Кіріспе
Ribeiroia (/r/aɪ/'//b/ɪər/iː/ə/) - құрттардың бір туысы, олар тізбектей түрде Planorbidae (ramshorn snails) тұқымдасына жататын тұщы су шаяндарымен бірінші аралық ие ретінде, балықтармен және дернәсіл қосмекенділермен екінші аралық ие ретінде, ал құстар мен сүтқоректілермен соңғы ие ретінде жұқтырады (қараңыз). Солтүстік Америкада Ribeiroia жұқтыруы, дене мүшелерінің қалыптан тыс дамуымен туған қосмекенділермен байланысты. Паразиттік инфекция мен дене мүшелерінің қалыптан тыс дамуы арасындағы байланыс мына сұрақтарды тудырды: а) қосмекенділерде паразиттердің салдарынан туындаған қалыптан тыс даму жағдайлары көбейіп бара ма (қараңыз), және б) мұндай аномалиялардың қосмекенділер популяциясын сақтауға қандай әсері бар (қараңыз).
Ribeiroia (/r//aɪ//'//b//ɪər//iː//ə/) is a genus of trematode parasites that sequentially infect freshwater snails in the family Planorbidae (ramshorn snails) as first intermediate hosts, fish and larval amphibians as second intermediate hosts, and birds and mammals as definitive hosts (see ). In North America, infection by Ribeiroia has been linked to amphibians with limb malformations. The connection between parasitic infection and limb malformations has generated questions about (a) whether parasite induced malformations in amphibians are increasing (see ), and (b) the consequences of such abnormalities for amphibian population conservation (see ).
Таксономия
Ribeiroia – Trematoda класына жататын, Platyhelminthes типіндегі паразиттер туысы. Қазіргі таңда үш түрі және бір түршесі белгілі: Солтүстік Америкада R. ondatrae, Кариб теңізінде R. marini, Кариб теңізіндегі Гваделупа аралында R. m. guadeloupensis және Африкада R. congolensis (Johnson et al. 2004 ж.). Cercaria lileta трематодасы да Ribeiroia туысына жақын, ал молекулалық тізбектер дерегі оның Ribeiroia түрінің бірі болу мүмкіндігін көрсетеді (Johnson et al. 2004 ж.). Ribeiroia туысының барлық түрлерінде тамақ ішегінің дивертикулалары – ерекше морфологиялық белгі (яғни, тамақ ішегінен екі қысқа, соқпақтанған тармақтардың бүтіндей таралуы). Ribeiroia туысына жақын басқа туыстарға Cladocystis trifolium, Cathemasia және Echinostoma жатады (Johnson et al. 2004 ж.). Осы түрлердің морфологиялық және экологиялық айырмашылықтары, сондай-ақ филогенетикалық байланыстары туралы толық мәліметтер алу үшін Johnson et al. (2004 ж.) еңбегіне жүгініңіз.
