КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 24-26-00251

НазваниеВлияние инвазии цестоды Ligula intestinalis на защитные механизмы, репродуктивный потенциал и потребительские качества леща Abramis brama

Руководитель Лебедева Дарья Ивановна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Карельский научный центр Российской академии наук" , Республика Карелия

Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-201 - Рыбный промысел

Ключевые слова лещ Abramis brama, цестода Ligula intestinalis, паразитарная инвазия, клеточные и гуморальные защитные механизмы, репродуктивный потенциал, качество филе, безопасность рыбных продуктов

Код ГРНТИ69.09.41


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Активное развитие форелеводства на пресноводных водоемах Карелии служит источником их загрязнения и эвтрофикации, вселения в экосистемы чужеродных видов - рыб и их паразитов, что существенным образом изменяет экосистему озера. По мере усиления эвтрофикации водоемов, усугубляется проблема возрастающей степени зараженности Карповых рыб цестодой Ligula intestinalis. Лещ Abramis brama (сем. Карповые) - распространенный вид костистых рыб и популярный объект промышленного и спортивного рыбного лова на водоемах Республики Карелия (Стерлигова и др., 2016). Распространение лигулёза лещей в оз. Сямозеро - одном из крупных водоемов Карелии, подтверждаемое немногочисленными научными исследованиями (Румянцев, 2008; Новохацкая, 2008), а также рыболовами (работниками рыболовецких артелей, местными жителями, традиционно добывающими леща для питания, и туристами, все большее количество которых выбирает для отдыха и рыбной ловли северо-западный регион России), наносит ущерб аборигенным видам рыб - их численности и ценности как объектов промысла и спортивной рыбной ловли. В литературе и научных отчетах приводятся данные о динамике зараженности цестодой L. intestinalis Карповых рыб - вторых промежуточных хозяев лигулы, указывающие, что рост зараженности карповых паразитом совпадает с повышением эвтрофированности водоема, которая и является основным способствующим распространению L. intestinalis фактором (Румянцев, Иешко, 1997; Румянцев, 2008; Новохацкая, 2008; Новохацкая и др., 2008). Усиливающаяся во времени проблема требует научной оценки не только причин и степени распространения паразита (источников его поступления в водоем, факторов, способствующих и сдерживающих его распространение), но и степени влияния паразитарной инвазии на аборигенные виды рыб водоема (популяционное благополучие, физиологию - рост, питание, размножение и др.), в том числе как объектов лова и питания человека. Взаимодействие в системе паразит-хозяин активно изучается на всех уровнях - поведенческом, физиологическом, молекулярном. Для одних из наиболее распространенных паразитов рыб (цестоды сем. Diphyllobothriidae) показано, что активные вещества их секретома изменяют нейро-гуморальные регуляторные процессы хозяина, тем самым влияя на нервную, пищеварительную, репродуктивную и другие системы органов. В системе “L. intestinalis - Abramis brama” размер растущего паразита может в 6 раз превышать длину рыбы и оказывать на нее как механическое (сдавление внутренних органов), так и химическое (секретируемыми в полость тела веществами секретома) воздействие. Детали этого воздействия в более полной мере выяснены для пары ”L. intestinalis - плотва Rutilus rutilus”. Однако, о действии L. intestinalis на леща известно не так много при том, что его хозяйственное промысловое значение и ценность как объекта туристического интереса к оз. Сямозеро несравнимо выше. Ожидаемые результаты проекта будут способствовать решению ряда фундаментальных и практических задач. Теоретическая значимость проекта заключается в получении новых знаний о паразито-хозяинных отношениях на примере системы “L. intestinalis - Abramis brama” на глубоком биохимическом уровне их взаимодействия. Для этого будут оценены ответные реакции рыб на инвазию паразита и зависимость этих реакций от степени инвазии (индекса масса паразита(ов)/масса рыбы). Ответные реакции хозяина будут оцениваться по эффективности его защитных и барьерных механизмов: антиоксидантного потенциала тканей, клеточного и гуморального иммунитета, протеолитических путей поддержания клеточного и белкового гомеостаза, проницаемости стенки кишечника, содержания необратимо поврежденных (окисленных, гликированных) липидов и белков. Исследования по проблеме будут иметь практическое значение для мониторинга лигулёза в природном водоеме (оз. Сямозеро), используемом в рекреационных целях, и должны внести вклад в оценку рисков распространения паразитизма с диких видов рыб на аквакультурные, потенциальной опасности поедания зараженной рыбы потребителями.