Қара шыбындар: Simuliidae тұқымдасының сипаттамасы

Кіріспе

Құстар отбасысы

Simuliidae тұқымдасына жататын қара шыбықтар (кейде бұқа шыбығы, түрік шыбығы немесе ақ шорта деп аталады) – Culicomorpha инфраотрядының Simuliidae тұқымдасының кез келген мүшесі. Олар Ceratopogonidae, Chironomidae және Thaumaleidae тұқымдастарымен туыс. 2200-ден астам қара шыбық түрлері ресми түрде аталған, оның 15-і жойылған. Көптеген қара шыбықтар сүтқоректілердің, соның ішінде адамның қанымен қоректенеді, бірақ аталары негізінен нектармен қоректенеді. Олар әдетте кішкентай, қара немесе сұр түсті, қысқа аяқтары мен мұртшалары бар. Олар адамдар үшін жиі кездесетін мазасыздық тудырады, және АҚШ-тың көптеген штаттарында қара шыбықтардың санын басу бағдарламалары бар. Олар бірнеше ауруды таратады, соның ішінде Африкадағы өзен соқырлығын (Simulium damnosum және S. neavei) және Америкада (Орталық Америкадағы S. callidum және S. metallicum, Орталық және Оңтүстік Америкадағы S. ochraceum).

Экология

Жұмыртқалары ағын суға салынады, ал дернәсілдері тастарға жабысады. Көбейістің сәттілігі судың ластануына өте сезімтал. Дернәсілдер өздерін бекіту үшін және қозғалу үшін жібек тілшектері мен жіптерді пайдаланады. Олардың ауыздарын қоршап тұрған иілгіш желдеткіштері бар, оларды «ауыз щеткалары» деп те атайды. Желдеткіштер тамақтану кезінде кеңейеді, өтіп бара жатқан қоқымды (ұсақ органикалық бөлшектер, балдырлар және бактерияларды) ұстап алады. Дернәсіл әрбір бірнеше секунд сайын желдеткіште жиналған қоректі аузына жібереді. Қара шыбындар тамақ алу үшін лотикалық ортаға тәуелді. Олар су астында қуыршаққа айналып, содан кейін ауа көпіршігінде ұшатын ересектерге айналып шығады. Олар көбінесе шырыштардың жемтігі болып табылады. Кейбір Оңтүстік Африка түрлерінің дернәсілдері майшаңның нимфаларында форезиялық қарым-қатынас жасайтыны белгілі. Ересек еркектер нектармен қоректенеді, ал ұрғашылары анаутогендік қасиетке ие және жұмыртқа салғанға дейін қанмен қоректенеді. Африкадағы кейбір түрлер қан іздеу үшін суда көбейетін орындардан 40 мильге (64 км) дейін қашықтыққа жете алады, ал басқа түрлердің таралу аймағы шектеулі. Әртүрлі түрлер қанды тамақтану үшін әртүрлі қожайындарды таңдайды, бұл кейде түрдің жалпы атында көрінеді. Олар күндіз, әсіресе желдің жылдамдығы төмен болғанда қоректенеді. Қара шыбындар бір немесе көп буынды болуы мүмкін, бұл түрлеріне байланысты. Белгілі бір зиянкес түрінің жыл сайынғы буын саны, сол зиянкестерді бақылауға жұмсалатын күш-жігердің қарқындылығымен байланысты. 1986–1987 жылдары Портсмут университетінде жүргізілген зерттеулер Simulium spp. түрлерінің ортаңғы ішегінде өте қышқыл орта жасайтынын көрсетті. Бұл қышқыл орта целлюлозаны ыдыратуға қабілетті бактериялар үшін қолайлы жағдай туғызады. Көмекейлер целлюлозаны өздігінен ыдырата алмайды, бірақ осы бактериялардың болуы целлюлозаны қарапайым қанттарға айналдыруға мүмкіндік береді. Бұл қара шыбын дернәсілдеріне, сондай-ақ бактерияларға қоректік заттармен қамтамасыз етеді. Бұл симбиоздық қарым-қатынас ерекше бейімделуді көрсетеді, өйткені таза ағын сулар өсіп келе жатқан дернәсілге жеткілікті қоректік заттар бере алмайды.