Өмірлік цикл
Ribeiroia ondatrae күрделі, тікелей емес өмір сүру циклына ие. Ересек құрттар жыртқыш құстар мен сүтқоректілердің (түпкілікті иелері) ішінде тіршілік етеді, егер басқа құрттар болса, жыныстық жолмен көбейеді. Дамыған ересектер жұмыртқаларын иесінің ішек жолына шығарады, олар иесінің нәжісімен бірге шығып, даму үшін суға түсуі керек. Жұмыртқалар әдетте 2-3 аптада дамиды, бірақ уақыт су температурасына байланысты өзгереді. Жұмыртқалардан кірпікшелі, еркін тіршілік ететін саты – миракдиялар шығады, олар бірінші аралық иесі – Planorbidae тұқымдасына жататын бұқа мүйізділерге жұғады, бұл шаяндардың көбею тіндерін отарлап, ақырында баяу қозғалатын, құрт тәрізді саты – редияларды құрайды. Редиялар жыныссыз көбейеді, шаянды кастрациялап, оның көбею тіндерімен қоректенеді. Инфекция шамамен алты аптада жетіледі, осы кезде шаян ішіндегі редиялар екінші еркін жүзу сатысы – церкарияларды бөліп шығара бастайды. Ribeiroia ondatrae церкарияларының ерекше анықтамалық белгісі – екіге бөлінген жұтқыншақ (бірақ бұл белгі Cladocystis trifolium сияқты жақын туысқан түрлерде де кездеседі). Церкариялар қосмекенділерді немесе балықтарды (екінші аралық иелерді) жұқтырады, онда олар қосмекенділерде аяқ-қол бүршіктерінде немесе балықтарда бас, дене және қабыршақтың бүйір сызығы бойында капсулаға оралады. Капсулаға оралған церкариялар метацеркарияға айналады, бұл жұқа сыртқы қабығы бар, ұйықтасқан паразиттік саты. Метацеркариялар құйрықтары жоқ церкарияларға ұқсайды және көбеймейді. Түпкілікті иелер (құстар мен сүтқоректілер) метацеркариялары бар қосмекенді немесе балықты жегенде жұғады. Өмірлік цикл метацеркариялар капсуладан шығып, түпкілікті иенің ішек жолына бекітілгенде және ересек құрттарға айналғанда, әдетте құстардың провентрикулусында және сүтқоректілердің асқазанында аяқталады.
Зертханалық зерттеулер
Ribeiroia ondatrae cercariae-ге эксперименттік әсер ету түрлі бақалар, бақалар және саламандралар түрлерінде, соның ішінде Pseudacris regilla, Anaxyrus boreas, Lithobates pipiens, A. americanus, Ambystoma macrodactylum, L. clamitans және L. sylvatica мүшелерінің қалыптан ауытқуына (деформациясына) әкеп соғатыны дәлелденді. Cercariae личинкалары екіжануарлардың дамушы аяқ-қол бүйіндеріне және оның айналасына жұқтырады, бұл аяқ-қолдың дамуын өзгертуге немесе тежеуге мүмкіндік береді. Деформациялану және өлім-жітім қаупі паразиттерге ұшырау деңгейіне, қожайынның даму сатысына және қосмекенділердің түріне байланысты өзгереді. Макропаразиттік инфекцияларда күтілетіндей, cercariae-ге ұшырау мен патология арасында дозаға тәуелді байланыс бар, әсіресе, аяқ-қолдың даму алдындағы немесе ерте кезеңіндегі личинкалық қосмекенділер арасында. Қонақ тініне енуі протеолиттік ферменттерді қамтиды. Аяқ-қолдың дамуын өзгертетін нақты механизм белгісіз, бірақ ықтимал жолдарға инвазивті паразиттердің механикалық әсері, паразиттердің тератогендік химиялық заттарды бөліп шығаруы немесе екеуінің бірігуі жатады. Инфекцияға сезімталдық және одан кейінгі патология екіжануарлар түрлерінің арасында әр түрлі. Мысалы, сұр ағаш бақалары (Hyla versicolor) инфекцияға көбіне төзімді, бірақ жабайы бақалар (мысалы, A. americanus) паразиттерге ұшырағаннан кейін өлім-жітім және деформациялардың жоғары жиілігін көрсетеді (Джонсон және Хартсон 2009). Мүшелердің деформация түрлері түрлер мен даму сатысына қарай әр түрлі болады. Ribeiroia әсерінен пайда болатын даму қателерінің ең көп тараған түрлері: тері қабықшалары (терінің бірігуі), мүшелер мен мүше элементтерінің жоғалуы (эктромелия және гемимелия), қосымша мүшелер мен саусақтар (полимелия және полидактилия) және сүйекті үшбұрыштар. Түрлер арасындағы сезімталдықтың өзгеруін анықтайтын факторлар әлі де толыққанды түсініксіз. Алайда, бұл байқаулар Ribeiroia-ға ұшырауды диагностикалау үшін тек деформация түрі жеткіліксіз екенін көрсетеді.