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Получены сведения о паразитах леща Abramis brama из оз. Сямозера (Карелия, Северо-запад России). Выявлено 30 видов паразитов, которые представляют 6 классов: Oligohymenophorea, Myxozoa, Copepoda, Cestoda, Monogenea, Trematoda, Chromadorea. Наибольшее число видов относится к классам Myxozoa (9), Monogenea (7) и Trematoda (6). Цестоды и нематоды представлены 3 видами каждый. По 1 найденному виду относится к Oligohymenophorea и Copepoda. Впервые у леща оз. Сямозера выявлено 5 видов паразитов: миксоспоридии Myxobolus dogieli, M. gigas, M. impressus, моногеней Dactylogyrus fallax и трематод Diplostomum spathaceum. Паразитирование у леща исследуемого водоема метацеркарий D. spathaceum подтверждено молекулярно, на основе маркера cox1. Почти все отмеченные паразиты являются специфичными паразитами леща и других представителей сем. Cyprinidae.Среди паразитов леща оз. Сямозера преобладают виды со сложным жизненным циклом (21), большая часть из них развивается при участии бентосных организмов. Виды с прямым циклом развития немногочисленны (9).Самым распространенным и многочисленным видом были метацеркарии трематод Diplostomum spathaceum, паразитирующие в хрусталике глаза. Вторыми по встречаемости и численности были личинки нематод Raphidascaris acus, локализовавшиеся в печени и мезентерии внутренних органов и паразиты жабр - моногенеи Dactylogyrus zandti и D. wunderi. Значительное количество лещей с достаточно высокой интенсивностью были инвазированы цестодами Caryophyllaeus laticeps, паразитирующими в кишечнике рыб, и трематодами Phyllodistomum folium, паразитами почек и мочеточников. Единично встречались такие паразиты: инфузории рода Trichodina в мазках с поверхности тела, миксоспоридии Myxobolus gigas в стекловидном теле глаза, рачки Ergasilus sieboldi, моногенеи Gyrodactylus elegans и Diplozoon homoin - на жабрах, трематоды Allocreadium isoporum (в кишечнике) и Ichthyocotylurus platycephalus (на стенке сердца). В популяции леща встречаемость и численность плероцеркоидов L. intestinalis была низкой. На основании последовательностей двух митохондриальных маркеров COI и Cytb плероцеркоиды Ligula intestinalis из лещей оз. Сямозера и из некоторых других озер Карелии (оз. Кончезеро, оз. Ладожское, оз. Онежское, оз. Святозеро) выявлено, что они принадлежат к Ligula intestinalis «Lineage А» sensu Nazarizadeh et al. (2023). У особей из карельских озер отмечено 22 гаплотипа, из них 21 гаплотип был уникальным. Пятнадцать гаплотипов, каждый из которых соответствует отдельному червю L. intestinalis, были обнаружены у цестод из озера Сямозеро. Всего обнаружено 40 гаплотипов конкатенированного cox1+ cytb у паразитов L. intestinalis из леща водоемов России и Европы (Эстонии, Чехии, Франции). Генетические дистанции участков cytb+cox1 у плероцеркоидов из рыб карельских озер варьировали меньше, чем между карельскими образцами и червями из Рыбинского водохранилища, Эстонии, Чехии и Франции. По нутриентному составу (тотальному содержанию белка, липидов, ТАГ, отдельных эссенциальных жирных кислот) скелетные мышцы зараженных и не зараженных лигулой экземпляров леща из оз. Сямозеро оказались сходны. Также сходен был и их элементный состав (макро- и микроэлементы, эссенциальные и ксенобионтные); анализ подтвердил их безопасность для потребления человеком. Специфические для зараженных лещей особенности включали обеднение пула витамина Е (токоферола), тесно связанного с окислительными процессами и репродукцией, и, напротив, накопление витамина А (ретинола), задействованного в ответных реакциях на инфекции и паразитарные инвазии. Полученные результаты позволяют заключить, что паразитарная инвазия - лигулез - не отразился на пригодности леща в питании человека (как по пищевой ценности, так и по безопасности), однако, физиология рыбы испытывает негативное воздействие вследствие внедрения паразита, о чем к настоящему моменту мы можем судить по состоянию внутренних органов, высокой степени деградации запасных липидов и дисбалансу витаминов. Более полное представление о влиянии лигулеза на состояние защитных систем организма и репродуктивный потенциал мы получим при обработке всего комплекса запланированных показателей.

