ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СЕЗОНА ГОДА И ПОЛОВЫХ РАЗЛИЧИЙ БЛОХ НА ВЗАИМООТНОШЕНИЯ С ЧУМНЫМ МИКРОБОМ

Изучена в эксперименте заражающая способность C. tesquorum altaicus в различные сезоны года при подкормках блох на суслике (рис. 1).

Рис. 1. Сезонная динамика заражающей способности C. tesquorum altaicus при питании на длиннохвостых сусликах: 1. Доля блох с «блоком»; 2. Частота заболевания зверьков; 3. Частота генерализации инфекции у зверьков.

Инфекциозность укусов единичных «блокированных» блох (отношение числа заболевших животных к общему числу зверьков, на которых кормили особей с «блоком») также изменялась в зависимости от сезона года (табл. 1).

Таблица 1

Инфекциозность укусов «блокированных» C.tesquorum altaicus

в различные периоды эпизоотического сезона

№ опыта	Время проведения опыта	Количество блох	Коли- чество сусликов	Заболело чумой	Показатель инфекциозности
1	III декада апреля – май	1-3	10	1	0,10 ± 0,095
2	Июнь – I декада июля	1-3	10	3	0,30 ± 0,145
3	III декада июля – август	1-2	10	7	0,70 ± 0,145
4	То же	1-2	10	6	0,60 ± 0,155
5	Сентябрь	1-3	10	5	0,50 ± 0,158

Самые высокие значения данного показателя отмечены в III декаде июля-августе. Различия между результатами, полученными весной (май) и в середине лета, высоко достоверны (t=2,74, P<0,05 для первого опыта, t=2,34, P<0,05 для второго и t=2,85, P<0,01 для двух опытов). Кроме того, прослеживается тенденция к возрастанию инфекциозности укусов особей с «блоком» в июле-августе и по сравнению с началом лета (июнь-I декада июля) (табл. 1).

Сезонная динамика взаимоотношений чумного микроба с C. tesquorum altaicus исследована при подкормках на неспецифичном для этого вида блох прокормителе – белой мыши (рис. 2).

Рис. 2. Сезонная динамика векторной способности C. tesquorum altaicus при питании на белых мышах: 1. Доля блох с «блоком»; 2. Частота заболевания зверьков; 3. Частота генерализации инфекции у зверьков.

Блох, происходящих с Каргинского участка очаговости, инфицировали штаммами чумного микроба, изолированными на Каргинском (И-3327) и Саглинском (И-3428) участках Тувинского очага.

В данных экспериментах все показатели, характеризующие векторную способность блох, повышались от весны к лету (рис. 2) аналогично опытам на суслике (рис. 1). Однофакторный дисперсионный анализ выявил существенное значение сезона в частоте формирования конгломератов микроба в организме блох (F=13,84, P<0,001 для штамма И-3327; F=16,43, P<0,001 для штамма И-3428). Летом численность имаго, содержавших конгломераты возбудителя, выше, по сравнению с весной и осенью. Различия по этому показателю для штамма И-3428 существенны между весной и летом (t=5,50, P<0,001), а также летом и осенью (t=3,17, P<0,01). Для штамма И-3327 различия достоверны между весной и летом (t=5,08, P<0,001).

Частота передач микроба самками в течение опытов сохранялась примерно на одном уровне. Самцы передавали возбудителя летом чаще, чем весной (t=2,76, P<0,01), осенью эффективность передачи у них не снижалась (t=1,06, P>0,05). Достоверное возрастание частоты передач от весны к лету (t=2,06, P<0,05) выявлено для обоих полов. Очевидно, что передача чумного микроба C. tesquorum altaicus как сусликам, так и белым мышам, активизируется от весны к лету, в основном за счет векторной способности самцов.

