озеро Синара - крупный водоем, протяженность которого около 9 км, средняя ширина 4 км, площадь 2420 га. Преобладающая глубина 7-9 метров, максимальная 14,2 метра. Озеро пресное, прозрачность воды более 3 метров. Координаты озера N56 07.275` E60 44.831`. В последние три года жители города Снежинска стали чаще жаловаться, что у них появлялся кожный зуд, через 15 минут после купания в озере, а через час на коже появлялась пятнистая сыпь. Купальщики принимали появившиеся симптомы за аллергическую реакцию, но раздражения держались продолжительное время, не проходили после приема антигистаминных препаратов. При повторном купании в том же месте явления дерматита выражены более остро: на коже образуются эритемы и красные папулы, сопровождающиеся сильным кожным зудом. В центре некоторых папул появляются кровоизлияния. Папулы появляются на 2−12 день после заражения и сохраняются до 2-х недель. Реже возникают отёк кожи и волдыри. Типичная локализация паразитов — кожа голеней и бедер; реже — кожа живота, груди, спины. У купальщиков появлялись такие раздражения, после купания только в заболоченном участке озера Синара. Нами была сделано предположение, что причина не связана с аллергией. Проведенные нами обследования акватории озера показали, что в хорошо прогреваемых участках, заросших водной растительностью были обнаружены моллюски. Из школьного курса зоологии, мы знаем, что пресноводные брюхоногие моллюски является промежуточными хозяевами партеногенетических поколений трематод, в том числе опасных паразитов человека. После изучения соответствующей литературы, нами было высказано предположение, что источником высыпания может быть заболевание шистосомный церкариоз, или «зуд купальщика» / «водяной зуд» / «водяная крапива». Человек, являясь для паразита тупиком в развитии и, соответственно, не способствуя сохранению гельминта как вида, подвергается механическому и токсико-аллергическому воздействию личинок (церкарий) шистосоматид. В результате возникает болезненное состояние, именуемое, согласно Международной статистической классификации болезней, церкариальный дерматит или шистосоматидный дерматит. Церкариозные дерматиты широко известны как у нас в республике, так и за рубежом. Впервые это заболевание было зарегистрировано в 1928 году в США. Родиной трематод является штат Мичиган с его обильными озерами, где болезнь существовала, по мнению старожилов «спокон веков». Дерматиты, вызываемые церкариями птичьих шистосом, описаны практически на всех континентах. Паразиты переносятся между отдаленными регионами земного шара водоплавающими птицами, их основными хозяевами. Водоемы, загрязненные органическими отходами, с водными растениями (элодея, рдест, роголистник и др.) создают благоприятные условия для развития пресноводных моллюсков. Они привлекают водоплавающих птиц – семейства утиные (Anatidae), семейство Чайковые (Laridae), которые, в свою очередь, являются источником такого распространенного заболевания, как шистосомный церкариоз, или «зуд купальщика». Риск заражения считается высоким, если в 10 л воды водоема содержится более 10 церкарий шистосоматид, низким, если в 10 л воды содержится не более 1 церкарии. Актуальность: Актуальность нашей работы в том, что она посвящена, очень важной и интересной теме: взаимоотношениям в системе «паразит — хозяин». Новизна нашей работы заключается в том, что такое паразитологические исследование озера Синара были проведены учащимися нашей школы в 2008г. в паразитологической лаборатории СЭС (ныне ЦГСМ) в 2014- 2015г.г. в областной предметной лаборатории «Биология. Экология» МБОУ СОШ №135 г. Снежинска. Цель: Исследование брюхоногих моллюсков (Gastropoda) в озере Синара на предмет обнаружения церкариев, паразитов человека и птиц семейства утиные (Anatidae), семейство Чайковые (Laridae), Задачи: 1. Оценить экологические условия, способствующих существованию популяций промежуточных хозяев шистосоматид, - брюхоногих моллюсков на выбранных нами точках. 2. Обследовать зону акватории городского пляжа и заболоченную зону акватории озера Синара на предмет обнаружения брюхоногого моллюска. 3. Разбить исследуемые зоны акватории озера на стации и собрать обнаруженные моллюски. 