Программа лаборатории на пять лет

Руководитель Исполнители Реферат Актуальность Разделы программы и ответственные исполнители

Биогеографические и эколого-популяционные аспекты изучения паразитарных систем водных и наземных сообществ европей-ского Севера.

программа научно
исследовательских работ
лаборатории паразитологии
животных и растений
Института биологии КарНЦ РАН
на 2001-2004 гг.

Научный руководитель:
зав. лабораторией
паразитологии животных и растений,
д.б.н., проф. Е. П. Иешко

Исполнители

Аникиева Л.В. д.б.н., с.н.с.
Румянцев Е.А. д.б.н., в.н.с.
Груздева Л.И. к.б.н., с.н.с.
Матвеева Е.М. к.б.н., н.с.
Коваленко Т.Е. гл. биолог
Аниканова В.С. к.б.н., с. н.с.
Беспятова Л.А. к.б.н., с.н.с.
Бугмырин С.В. м.н.с.
Мартьянов Р.C. м.н.с.
Евсеева Н.В. к.б.н., н.с.
Шульман Б.С. к.б.н., с.н.с.
Барская Ю.Ю. вед. биолог
Карпова С.Г. аспирант

Реферат

Предлагаемая тема исследований является этапом дальнейшего развития исследо-ваний в области экологической паразитологии и входит составной частью в программу Отделения общей биологии РАН "Проблемы экологии биологических систем", направле-ние 11. "Проблемы паразитологии".

Объектом исследования являются паразитические организмы, обитающие на жи-вотных и растениях в условиях Северо-запада России (паразиты рыб, мелких млекопи-тающих, птиц, кровососущие членистоногие, фитогельминты). Исследования выполняют-ся по общепринятым в паразитологии методам, в ряде случаев будут использованы ориги-нальные методики и эксперименты по изучению особенностей биологии и экологии пара-зитов.

Цель работы заключается в изучении становления и генезиса фауны, особенностей расселения и распространения паразитов различных групп хозяев в послеледниковый пе-риод (последние 10 тыс. лет). Предполагается получить данные характеризующие естест-венную и антропогенную сукцессию наземных и водных сообществ. Особое внимание бу-дет посвящено анализу фауны и морфофизиологическим особенностям паразитов южных и сибирских вселенцев, а также оценке последствий деятельности человека, связанных с расширением ареала паразитов и загрязнением окружающей среды.

Наряду с традиционными показателями состояния паразитарных систем (видовое разнообразие паразитов, процент заражения и интенсивность инвазии отдельными вида-ми) применяются популяционные, морфофизиологические, этологические и биохимиче-ские подходы для оценки характера взаимоотношений в системе паразит-хозяин и адапта-ции паразитов к изменяющимся условиям окружающей среды.

Основная ценность данного исследования заключается в изучении разнообразных по своей природе и экологии групп паразитов, сочетании организменного и популяцион-ного подходов для выяснения общих принципов функционирования и динамики парази-тарных систем. Полученные результаты расширят наши представления о природной оча-говости опасных возбудителей заболеваний человека и животных. Будут разработаны экологически чистые технологии ограничения численности паразитов сельскохозяйствен-ных культур.

ПРОГРАММА

АКТУАЛЬНОСТЬ

Паразиты растений, животных и кровососы являются широко распространенными и мас-совыми компонентами наземных и водных сообществ. Взаимодействие паразитов с хозяе-вами в популяционном аспекте, по определению Беклемишева (1956), понимается как формирование паразитарной системы и является эволюционно сложившимся механизмом регуляции численности популяций хозяев, устойчивости и структуры сообществ. Парази-ты являются непременными участниками и интегрированными показателями истории формирования и эволюции природных комплексов.

Расположение Карелии на стыке двух фаунистических комплексов - таежного и широко-лиственных лесов, значительная вытянутость ее территории с севера на юг, молодость, разнообразие и мозаичное размещение природных комплексов, наряду с историческими особенностями формирования экосистем, обуславливает сложное строение фауны, гетеро-генный, смешанный характер ее составных элементов.

В связи с тем, что паразиты и особенно виды со сложным циклом развития, являются весьма удобными биоценотическими индикаторами, анализ фаунистического разнообра-зия паразитов может играть существенную роль в понимании процессов истории станов-ления и эволюции природных комплексов Карелии. При этом будут использованы наряду с данными по паразитам рыб, сведения о разнообразии паразитов растений, мелких мле-копитающих и почвенных нематод, характеризующих состав и изменения наземной фау-ны.

Возрастающая роль человека в изменении природных комплексов (сельское хозяйство, рубка лесов, загрязнение водоемов и почвы) становится важным фактором определяющим состояние экосистем. В новых условиях нарушаются старые сложившиеся биоценотиче-ские связи и структура сообществ. При этом меняется и характер отношений в системе паразит-хозяин, и ранее не патогенные виды становятся причиной массовых заболеваний животных и растений. Существующие формы хозяйствования - рыборазведение, живот-новодство и растениеводство становятся причиной расширения ареала паразитов и как следствие "паразитарного" загрязнения.