Результаты опытов указывают, что на заражающую способность насекомых оказывает существенное влияние сезон года. При этом данная способность не всегда напрямую зависит от температурного режима содержания и частоты подкормок инфицированных эктопаразитов, и, возможно, обусловлена какими-то другими, не установленными биологическими факторами. В любом случае этот феномен свидетельствует об адаптации возбудителя, циркулирующего в Тувинском природном очаге, к жизненному циклу основного переносчика. Их взаимодействие имеет выраженную сезонную динамику, которая проявляется даже при питании блох на неспецифичном прокормителе.

Проанализированы особенности накопления конгломератов чумного микроба в организме Amphipsylla primaris primaris, блокообразования, алиментарной активности и смертности этих насекомых при питании на плоскочерепной полевке, а также влияния сезона года на эти показатели.

Всего «блокированных» A. primaris primaris без учета пола выявлено осенью 10,2 %, весной – 5,4 % (t=2,34; P<0,05). Осенью образование «блока» происходило у самок и самцов в одни и те же сроки. От общего количества взятых в опыт блох доля таких самок составила 11,6 %, самцов – 8,5 % (t=1,29; P>0,05). Весной у самцов блокообразование начиналось и заканчивалось раньше, чем у самок. Самцов с «блоком» отмечено 7,5 %, самок – 4,5 % (t=1,19; P>0,05). Осенью «глыбки» и «блоки» у блох формировались примерно в те же сроки, что и весной, но количество самок с «блоком» было выше (t=2,87; P<0,01). Частота «блокирования» самцов по сезонам не различалась.

Образование бактериальных «глыбок» осенью как у самок, так и у самцов отмечали примерно в два раза чаще, чем весной (табл. 2). Доля самцов с «глыбками» превысила долю самок в 1,5-2 раза в оба сезона. Но в среднем «блокированных» самцов весной отмечено почти в три раза больше, чем самок, а осенью – в два раза меньше. Среди блох с частичным «блоком» в оба сезона преобладали самки. В осеннем опыте таких самок в среднем выявляли почти в 6 раз больше, чем весной, а самцов отмечали исключительно осенью.
Таблица 2

Средняя доля A. primaris primaris, содержавших конгломераты чумного микроба, от числа пивших за подкормку особей (%)

Более частое разрушение полных «блоков» у самок, вероятно, связано с большим количеством насасываемой ими крови, по сравнению с самцами. Причем осенью эта тенденция усиливается у блох обоих полов. Видимо, осенью микробу более «выгодна» адаптация к организму блохи для сохранения в холодный период, чем образование «блока» и дальнейшая трансмиссия.

На алиментарную активность и смертность A. primaris primaris оказывали влияние сезон года и пол насекомого. Активность кровососания весной была более стабильна (у самок σ²=103,9, у самцов 68,7), чем осенью (у самок σ²=247,4, F=2,38, P<0,05, у самцов 262,6, F=3,82, P<0,01). Весной гибель самцов выше, чем самок (t=5,32; P<0,001), а по сравнению с осенью, она увеличилась вдвое (t=3,51; P<0,001). Гибель самок в эти сезоны не различалась.

Таким образом, способность чумного микроба к блокообразованию у A. primaris primaris разного пола от весны к осени может изменяться противоположным образом, что обусловлено различиями в сезонных изменениях физиологических показателей блох – активности кровососания и смертности.

Рис. 3. Блокообразование у самок и самцов X. cheopis

У самцов большинства исследованных видов блох из природных популяций Тувинского очага выявлено аналогичное с самками или более активное формирование «блоков» (рис. 4).

Рис. 4. Блокообразование у самок и самцов массовых видов блох из Тувы

Представляет интерес, что доля «блокированных» самцов C. tesquorum altaicus при подкормках на суслике в июле-августе значительно превышала долю таких самок. В одном опыте выявили 13,8 % самцов и 5,4 % самок с «блоком», во втором – 7,7 % и 1,3 %, в третьем – 24,7 % и 3,7 %. Половые различия по этому признаку достоверны (для первого и второго опытов t=1,97, P<0,05, для третьего t=4,34, P<0,001). Кроме того, во всех проведенных на суслике опытах процесс блокообразования у самцов начинался и заканчивался раньше, что говорит о более коротком его периоде у этого пола.