Eggs are laid in running water, and the larvae attach themselves to rocks. Breeding success is highly sensitive to water pollution. The larvae use tiny hooks at the ends of their abdomens to hold on to the substrate, using silk holdfasts and threads to move or hold their place. They have foldable fans surrounding their mouths, also termed "mouth brushes". The fans expand when feeding, catching passing debris (small organic particles, algae, and bacteria). The larva scrapes the fan's catch into its mouth every few seconds. Black flies depend on lotic habitats to bring food to them. They will pupate under water and then emerge in a bubble of air as flying adults. They are often preyed upon by trout during emergence. The larva of some South African species are known to be phoretic on mayfly nymphs. Adult males feed on nectar, while females exhibit anautogeny and feed on blood before laying eggs. Some species in Africa can range as far as 40 mile (64 km) from aquatic breeding sites in search of their blood meals, while other species have more limited ranges. Different species prefer different host sources for their blood meals, which is sometimes reflected in the common name for the species. They feed in the daytime, preferably when wind speeds are low. Black flies may be either univoltine or multivoltine, depending on the species. The number of generations a particular pest species has each year tends to correlate with the intensity of human efforts to control those pests. Work conducted at Portsmouth University in 1986–1987 indicates Simulium spp. create highly acidic conditions within their midguts. This acidic environment provides conditions ideally suited to bacteria that metabolise cellulose. Insects cannot metabolise cellulose independently, but the presence of these bacteria allows cellulose to be metabolised into basic sugars. This provides nutrition to the black fly larvae, as well as the bacteria. This symbiotic relationship indicates a specific adaptation, as fresh flowing streams could not provide sufficient nutrition to the growing larva in any other way.

Қара шыбық популяциясының аймақтық әсері

Солтүстік Американың солтүстік ендіктеріндегі ылғалды аймақтарда, оның ішінде Канаданың, Жаңа Англияның, Нью-Йорк штатының, Миннесотаның және Мичиганның Жоғарғы түбегінде қара шыбықтардың саны сәуірдің соңынан шілдеге дейін артады, бұл бау-бақшамен айналысу, қайықпен жүзу, кемпинг және жаяу саяхаттау сияқты ашық ауадағы әрекеттермен айналысатын адамдарға қолайсыздық туғызады. Олар таулы аймақтарда да маңызды проблеманы құрайды. Қара шыбықтар Канададағы малға зиян келтіреді, мүйізді малдың салмағын азайтып, кейде өлімге әкеледі. Пенсильвания Солтүстік Америкадағы қара шыбықтарды бақылау бойынша ең ірі бағдарламаны жүзеге асырады. Бұл бағдарлама тұрғындардың өмір сапасын жақсарту және штаттың туризм индустриясына пайда әкелу үшін пайдалы деп есептеледі. Англиядағы Бландфорд шыбығы (Simulium posticatum) бір кезде Дорсет графтығындағы Бландфорд Форум аймағында көп саны мен шағуынан туындаған ауыр зақымдарға байланысты халық денсаулығы үшін мәселе болды. Соңында, Bacillus thuringiensis israelensis-ті мұқият бағытталған қолдану арқылы бақылауға алынды. 2010 жылы Бландфорд шыбығынан деген шағулардың жазғы күшеюі салдарынан көптеген адамдар ауруханада емделуге мәжбүр болды. Жаңа Зеландиядағы "құм шыбықтары" шындығында Austrosimulium australense және A. ungulatum түрлеріне жататын қара шыбықтар. Шотландияның кейбір аймақтарында қара шыбықтың әртүрлі түрлері мамыр мен қыркүйек аралығында адамдарды шағып, қолайсыздық туғызады. Олар негізінен қайың және арша аралас орманды алқаптарда, сондай-ақ қарағай ормандарының төменгі деңгейлерінде, сортаптарда және жайылымдарда кездеседі. Шағулар көбінесе бас, мойын және арқада байқалады, сонымен қатар жиі қол мен аяққа қонады. 2016 жылы Малайзия түбегінде жүргізілген зерттеуде қара шыбықтың 35 түрі анықталды, оның ішінде бұл аймақта жойылған деп есептелген Simulium digrammicum да бар.