Фаунистические исследования лаборатории будут дополняться детальным анализом по-пуляционных аспектов существования и поддержания паразитарных систем. К настояще-му времени известны основные закономерности формирования очагов трансмиссивных болезней. Получены обширные данные по биологии и популяционной динамике отдель-ных видов, слагающих очаговые ценозы. Исследованы взаимосвязи (на качественном уровне), определяющие жизнь популяций и циркуляцию возбудителя в очагах. Успехи, достигнутые в последнее время, позволяют дополнить существующие представления о пространственных взаимоотношениях и связях в природном очаге. Оригинальность пред-лагаемого раздела программы заключается в комплексном изучении не только популяци-онной биологии паразитов (видовое разнообразие, численность, размерно-возрастная структура, плодовитость, смертность), но и учетом территориальных аспектов экологии и поведения хозяев (численность, видовое разнообразие, тип питания, особенности про-странственной структуры), что расширит наши представления о функционировании при-родных очагов заболеваний.

Паразитологические данные о численности и разнообразии паразитов при загрязнении ок-ружающей среды, изменении численности промежуточных и окончательных являются важными биоиндикационными показателями, позволяющими оценить состояние и тен-денции изменения природных комплексов. Данный раздел программы предполагает рас-ширение эколого-популяционных исследований паразитарных систем, что позволит ис-следовать паразито-хозяинные отношения на трех уровнях:

· организменный, изучение индивидуальных особенностей заражения хозяев, т.е. не-посредственное взаимодействие паразита (или паразитов) и хозяина. При этом мож-но оценить индивидуальные реакции хозяев на заражение паразитом, устойчивость хозяина к заражению, выживаемость паразитов на хозяине, и влияние паразита на жизнеспособность хозяина.

· популяционный, взаимодействие популяций паразитов и хозяев, анализ популяци-онных параметров (выживаемость, плодовитость, возрастная структура, пространст-венное распределение)

· экосистемный, формирование паразитарных систем, место и роль паразитов в струк-туре сообществ.

Разделы программы и ответственные исполнители.

1). Генезис и формирование разнообразия фауны паразитов рыб озерных и речных экосистем Севера. - Е.А.Румянцев, Б.С.Шульман, Ю.Ю.Барская.

2). Видовое разнообразие и эколого-популяционный анализ паразитов мелких мле-копитающих Европейского Севера. - В.С. Аниканова, Л.А. Беспятова, С.В. Бугмырин.

Цель:

Изучение видового разнообразия и особенностей формирования паразитофауны мелких млекопитающих в условиях Европейского Севера. Приоритетным направлением будет ус-тановление закономерностей формирования территориальной структуры популяции мо-дельных видов паразитов и их хозяев, что в свою очередь дополнит существующие пред-ставления о пространственных взаимоотношениях и связях в природном очаге.

Задачи

1. Инвентаризация видового разнообразия паразитов мелких млекопитающих Евро-пейского Севера (Карелия, Мурманская обл.).

2. Анализ популяционных аспектов паразито-хозяинных отношений.

3. Мониторинг динамики численности паразитов мелких млекопитающих

4. Создание электронной базы данных по паразитам мелких млекопитающих Каре-лии.

3). Генезис фауны фито- и почвенных нематод и их значение как функциональных индикаторов изменяющихся условий среды - Л.И. Груздева, Е.М. Матвеева, Т.Е. Коваленко

4). Почвенные нематоды и фитогельминты, как индикаторы загрязнения наземных сообществ. - Л.И. Груздева, Е.М. Матвеева, Т.Е. Коваленко

5). Условия возникновения и характер протекания массовых заболеваний рыб и сельскохозяйственных культур, мероприятия по контролю численности патогенов. - Б.С. Шульман, Н.В. Евсеева, Л.И. Груздева, Е.М. Матвеева

6). Экспериментальное изучение взаимоотношений паразит-хозяин, динамика фи-зиолого-биохимических показателей паразита и хозяина на разных фазах заражения. - Л.И. Груздева, Е.М. Матвеева

7). Фенотипическая изменчивость паразитов рыб - Л.В. Аникиева

Цель.

Изучение зоогеографических и эколого-популяционных аспектов формирования фено-типической изменчивости паразитов рыб.

Задачи.

1. Провести анализ известных данных о фенотипическом полиморфизме паразитов. Оценить состояние вопроса и проблемы изучения фенотипического полиморфизма паразитов рыб.

2. Изучить фенотипическое разнообразие цестод рода Proteocephalus - паразитов разных эволюционных групп хозяев: P. osculatus - паразита европейского сома, P. thymalli - паразита хариуса, P. tetrastomus - паразита корюшки.

3. Выявить особенности морфологической изменчивости P. percae и P. cernuae - пара-зитов окуня и ерша, принадлежащих к одному и тому же фаунистическому ком-плексу, но различающихся экологической валентностью.

4. Определить характер и направленность проявления полиморфизма комплексного вида паразита лососевидных рыб P. longicollis при обитании на разновидовых суб-популяционных группировках хозяев: сиг, ряпушка, килец, корюшка Онежского озера.

5. Изучить фенотипическое разнообразие P. longicollis в сибирской и европейской ря-пушке.

8). Поведенческий и морфологический полиморфизм популяций кровососущих ко-маров - С.Г. Карпова

Цель

Изучение внутри- и межпопуляционной изменчивости этологических и морфометриче-ских признаков кровососущих комаров родов Aedes и Culex.

Задачи

1. Формирование концепции изменения качественной и временной структуры попу-ляций кровососущих комаров при расселении на Север.

2. Изучение географической изменчивости этологических и морфометрических при-знаков в популяциях кровососущих комаров.

3. Анализ условий и факторов определяющих гетерогенность популяций городского комара Culex pipiens molestus.

Статистика