При подкормках C. tesquorum altaicus на мышах в среднем за все опыты (без учета сезона и штамма Y. pestis) доля «блокированных» самок составила 11,4 %, самцов – 2,5 % (t=3,03, P<0,01). Летом процесс блокообразования активизировался у особей обоих полов, однако доля самцов с «блоком» была меньше, чем самок. То есть наблюдали ситуацию прямо противоположную отмеченной при кормлении блох на суслике, что связано с использованием неспецифичного для блох прокормителя – белой мыши.

Исследования показали, что у блох существуют явные половые различия, как в частоте, так и динамике процесса блокообразования. Эти показатели существенно зависят не только от видовых особенностей эктопаразитов и используемых прокормителей, но и сезона года, а также условий содержания самок и самцов в эксперименте (совместно или раздельно). Так, в опытах с C. tesquorum altaicus, проведенных в сроки, совпадающие с активизацией эпизоотического процесса в очаге (июль-август) и на естественном для данного вида прокормителе (длиннохвостый суслик), «блок» преджелудка отмечали у самцов значительно чаще, чем у самок. В то время как среди самцов, подкармливаемых кровью белых мышей, ни в одном случае не обнаружено больше «блокированных» особей, чем среди самок. На естественном прокормителе у самцов C. tesquorum altaicus зарегистрированы и более ранние сроки формирования «блоков», что в большинстве случаев характерно для особей этого пола и других видов. При совместном содержании полов значительно уменьшается продолжительность жизни блох, особенно, самцов (Цэрэнноров, 1999), что, видимо, снижает способность последних противостоять неблагоприятным факторам, в том числе и инфицированию чумным микробом. Видимо, блокообразование у самцов более зависимо от условий среды, и отражает меньшую степень адаптации микроба к особям этого пола.

Таблица 3

Передача чумного микроба самками и самцами блох (без учета сезона года)

Вид блохи	Прокормитель	Штамм Y. pestis	Количество передач (%)
			самки	самцы	t
C. tesquorum altaicus	Длиннохвостый суслик	И-3226	38,5	46,2	0,40
	Белая мышь	И-3327	56,9	30,7	1,54
		И-3428	59,5	43	0,98
F luculenta luculenta	-«-	И-1996	35,7	78,6	2,29*
X. cheopis	-«-	-«-	30	50	0,91

При подкормках C. tesquorum altaicus на суслике в июле-августе несколько большую заражающую способность наблюдали у самцов, но различия между полами в передаче возбудителя недостоверны. В опытах с белыми мышами (без учета сезона), наоборот, самки более активно передавали возбудителя. Существенные половые различия в передаче чумного микроба мышам выявлены весной (самки в 51,6 % случаев, самцы – в 14,3 %), летом и осенью они незначительны. Летом самцы передавали возбудителя достоверно чаще (43,2 %), чем весной (t=2,76, P<0,01), осенью (55,6 %) по сравнению с летом их эффективность как переносчиков не снижалась (t=1,06, P>0,05).

Из приведенных данных следует, что подкормки на неспецифичном прокормителе оказывают значительное влияние на взаимоотношения монозоидных видов блох с чумным микробом. Поэтому различия в передаче возбудителя чумы самками и самцами, установленные в опытах на мышах, в природе могут проявляться по-другому. Тем не менее, они характеризуют определенные тенденции сезонной динамики трансмиссии чумного микроба.

Самки F. luculenta luculenta передали чумной микроб мышам в пяти (35,7 %), а самцы – в 11 (78,6 %) случаях из 14 (табл. 3). Половые различия по этому показателю достоверны (t=2,3, P<0,05), самцы передавали возбудителя чумы вдвое чаще самок. Половые различия у X. cheopis в трансмиссии недостоверны, однако прослеживается тенденция к увеличению данного показателя в группе, сформированной из самцов (табл. 3).