 

Публикации

1. Лебедева Д.И., Кочнева А.А., Лысенко Л.А., Канцерова Н.П., Зайцев Д. О., Милянчук Н. П., Суховская И. В. Mapping of Ligula plerocercoids in the freshwater bream Abramis brama in Lake Syamozero and some other lakes of Northwestern Russia. Ecologica Montenegrina, Institute for Biodiversity and Ecology, Podgorica Montenegro, Ecologica Montenegrina, 80, 21–37. https://doi.org/10.37828/em.2024.80.3 (год публикации - 2024)
10.37828/em.2024.80.3

2. Лебедева Д. И., Суховская И. В., Кочнева А. А., Лысенко Л. А., Канцерова Н. П., Зайцев Д. О., Милянчук Н. П., Иешко Е. П. MOLECULAR AND MORPHOLOGICAL DESCRIPTION OF DIPLOSTOMUM SPATHACEUM METACERCARIAE FROM ABRAMIS BRAMA L. OF LAKE SYAMOZERO (NORTH-WEST RUSSIA) Паразитология, Паразитология, Т.58(6): 457–469. (год публикации - 2024)
DOI: 10.31857/S0031184724060012


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В ходе выполнения 2-го этапа работ по проекту, был проведен анализ физиологических ответных реакций хозяина - леща обыкновенного, Abramis brama - на заражение паразитом - лигулой, Ligula intestinalis L. По новым данным, заражение лигулой, эндопаразитом крупных размеров, провоцирует лишь незначительную вовлеченность защитных систем леща, включая антиоксидантную, систему контроля качества белков органов рыб, воспаление и поддержание барьерных свойств стенки кишечника. Наиболее выраженные изменения были характерны для гепатопанкреаса леща в сравнении со скелетными мышцами: индуцировался низкоуровневый оксидативный стресс, выраженный в активации глутатион-S-трансферазы, снижении активности каталазы, дефиците низкомолекулярного антиоксидантного витамина Е, при этом отсутствовали явления аккумуляции окисленных макромолекул, включая белковые карбонилы и метаболита окисленных ненасыщенных жирных кислот, МДА; полученные данные подготовлены для публикации (Kantserova et al. Oxidative stress markers in the common bream Abramis brama parasitized with Ligula intestinalis (Lake Syamozero, Northwest Russia // Molecular & Biochemical Parasitology, на рецензировании). В ответ на заражение паразитом в селезенке - основном иммунном органе рыб - отсутствовала выраженная воспалительная реакция, о которой судили по индукции цитокинов. Из обнаруженных изменений, которые требуют дальнейшего изучения, следует отметить активацию кальций-зависимых протеиназ и накопление незаменимой серосодержащей аминокислоты метионина в скелетных мышцах леща; эти факты в совокупности свидетельствуют о метаболических сдвигах белкового обмена в скелетных мышцах - основном депо белковых субстратов у рыб, индуцируемых паразитом. В целом, нутритивный состав леща как промыслового объекта не изменяется существенно при его заражении лигулой, что свидетельствует о безопасности его употребления в пищу (с учетом паразитологической безопасности - лигула не паразитирует в человеке); эти сведения опубликованы как научно-популярный материал в общедоступных интернет-ресурсах (https://vk.com/wall-165130519_5098, http://www.krc.karelia.ru/news.php?id=6293&plang=r). Проведенный анализ многолетней изменчивости паразитофауны леща Abramis brama оз. Сямозеро с учетом сведений о процессах эвтрофирования водоема показал те же тенденции динамики заражения леща, что наблюдались в 2000-е гг. В период исследований 1954 – 1956 гг. паразитофауна леща