Қоғамдық денсаулық

Simuliidae тұқымдастығына жататын төрт туыс – Simulium, Prosimulium, Austrosimulium және Cnephia – адамдармен қоректенетін түрлерді қамтиды, бірақ басқа түрлері басқа сүтқоректілермен немесе құстармен қоректенуге бейім. Simulium, негізгі туыс, ең көп тараған және бірнеше аурулардың, соның ішінде өзен соқырлығының таратушысы болып табылады. Ересек жәндіздер өз күштерімен және бағытталған желдің көмегімен өсіп-өнімді жерлерінен, таза ағын суларда, ондаған немесе жүздеген шақырымдарға тарап кетеді, бұл оларды бақылауды қиындатады. Жылдамдап жиналу әрекеттері сыртқы шараларды жағымсыз немесе шыдамсыз етеді және мал шаруашылығына әсер етеді. 18-ғасырда "Голобац шыбығы" (Simulium colombaschense) Орталық Еуропадағы белгілі зиянкес болған. Тіпті, тістемейтін қара шыбықтардың топтасқан бұлттары, олар еркектерден немесе адамдармен қоректенбейтін, жұмыртқа салу алдында қанды тамақ ішпейтін түрлерден тұрса да, тесіктерге кіріп, қолайсыздық тудырады. Шағу теріні тістерімен созу арқылы басталады, содан кейін жоғарғы және төменгі жақ сүйектерімен сырғытып кесу, теріні кесіп, ұсақ капиллярларды жарып жіберу арқылы жүзеге асырылады. Тамақтану жәндіздердің сілекейіндегі күшті антикоагулянттың көмегімен жеңілдеді, ол сонымен қатар шағу орнын ішінара ұйытады, иесінің шағылғандығын сезінуін азайтады, соның салдарынан жәндіздердің тамақтану уақытын ұзартады. Шағатын жәндіздер тек күндіз ғана тамақтанады және мойынның артқы жағы, құлақтар және білезік сияқты жұқа терілі аймақтарға бейімді. Шағудан кейін қышыну, жергілікті ісіну және қабыну пайда болуы мүмкін. Ісіну түрге және жеке адамның иммундық жауабына байланысты айқын болуы мүмкін, ал тітіркену бірнеше аптаға созылуы мүмкін. Белсенді тамақтану "қара шыбық безгегін" тудыруы мүмкін, бас ауруы, құсу, қызба, лимфа түйіндерінің ісінуі және буындардың ауыруы сияқты белгілерге алып келеді; бұл симптомдар, әдетте, жәндіздердің сілекей бездерінен шыққан затқа реакция болып табылады. Сирек кездесетін ауыр аллергиялық реакциялар ауруханаға жатқызуды талап етуі мүмкін. Репелленттер шағатын жәндіздерден қорғауды қамтамасыз етеді. Этил-бутилацетиламинопропионат (IR3535), DEET (N,N диэтил метатолуамид) немесе пикаридин құрамындағы өнімдер ең тиімді. Кейбір косметикалық өнімдердің де тиімді екені анықталды және оларды жәндіктерден қорғау үшін пайдалануға EPA рұқсат берген (мысалы, Skin So Soft). Алайда, репелленттердің тиімділігі шектеулі екенін ескере отырып, шағатын жәндіздерден қорғану үшін қосымша шаралар қабылдау қажет, мысалы, жәндіздер мекендейтін аймақтардан аулақ болу, шағудың ең жоғары уақытын болдырмау және ұзын жеңді көйлектер, ұзын шалбарлар және бас киімдер сияқты ауыр, ашық түсті киім кию. Қара шыбықтар көп болғанда және олардан қашу мүмкін болмағанда, баспананы жабатын, ара шаруашылығында қолданылатын "ара қалпақтары" сияқты торлар қорғаныс бере алады.

Only four genera in the family Simuliidae, Simulium, Prosimulium, Austrosimulium, and Cnephia, contain species that feed on people, though other species prefer to feed on other mammals or on birds. Simulium, the type genus, is the most widespread and is a vector for several diseases, including river blindness. Mature adults can disperse tens or hundreds of miles from their breeding grounds in fresh flowing water, under their own power and assisted by prevailing winds, complicating control efforts. Swarming behavior can make outdoor activities unpleasant or intolerable, and can affect livestock production. During the 18th century, the "Golubatz fly" (Simulium colombaschense) was a notorious pest in central Europe. Even non biting clouds of black flies, whether composed of males or of species that do not feed on humans or do not require a blood meal before egg laying, can form a nuisance by swarming into orifices. Bites are shallow and accomplished by first stretching the skin using teeth on the labrum and then abrading it with the maxillae and mandibles, cutting the skin and rupturing its fine capillaries. Feeding is facilitated by a powerful anticoagulant in the flies' saliva, which also partially numbs the site of the bite, reducing the host's awareness of being bitten and thereby extending the flies' feeding time. Biting flies feed during daylight hours only and tend to zero in on areas of thinner skin, such as the nape of the neck or ears and ankles. Itching and localized swelling and inflammation sometimes result from a bite. Swelling can be quite pronounced depending on the species and the individual's immune response, and irritation may persist for weeks. Intense feeding can cause "black fly fever", with headache, nausea, fever, swollen lymph nodes, and aching joints; these symptoms are probably a reaction to a compound from the flies' salivary glands. Less common severe allergic reactions may require hospitalization. Repellents provide some protection against biting flies. Products containing the active ingredient ethyl butylacetylaminopropionate (IR3535), DEET (N,N diethyl meta toluamide), or picaridin are most effective. Some beauty products have been found effective, and their use as insect repellents have been approved by EPA (e. g., Skin So Soft). However, given the limited effectiveness of repellents, protecting oneself against biting flies requires taking additional measures, such as avoiding areas inhabited by the flies, avoiding peak biting times, and wearing heavy duty, light colored clothing, including long sleeve shirts, long pants and hats. When black flies are numerous and unavoidable, netting that covers the head, like the “bee bonnets” used by beekeepers, can provide protection.

Өзен соқырлығы

Қара ұшқыштар паразиттік нематод Onchocerca volvulus-тың таралуында маңызды рөл атқарады, ол онхоцеркиаз немесе "өзен соқырлығын" қоздырады. Ол нематодтың дернәсілінің қожайыны болып табылады және аурудың таралуын қамтамасыз ететін вектор ретінде әрекет етеді. Паразит адам терісінде тіршілік етеді және ұшқышпен қоректену кезінде беріледі.