Далалық зерттеулер
Рибейроя инфекциясы табиғи қосмекенділер популяцияларындағы деформациялармен байланысты, әсіресе АҚШ-тың батыс және орталық-батыс аймақтарында. АҚШ-тың батысында жүргізілген кең ауқымды зерттеуде Рибейроя инфекциясының болуы және мөлшері бір немесе бірнеше қосмекенді түрінде аномалиялардың базалық деңгейден жоғары (>5%, мысалы) жиілігін болжады. Тоғырсық деформациялары 9 түрде байқалды, олардың жиілігі <5%-дан шамамен 90%-ға дейін ауытқып келді. Рибейрояның басқа аймақтардағы қосмекенділердегі деформациялардың себептерін түсіндірудегі рөлі әртүрлі; Рибейроя АҚШ-тың орталық және солтүстік-шығыс аймақтарындағы деформациялардың "көрінетін ошақтарымен" байланысты, бірақ Вермонт, Аляска, Бермуд және Мичиган штаттарындағы деформацияларды зерттеулерде анықталған жоқ.
Географиялық таралуы
Ribeiroia ondatrae АҚШ-та кеңінен таралған, оның ішінде 37 штатта 22 түрдің тіркелген жазбалары бар (Джонсон және Маккензи, 2008). Ribeiroiaмен байланысты деформациялардың көп бөлігі Калифорния, Орегон, Вашингтон, Монтана, Миннесота, Висконсин, Нью-Джерси және Пенсильвания штаттарында хабарланған. Канада мен Орталық Америкада Ribeiroia таралуы туралы мәліметтер аз. Амфибияларда паразиттердің саны мен байқаулардың жиілігі, негізгі құстар көшіп баратын жолдармен, атап айтқанда Тынық мұхиты, Миссисипи және Атлантика мұхиттары бойындағы шоғырланулармен оң корреляцияны көрсетеді (Джонсон және басқалар, 2010). Бұл байқау, континенттік деңгейде паразиттердің таралуын анықтауда нақты (құс) иесінің әрекеті маңызды рөл атқаратынын көрсетеді, бірақ бұл гипотеза әлі толыққанды тексерілген жоқ. Ribeiroia ondatrae көбінесе планорбид шырыштардың мекендейтін, көлдер, тоғандар және батпақтар сияқты тұщы су орталарындағы амфибиялардан табылады. Ribeiroia-ның басқа түрлері Кариб теңізінде және Оңтүстік Америкада (R. marini және R. marini guadeloupensis), ал Африкада (R. congolensis) кездеседі. Дегенмен, бұл түрлер амфибияларды жұқтыра ма немесе аяқ-қол деформацияларын тудыра ма, зерттелмеген.