Таким образом, половые различия в трансмиссии чумного микроба выявлены у всех исследованных видов блох и они довольно значительны. Особенности штаммов, используемых в опытах, оказывали влияние на количественные (больше или меньше доля насекомых с «блоком» и число передач ими чумного микроба животным), но не на качественные характеристики этих показателей (тенденция к большим значениям у самцов по сравнению с самками). Приведенные данные свидетельствуют, что взаимоотношения чумного микроба с самцами блох обеспечивают в основном распространение возбудителя. Это связано с более высокой частотой кровососания самцов (Новокрещенова и др., 1968), их большей подвижностью (Кондрашкина, Дудникова, 1962) и склонностью к смене прокормителя (Rust, 1994).

Влияние абиотических факторов на алиментарную активность, смертность блох и их взаимоотношения с чумным микробом. Температура содержания зараженных насекомых является одним из мощных факторов, влияющих на частоту и скорость образования «блока» у любого вида блох (Козлов, 1979; Алексеев, Кондрашова, 1985; Ващенок, 1988; Hinnebusch et al., 1998). Наиболее интенсивен процесс блокообразования при температурах, благоприятных для жизни конкретного вида этих насекомых (Бибикова, Классовский, 1974). Представляет интерес исследование взаимоотношений чумного микроба и блох в зависимости от температуры, наблюдаемой в период активного проявления эпизоотического процесса в природном очаге.

Исследована векторная способность С. tesquorum altaicus при различной температуре с учетом активности кровососания и смертности насекомых. Имаго, инфицированных осенью и перезимовавших в условиях искусственной норы, содержали весной и летом следующего года при 2-10º С (с постепенным повышением температуры от весны к лету). Температура содержания оказывала существенное влияние на алиментарную активность «перезимовавших» насекомых (F=5,01, P<0,05). При низкой температуре (2-3º С) активность кровососания у самцов и самок не различалась, а при 9-10º С пивших самцов было больше: средняя за подкормку доля таких самцов составила 100±0,0 %, самок – 99,2±0,36 %. Необходимо уточнить, что наблюдения проведены над выжившими после зимовки особями, среди которых преобладали самки с остаточной зараженностью 50-64,3 % (при исходной 80-100 %).

С «молодыми» блохами опыты поставлены при более широком диапазоне температуры (от 5 до 27º С). По результатам однофакторного дисперсионного анализа (без учета пола имаго) температура содержания оказывала значительное влияние на активность кровососания «молодых» блох (F=4,50, P<0,01). Менее активно они питались при 7-8º С и 24-27º С. Сравнение данного показателя при трех промежуточных значениях температуры (7-8º, 9-10º и 16-18º С), показало, что наиболее предпочтительна как для самок, так и самцов температура 9-10º С. При 7-8º С алиментарная активность выше у самок (94,9±0,90), чем у самцов (90,0±2,20), а при 16-18º С различий между полами не выявлено. При дальнейшем повышении температуры этот показатель снижался как у самок, так и у самцов. Так, при 22º С среди самок отмечено 98,9±0,83 % пивших особей, среди самцов – 100±0,0 %. При 24-27º С доля пивших самок составила 93,2±1,77 %, а самцов – 97,3±1,27 %.

Повышение температуры от 7-8º до 16-18º С влияло на смертность блох (F=4,56, P<0,01). Доля погибших за подкормку особей увеличивалась от 1,4±0,94 % до 8,3±2,03 %. При температуре 22-27º С относительное количество погибших в среднем за подкормку самцов (3,2±0,67 %) было выше, чем самок (1,2±0,46 %), почти в три раза.

Сравнительный анализ алиментарной активности «перезимовавших» и «молодых» блох при температуре 9-10º С показал, что она выше у переживших зиму особей (99,2±0,81 %), по сравнению с «молодыми» (92,6±1,14 %). Различия в смертности между этими группами насекомых незначительны (5,1±1,10 % для «молодых» блох, 4,7±1,72 % для «перезимовавших»).