4. Выбрать наиболее достоверные и оптимальные методы для исследования большого прудовика (Lymnaea stagnalis) на обнаружения патогенных шистоматид. 5. Провести исследование моллюсков на предмет обнаружения церкарии, на базе предметной лаборатории « Биология. Экология.» в МБОУ СОШ № 135. 6. Создать видеоролик «Микроскопирование циркарий». Объект исследования: Большой прудовик(Lymnaea stagnalis). Предмет исследования: Выявление экстенсивности инвазии моллюсков шистосоматидами в озере Синара. Гипотеза: Мы предполагаем, что дерматит у жителей города, купающихся в заболоченных местах акватории озера Синара это паразитарное заболевание, вызываемое церкариями шистоматид. Методы и материалы исследования Правила сбора моллюсков: Сбор моллюсков осуществляли в Т1 и Т2. Донных моллюсков собирали скребком, с помощью сачка или вручную, учитывая особенности биологии моллюсков (продолжительность жизни, период размножения, массовая гибель), сборы проводили в середине дня при хорошей погоде, то есть при условиях максимальной активности промежуточных хозяев и церкарий, для исследований отбирали моллюсков одного вида; Сбор моллюсков проводили в двух точках акватории озера Синара (городской пляж и заболоченный участок вблизи дачного поселка) разбивая их на несколько стаций (5x2 м). Материалом для настоящей работы послужили собственные сборы моллюсков, выполненные в 2014—2015 гг. Существуют различные методы гельминтологических исследований моллюсков как промежуточных хозяев гельминтов. Нами были выбраны две методики: 1. Метод прижизненной диагностики, основан на положительном фототаксисе церкарий, поэтому данный метод подходит для нашего исследования. Мы поштучно рассаживали моллюсков в чашки Петри с водой, помещали их под яркий (солнечный и искусственный) свет на 30-40 минут. Мы наблюдали выход церкарий из тела моллюсков в водную среду. Затем поочерёдно просматривали их под микроскопом, подсчитывая их количество, определяя их систематическое положение. Данный метод является наиболее гуманным из всех предложенных методик. Но он даёт наиболее достоверные результаты лишь тогда, когда партеногенетический цикл паразитов в моллюсках завершился формированием церкарий. 2. Метод специальной диагностики для исследования прудовиков. Моллюсков исследовали по отдельности. При вскрытии, отделяли верхнюю часть раковины, где расположена печень и желудок моллюска. Печень помещали в чашку Петри с водой. В водном растворе церкарии свободно выплывают, их можно зафиксировать с помощью микроскопа. Исследование моллюсков на нахождение церкариев проводилось в предметной лаборатории «Биология. Экология» школы №135. Микроскопирование проводилось с помощью триномолекулярного микоскопа «Альтами Био 2Т» и с помощью цифровой камеры «Альтами UCMOS00350KPA». Результаты фиксировались на компьютере в виде фото и видео файлов. Для определения систематического положения, морфологии церкариев мы использовали «Атлас церкарий трематод Среднего Поволжья» Видеркер М.А., Игнаткин Д.С., Индирякова Т.А., сайт – http://cercat.narod.ru/info.html (2009г.) Основная часть: Одним из обязательных компонентов пресноводных экосистем являются трематоды. Трематоды с их сложным жизненным циклом давно стали объектом разнообразных гельминтологических исследований. Мировой опыт борьбы с очагами шистосомного церкариоза в водоемах западной Европы и Америки говорит о том, что кардинальные меры борьбы до сих пор не разработаны, очаги характеризуются высокой устойчивостью и ликвидируются с большим трудом До 1917 г. на Южном Урале не было вузов, научно-исследовательских учреждений и учёных, занимающихся вопросами общей и ветеринарной гельминтологии, за исключением В. О. Клера, который известен как автор многочисленных работ по изучению гельминтофауны птиц Урала в 1903-1910 годах. На территории нынешней Челябинской области известны работы В. О. Клера по описанию гельминтов, встречающихся у диких и домашних птиц. Автором был составлен, каталог коллекции кишечных паразитов птиц Среднего и Южного Урала, дан систематический список обнаруженных им гельминтов. В обработке гельминтологического материала, собранного В. О. Клером, принимал участие К. И. Скрябин (1913). После 1917 г. в связи с успешным развитием всех отраслей науки и практики, в том числе и гельминтологии, началось систематическое изучение гельминтов животных и вызываемых ими заболеваний, достигнуты значительные успехи в разрешении как теоретических проблем, так и практических вопросов гельминтологической науки на Южном Урале. Изучение гельминтологической ситуации на Южном Урале проводили гельминтологические экспедиции, организованные с 1923 по 1938 г. академиком К. И. Скрябиным. В экспедициях, направленных из Москвы, принимали участие сотрудники «Всесоюзного института гельминтологии имени К. И. Скрябина» и «Лаборатории гельминтологии АН СССР» В. Н. Озёрская (1937); М. П. Щнедина (1938); Петроченко (1949); Гаркави (1950); Г. А. Котельников (1966г) и др. Определённый вклад в изучение гельминтозной ситуации на Южном Урале внесли местные гельминтологи: Троицкого ветеринарного института ( Н.И.Третьякова, 1948, А.Н.Монетчикова, 1963). Курганского института (О.Е. Фёдорова, 1966-1969; С.С Калинин) Челябинского педагогического института (В.И. Окороков и сотрудники1978г) Челябинского медицинского института(П.П.Горячев.Т.М.Шулепова и другие) Представители других научных учреждений (Щупаков, 1954, 7 1961; Кармацкая, 1963; 3. К. Богатова, 1936; Мухаметов, 1974; Салихова, 1976). Результатом гельминтологических исследований, проводимых на Южном Урале, было выявление особенности видового состава гельминтов человека, диких и домашних животных. Изучены жизненные циклы некоторых гельминтов, в том числе и ранее не известных; были выявлены потенциальные и действительные промежуточные хозяева. Проведены исследования, подтверждающие негативное влияние гельминтов на организм хозяина. Разработаны и усовершенствованы руководства по определению систематики эндопаразитов, интенсивности инвазии, а также методики гельминтологических вскрытий. Установлена сезонность гельминтной инвазии животных. Для шистоматид характерно развитие с превращением (имеются личиночные стадии) и сменой хозяев. Паразитируют во внутренних органах животных, личинки - обычно в моллюсках. Половозрелые трематоды, или мариты, паразитируют в венозной системе заднего прохода кишечника или в печени водоплавающих птиц. Отложенные трематодами яйца выводятся из организма дефинитивного (окончательного) хозяина с экскрементами, мокротой, мочой. В яйце находится зародыш – мирацидий. Как правило, яйцо должно попасть в воду, где мирацидий выходит из него, некоторое время плавает, а затем внедряется в моллюска, мирацидий, должна найти и проникнуть в моллюска в короткий промежуток времени, часто равный лишь нескольким часам. Развитие может происходить лишь в том случае, если мирацидий инфицировал именно своего специфического промежуточного хозяина. Далее, мирацидий превращается в моллюске в мешковидную спороцисту. На стадиях спороцисты осуществляется размножение паразита, который партеногенетически воспроизводит поколение дочерних спороцист. Через 5 – 6 недель образуются церкарии, которые покидают тело моллюска. Ежесуточно из одного инвазированного моллюска может выходить от несколько сотен до 10-20 тысяч церкарий. Церкарии шистосом с длинным раздвоенным хвостом, очень быстро плавают. Они собираются у поверхности пленки воды или прикрепляются с помощью брюшной присоски к подводным предметам, в ожидании водоплавающих птиц. Церкарии выходят из инвазированных моллюсков преимущественно в дневное время суток и оседают на водных растениях (роголистнике, харе, элодеи, рдесте и др.), прикрепляясь к ним брюшными присосками, превращаясь в адолескарию, личиночную стадию, представляющую собой неподвижную цисту, прикрепленную к водному растению. В организме специфических окончательных хозяев (водоплавающих птиц) церкарии продолжают свое развитие; в коже человека церкарии погибают, вызывая воспалительные реакции. Церкариозы - сезонные заболевания. Пик заболеваний приходится на летние месяцы (с июня по август), когда происходит массовый выход церкарий из зараженных моллюсков. Степень риска заражения человека церкариями находится в прямой зависимости от численности церкарий шистосоматид в водоеме. Впервые, в 2008г. в связи с жалобами на появившиеся