Инфекцияға әсер ететін факторлар
Қоректік заттар Азот пен фосфордың толықтануы – бұл антропогендік факторлардың қоршаған ортаға тигізетін әсерінің кең таралған түрлері, олар паразиттік инфекцияға ықпал етуі мүмкін (Johnson and Carpenter 2008). Қоректік заттардың толықтануы эвтрофикацияға алып келеді, бұл су азық тізбектеріне тікелей және жанама әсер ете отырып, Ribeiroia ondatrae-нің пайда болуымен байланысты (Johnson and Chase 2004). Эвтрофикация инфекцияны арттыру механизмінің түбінде – инфекцияланған бірінші аралық бунақденелі иелердің тығыздығын арттыру және инфекцияланған бунақденелі иелердің паразиттер өндірісін ұлғайту жатыр (Johnson et al. 2007). Пестицидтер Пестицидтер амфибиялардың деформациясына әсер ететін фактор ретінде қарастырыла береді (Johnson et al. 2010). Дегенмен, соңғы зерттеулер пестицидтердің паразиттермен инфекцияға тигізетін әсеріне назар аударды (Kiesecker 2002; Rohr et al. 2008). Далалық тәжірибелер ауылшаруашылық ағынды сулары мен инфекцияның күшеюі арасындағы байланысты көрсетті (Kiesecker 2002). Лабораториялық зерттеулер пестицидтерге ұшыраудың биологиялық механизмі ретінде иелердің паразиттерге қарсы иммунитетін төмендетуін көрсетті (Kiesecker 2002). Сонымен қатар, қоректік заттардың қосылуы мен пестицидтермен ластану арасында байланыс болуы мүмкін, бұл бір уақытта әсер етуді күшейте отырып және иелердің иммундық жүйесін баса отырып, инфекцияның күшеюіне әкелуі мүмкін (Rohr et al. 2008a, b). Биологиялық әртүрлілік Ие түрлердің әртүрлілігі мен қоғамдық құрылымы «суылу эффектісі» деп аталатын гипотеза арқылы ауру динамикасына әсер ететіні жөнінде ұсыныстар жасалды (Ostfeld and Keesing 2000). Ribeiroia ondatrae үшін ие түрлерінің сезімталдығындағы айырмашылықтар көп түрлі қоғамдастықтардағы инфекция үлгілеріне әсер етуі мүмкін (Johnson et al. 2008, Johnson and Hartson 2009). Нәтижесінде, әртүрлі сезімталдыққа ие түрлерді қамтитын әртүрлі личинкалық амфибиялар қоғамдастығы паразиттермен инфекцияның сәттілігін және сезімтал ие түрлеріндегі патологияны өзгерте алады. Мысалы, личинкалық жабындар (сезімтал түр) личинкалық сұр ағаш бақаларымен (төзімді түр) тәжірибелік жағдайда өсірілгенде 37%-ға аз инфекция және азырақ деформациялар байқалды (Johnson et al. 2008).
Паразиттермен байланысты даму бұзылуы және қосмекенділерді қорғау
Мүмкін, трематодтардың салдарынан қосмекенділердегі бұзылулардың ең зерттелмеген, күрделі және маңызды аспектілері – популяция деңгейіндегі салдарлар. Бұл паразиттер және олардың тудыратын бұзылулары табиғатты қорғауға қауіп төндіре ме? Треймодалардың бұзылуы мен қосмекенділер популяциясының азаюы арасында тікелей байланыс туралы нақты дәлелдер жоқ болса да, алаңдауға негіз бар (Johnson and McKenzie 2008). Мысалы, бақалар мен жабындардың бірнеше түрінде зертханалық зерттеулер тіпті Ribeiroia инфекциясының төмен деңгейі 30-95% өлімге әкелуі мүмкін екенін көрсетіп тұр (Johnson et al. 2010 қараңыз). Сәйкесінше, көп жылдық далалық зерттеулер көрсеткендей, метаморфозға ұшыраған бақалардың инфекциясы мен бұзылулары жоғары болатын жерлерде, тұқымдалуға оралған қосмекенділердің <2% -ы бұзылуларды көрсетеді, бұл Ribeiroia инфекциясы мен бұзылулары жеке организмнің тіршілік етуіне және көбею қабілетіне зиянды әсер етеді (Johnson et al. 2001). Тарихи түрде инфекция мен бұзылулардың жоғары таралуын көрсеткен белгілі бір ылғалды жерлерде бірнеше қосмекенділер түрлерінің саны айтарлықтай азайды немесе жоғалып кетті (көріп шығу үшін Johnson and McKenzie 2008 қараңыз). Осы деректерді және Ribeiroia инфекциясының күшейіп бара жатқанына қатысты айғақтардың артуын ескере отырып (Johnson and McKenzie 2008), Ribeiroia ondatrae-ді, әсіресе басқа стресс факторларымен бірге, қосмекенділер популяциясы мен түрлердің алуандығына қауіп ретінде қарастыру орынды.