Проанализировано влияние температуры на блокообразование и векторную способность насекомых. В первой серии экспериментов «перезимовавших» имаго содержали при температуре от 2 до 10º С, максимальное относительное количество особей с «блоком» (4,8 %) выявлено при 9-10º С. Формирование «блоков» отмечено при первой подкормке блох на сусликах, но в отдаленные после их заражающего кормления сроки (на 230-278 сутки).

Во второй серии экспериментов имаго выплода текущего года содержали при температуре от 5 до 27º С. Наибольшая доля «блокированных» особей (15,7 %) отмечена при 22-27º С, а формирование первых «блоков» происходило на 3-6 сутки после заражения блох.

У «перезимовавших» имаго существенных различий в частоте «блокообразования» при 2º-10º С не выявлено, но отмечена тенденция к увеличению данного показателя с повышением температуры. При этом число передач чумного микроба зверькам достоверно возрастало (t=2,06, P<0,05).

У имаго выплода текущего года частота блокообразования достоверно увеличивалась с повышением температуры (t=2,69, P<0,01). Число передач при повышении температуры от 5-6º до 16-18º С несколько возросло, но различия недостоверны. При этом доля зверьков с генерализованной формой инфекции значительно увеличилась (t=2,25, P<0,05).

Необходимо отметить, что при максимальной температуре содержания насекомых (22-27º С) у них наблюдали высокий уровень блокообразования (15,7 %). Однако доля заболевших сусликов и среди них с генерализацией инфекции была ниже (10,5±7,03 %), чем в опытах с менее высокой температурой, но проведенных в пик эпизоотии в очаге, в июле-августе (46,2±13,83).

Таким образом, оптимальной для блокообразования и эффективной передачи С. tesquorum altaicus чумного микроба является температура от 9-10º до 16-18º С; более высокие или низкие значения приводят к снижению активности переносчика. Полученные экспериментальные данные позволяют прогнозировать характер изменения векторной способности блохи в исследованном диапазоне температур на энзоотичной территории Тувинского очага.

Влияние температуры и влажности на элиминацию и питание блох изучено достаточно хорошо (Брюханова, 1973; Бибикова, Классовский, 1974). В то же время даже на благоприятном гигротермическом фоне наблюдаются значительные суточные колебания гибели и активности кровососания имаго. Для установления возможных причин этого явления предпринято сравнительное изучение величины колебаний атмосферного давления, алиментарной активности и частоты гибели блох в разные сезоны (весна-лето-осень).

По результатам опытов доля пивших за подкормку самок и самцов C. tesquorum altaicus была ниже в периоды наибольших перепадов атмосферного давления (март-апрель, конец сентября-ноябрь). Летом исследуемый фактор менее влиял на алиментарную активность блох. Осенью алиментарная активность самцов зависела от величины атмосферного давления (F=4,17, P<0,05). Так, при давлении <716 мм рт. ст. в среднем за подкормку отмечали 68,7 % пивших самцов, при 716-725 – 87,1 %, а при >725 – 93,1 %.

Доля погибших особей значительно изменялась как среди самок (от 0 до 22,4 %), так и самцов (от 0 до 26,2 %). Чем сильнее амплитуда колебаний атмосферного давления, тем выше смертность насекомых в опытах. Коэффициент корреляции показателей составил 0,348 для самок (P<0,01) и 0,399 для самцов (P<0,01). Максимальные значения смертности (22,4 и 26,2 %) отмечены в марте-апреле, когда колебания давления достигали 32 мм рт. ст.

Следовательно, в природных условиях изменения атмосферного давления в зависимости от сезона года также могут оказывать влияние на алиментарную активность и смертность зараженных чумным микробом блох, что в конечном итоге может отражаться на их инфекционном потенциале. Вероятно, менее активные эпизоотические проявления в Тувинском природном очаге весной и осенью (по сравнению с летом) можно объяснить низкой алиментарной активностью и высокой частотой гибели блох в эти периоды.