раздражения на теле купальщиков Оболенская Евгения, старшеклассница нашей школы, изучив литературу по данной теме, решила проверить гипотезу, о заболевании купальщиков шистосомным церкариозом. Сбор материала для исследований проводился в конце летнего сезона на заболоченном берегу озера Синара. Сбор материала для исследований проводился в конце летнего сезона на заболоченном берегу озера Синара. Были отобраны моллюски вида Limnea stagnalis в количестве 56 штук. Моллюски собирались по всей площади исследуемой акватории (примерно 100м2). При исследованиях использовались метод прижизненной диагностики как наиболее щадящий и доступный. Церкарии изучались в живом виде, подкрашенные слабыми растворами люголя и бриллиантового зелёного, при увеличении х 40-60. Обнаруженные церкарии по особенностям строения хвоста были подразделены на две группы: однохвостые и двухвостые (фуркоцеркарии). Патогенными считаются фуркоцеркарии. В результате исследования 2008 года было установлено 14 случаев заражения моллюсков личиночными стадиями трематод, их церкарии по внешнему строению можно отнести к фуркоцеркариям. В 2008 году, после консультации с дерматологом было высказано предположение, что можно установить связь между обитанием моллюсков (большой прудовик) в береговой зоне озера Синара и шестоматидным дерматитом. «Зуд купальщика», паразитное заболевание вызывают личинки (церкарии) ряда видов трематод семейства Schistosomatidae, промежуточным хозяином является большой прудовик, в теле которых они и развиваются. В 2014 с июня по сентябрь нами было проведено обследование на предмет обнаружения моллюсков на территории береговой зоны пляжа, и береговой зоны вблизи дачного поселка озера Синара. Каждая зона была разбита на стации (10х2м). Территория акватории городского пляжа Точка 1. была разбита на три участка по 100 метров (в начале, в середине и конце пляжа). На каждом участке были разбиты 10 стаций (5х2 м). На исследуемой территории моллюски не были обнаружены ни на одной из стаций. На исследуемой территории Точке 2. вблизи дачного посёлка были обнаружены участки, заросшие рогозом узколистным (Typha angustifolia). Береговая зона была разбита также на три участка по 100м. На каждом участке были выделены10 стаций (5х2м) На исследуемой территории акватории Точки 2, вблизи дачного посёлка, были обнаружены участки, заросшие рогозом узколистным (Typha angustifolia). Данная территория также была разбита также на три участка по 100м и выделены 10 стаций в каждой. Собранные моллюски были исследованы с помощью метода прижизненной диагностики (основан на положительном фототаксисе церкарий), и методе специальной диагностики, для исследования прудовиков (выделение печени и желудка). Анализ полученных результатов. Материалом для настоящей работы послужили собранные моллюски 2014-2015 гг. В 2014 году было собрано 110 моллюсков, в 2015 — 54. Территория Точки I и Точки II была исследована на предмет обнаружения моллюсков 5-6 июня, 4-5 августа, 6 сентября 2014 года. Нами проанализированы полученные результаты исследований паразитофауны моллюсков в озере Синара. На территории прибрежной зоны городского пляжа Точке 1. как и в 2004 году не обнаружены моллюски. При наличии наличия популяций водоплавающих птиц, отсутствие моллюсков, рогоза, мы не обнаружили в пробах воды церкарии. На Точке 2. было собрано 50 моллюсков в июне и августе. Количество зараженных моллюсков личиночными стадиями трематод (фуркоцикариями) выросло за десять лет с четырнадцати до тридцати экземпляров в июне и августе. В сентябре обнаружено 10 моллюсков, выявлено четыре экземпляра фуркоцеркариев. Причина уменьшения количества обнаруженных моллюсков в сентябре, объясняется тем, что в холодную погоду моллюски уходят в ил, вследствие этого экстенсивность инвазии моллюсков значительно уменьшается. Однохвостые церкарии, которые не являются патогенными, мы обнаружили в июне одиннадцать, в августе девять, а в сентябре один экземпляр. В августе было найдено большее число сеголеток, чем в июне. Это объясняется благоприятными условиями внешней среды для цикла развития. Мы также обнаружили редии на Точке II. В 2004 г. было обнаружено пять экземпляров, в 2014 в