характеризовалась высоким разнообразием видов, развивающихся через бентосные организмы (включая представителей Acanthocephala, A. isoporum). Начиная с 1970-х гг. в паразитофауне леща отмечены резкие изменения количественных показателей заражения и видового состава. Рост численности и биомассы планктона в результате эвтрофирования водоёма привел к возрастанию роли планктона в питании леща, что вызвало усиление его заражения гельминтами, развивающимися через планктонные организмы, включая плероцеркоидов Ligula intestinalis. В 2000-е гг. показатели инвазии паразитами, чей жизненный цикл связан с бентосом, выросли по сравнению с предыдущим периодом, однако “планктонные” виды, в том числе L. intestinalis сохранили свое место в паразитофауне леща. В 2024 г. выявлено, что несмотря на продолжающийся рост зараженности леща паразитами, промежуточными хозяевами которых служит бентос, гельминты, чей цикл развития связан с планктоном, не снижают своей численности. При этом нематоды Philometra spp. и цестоды L. intestinalis продемонстрировали даже более высокие показатели инвазии по сравнению с 2000-ми гг., что отражает изменения, происходящие как в популяции этого вида, так и в экосистеме в целом. Такие данные свидетельствует о продолжающемся процессе эвтрофирования водоема, возможно, связанный с деятельностью форелевых хозяйств на акватории водоема. Результаты опубликованы: Lebedeva et al. Parasites of Abramis brama L., 1758 in lake Syamozero (Karelia, Northwest Russia): A step forward in long-term monitoring // Паразитология. 2025. Т. 59, № 4. C. 267–280. doi: 10.31857/S0031184725040015.

 

Возможность практического использования результатов
Результаты проекта имеют значение для развития социальной сферы региона. Республика Карелия в последние годы является привлекательным туристическим регионом, в том числе для "дикого" туризма и рыбалки. Поскольку лещ относится к промысловым видам и рассматривается как объект любительского лова местными жителями и туристами и широко используется в рационе человека в термически обработанном и необработанном виде (засол, вяление). Обнародованные для населения республики научно-популярные заметки в СМИ о безопасности зараженного лигулой леща при его употреблении в пищу также способствовали пропаганде знаний об опасности других представителей паразитофауны и вызываемых ими заболеваний человека (например, дифиллоботриоза). Даны разъяснения о способе утилизации зараженных лигулой рыбных отходов для минимизации распространения возбудителя. Систематический мониторинг численности и состава паразитофауны водоемов Карелии, используемых, помимо любительского промысла, под рыбохозяйственные нужды, должен стать основой разработки рекомендаций и принятия своевременных мер по предотвращению эпизоотий среди рыбного населения природных водоемов и объектов аквакультуры. Функционирование садковых, преимущественно форелевых, хозяйств - важная составляющая экономического развития Республики Карелия. Эпизоотии существенным образом могут снизить эффективность работы садковых хозяйств за счет ухудшения здоровья поголовья рыб, повышения летальности в силу распространения паразитарных инвазий, присоединения вторичных инфекций, а также за счет снижения качества выпускаемой рыбной продукции. Эпизоотии также могут существенно изменить состав аборигенной фауны водоемов.