июне одиннадцать, в августе десять, в сентябре один, в дальнейшем мы планируем продолжить работу по исследованию промежуточной стадии паразитарных агентов. Для получения окончательных результатов исследования необходимо учитывать численность популяций водоплавающих птиц (окончательных хозяев трематод), плотность популяции моллюсков. При наличии популяций водоплавающих птиц, достаточно большого числа моллюсков, поражения кожи купальщика и обнаружения при микроскопировании фуркоцеркарий, наши исследования водоема доказали, что в прудовиках развиваются церкарии, которые случайно внедряясь в кожу купальщика вызывают церкарозы (церкарные или шистоматидные дерматиты). В данном случае человек играет роль неспецифического (абортивного) хозяина. Данный проект имеет региональное значение, также имеет значение для муниципалитета. Выводы: Риск заражения на Точке1. отсутствует (нет промежуточных хозяев – моллюсков, не обнаружена водная растительность, источник питания моллюсков). Риск заражения на Точке 2 присутствует (обнаружены популяции моллюсков, заражённых церкариями шистоматид). Мы считаем, что основные причины увеличения популяции заражённых моллюсков – это увеличение загрязнения бытовыми отходами, зарастание водоемов, что создает условии для развития моллюсков, резкий рост численности утиных птиц. Полученные результаты мы представили в отдел экологии города Снежинска, администрации города и ЦГСМ. Практическое значение нашей работы заключается в том, что мы подтвердили связь между обитанием моллюсков (большой прудовик) в береговой зоне озера Синара и шестоматидным дерматитом. Водоплавающие птицы распространяют яйца гельминтов, которые проходя определённый цикл развития, вызывают у человека (церкарные или шистоматидные дерматиты). Отработанный метод позволит нам исследовать и другие водоёмы Снежинска, провести многолетний мониторинг санитарно-паразитарного состояния наших водоёмов. Данные, полученные в результате исследований, помогут отделу экологии при администрации города заказать разработку экспертного заключения об опасности водоёма в отношении риска заражения людей паразитами. Когда ряд факторов указывает на высокий риск заражения в водоеме, даже если он не признан официально рекреационной зоной, необходимо будет проводить ряд эпидемиологических мер. Можно предположить, что опасные очаги птичьей инвазии могут иметь более широкое распространение, поэтому необходимо комплексное исследование уральских водоёмов. Список литературы: 1. Беэр С.А., Воронин М.В. Церкариозы на урбанизированных территориях. М.: Наука, 2007. С. 171-171..Беэр С.А., 2. Беэр С.А., Воронин М.В. // Основные достижения и перспективы развития паразитологии. — М., 2004. — С. 54—55.. 3. Герман С.М. Экологические предпосылки обострения ситуации по церкариозам в городах России. // Паразитология, 1993, т. 27, №6, с. 441-449 4. Дороженкова Т. Е., Бекиш О.-Я.Л. Способ определения видовой принадлежности церкариев птичьих трематод семейства Schistosomatidae в брюхоногих легочных моллюсках. Инструкция по применению.— Минск, 2007. 5. Информационный сборник о состоянии инфекционной заболеваемости, лабораторной диагностики и мер по профилактике в Челябинской области за 2000 год. - Челябинск: Центр государственного санитарно эпидемиологического надзора в Челябинской обл., 2001. 6. Методы санитарно - паразитологических исследований: Методические указания. - М. : Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. 7. Сазанов А. М. О некоторых аспектах изучения пресноводных моллюсков как промежуточных хозяев гельминтов. - В кн. Вопросы малакологии Сибири. Томск, Изд-во Томского университета, 1969. 8. Скрябин К. И. Строительство гельминтологической науки и практики. -М. : Изд - во АН СССР т. 2, 1963. 9. Шалдыбин Л. С. Гельминты и их промежуточные хозяева. - Челябинск: ЧГПИ, 1985. 10. Шевырева М. П. Эпидемиологическая обстановка по паразитам в РФ и основные направления деятельности по её стабилизации: Методические указания. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2001. 11. Шилкова Г. А. Моллюски озера Увильды и использование их рыбой. - В кн. Вопросы малакологии Сибири. - Томск, Изд - во Томского университета, 1969.
