Обитатели водной среды – соактанты инфекционных и инвазионных паразитарных систем в условиях Поволжского региона

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора ветеринарных наук

Обитатели водной среды - соактанты инфекционных и инвазионных паразитарных систем в условиях Поволжского региона

06.02.02 - ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология

03.02.11 - паразитология

Померанцев Дмитрий Александрович

Н. Новгород - 2010

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. За последние два десятилетия в условиях РФ значительно сокращено валовое производство продуктов и сырья животного происхождения. По ряду позиций страна утратила продовольственную независимость. Более того, либерализация формирования и функционирования продовольственного рынка России и ее конкретных регионов породила межрегиональные перемещения продуктов и животноводческого сырья и ориентир на их поставку (закупку) из других стран. В определенной и даже большей степени это относится к морепродуктам. По данным продовольственной и с.-х. организации ООН (ФАО) и Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) за предшествующее 1985 году тридцатилетие потребление рыбы и морепродуктов возросло в 2,83 раза; в последующие 15 лет оно еще более чем удвоилось. Темп прироста потребления рыбы населением планеты за последние годы увеличился с 9,4 до 13,3% в год.

Имея общую среду обитания с другими гидробионтами, рыбы во многих случаях сами оказываются средой обитания многих одноклеточных и многоклеточных животных существ. Они практически вовлечены в качестве соактантов в функционирование эволюционно сформировавшихся паразитарных систем, нередко являются жертвами паразито-хозяинных отношений, т.е. носителями и объектами питания паразитов. Большинство паразитов рыб и других обитателей водной среды являются облигатными и обладают барьером специфической гостальности, но, тем не менее, некоторые из них на различных стадиях биологического цикла развития подчиняются «правилу Лейкарта» и паразитируют в организме млекопитающих (дозревают).

Многие исследователи утверждают, что традиционное использование рыбы и рыбопродуктов в рационе людей эволюционно объединило человека, животных, многие виды рыб, а также многоклеточных паразитов в специфические паразитарные системы.

В мировой медицинской и ветеринарной науках широко освещены вопросы функционирования гельминтозов-зоонозов, при которых человек и животные являются промежуточными, дополнительными или дефинитивными хозяевами-прокормителями этих паразитов. Приспособление паразитов к существованию (а вернее к паразитированию) в отдельных видах живых существ определило эволюционное формирование природных очагов этих паразитозов, ограничиваясь средой обитания их хозяев (В.В. Макаров и др., 2009; Н.Г. Горчакова, В.В. Сочнев, 2003).

Либерализация процесса рыбоводства и рыболовства привлекла в эту сферу деятельности значительную часть населения России, а коммерческие цели стали превалировать над проблемами качества и безопасности заготавливаемых и реализуемых рыбы и рыбопродуктов.

В связи с этим возросла потребность в улучшении гигиенических условий выращивания, вылова, транспортировки и реализации рыбы; производства, обработки рыбных пищевых продуктов как метода разрушения сформировавшегося регионального механизма передачи возбудителей паразитозов на популяционном и межпопуляционном уровнях.

Многочисленные сообщения о неизвестности причин неравномерности распространения паразитозов среди обитателей водной среды (К.И. Скрябин, 1950; В.А. Ромашев, 1958; Н.Н. Плотников, 1970; В.И. Заболоцкий, 1972; В.Н. Дроздов, 1977; В.С. Мясоедов, 1979; Е.Г. Сидоров, 1979; С.Д. Титова, 1979; С.А. Беэр, 1996; Г.И. Сапожников, 1997; Г.В. Васильков, 1999; В.В. Сочнев, Н.Г. Горчакова и другие, 2003), существование и недостаточная изученность особенностей действия факторов риска эпизоотического проявления и эпидемической проекции паразитозов-зоонозов в регионах Европейской части России определили актуальность и выбор темы и направлений наших исследований.

Цель работы. В сравнительном аспекте и в динамике изучить формирование эпизоотологической составляющей биологической опасности в водной среде при прудовом и индустриальном рыбоводстве, формирование нозологического профиля заразной патологии среди обитателей водной среды, характер и границы эпизоотического проявления конкретных нозоформ и их социальную и экономическую опасность в условиях субъектов Федерации Европейской части Российской Федерации и на этой основе усовершенствовать систему противоэпизоотического (противопаразитарного) обеспечения традиционных прудовых и тепловодных рыбоводных хозяйств.

Задачи исследований:

– изучить экологические, природно-хозяйственные и эпизоотологические предпосылки и условия организации, а также перспективы развития прудового и индустриального рыбоводства в конкретных регионах РФ;

– изучить нозологический профиль инфекционной и инвазионной патологии обитателей водной среды в регионе;

– изучить роль и место, а также характер эпизоотического проявления наиболее распространенных нозоформ (аэромоноза, ботриоцефалеза, описторхоза и др.) в формировании суммарной патологии рыб и других гидробионтов в акваториях Европейской части России;

– определить пространственно-территориальные, временные, популяционные и межпопуляционные границы эпизоотического проявления основных паразитозов рыб в прудовых и тепловодных рыбоводных хозяйствах региона;

– изучить в сравнительном аспекте лечебно-реабилитационную эффективность различных форм отечественных противопаразитарных средств и способов их применения при моно- и микстпаразитозах в водной среде;

– усовершенствовать систему противопаразитарных мероприятий при моно- и микстинвазиях рыб в современном рыболовстве.

Научная новизна. Впервые в условиях индустриального и прудового рыбоводства Европейской части РФ изучены предпосылки и характер эпизоотического сочетанного проявления микстинвазий и инфекций карповых рыб, их роль и место в формировании и функционировании нозологического профиля заразной патологии среди обитателей водной среды, особенности формирования специфического механизма передачи их возбудителей, территориальные, временные, популяционные границы их эпизоотического риска и эпидемической проекции. Доказано, что усовершенствованная система противоэпизоотического обеспечения прудового и индустриального рыбоводства является одной из важнейших составляющих биологической безопасности водной среды в регионе.

Практическая ценность. На основании проведенных исследований подтверждена востребованность и необходимость изучения микробного (паразитарного) пейзажа кишечника карповых рыб и среды их обитания как основного скринингового измерения потенциальной биологической опасности водной среды, эпизоотологического риска среди обитателей водной среды и его эпидемической угрозы в регионе. Научно обоснована необходимость усовершенствования эпизоотологического мониторинга и ежегодной экспертной оценки системы противоэпизоотического обеспечения прудового и индустриального рыбоводства с учетом изменений эпизоотологической составляющей биологической опасности в конкретных условиях места и времени и использования новых форм высокоэффективных лечебно-профилактических средств и способов, приемлемых для применения в водной среде.

Основные положения, выносимые на защиту:

– в Европейской части РФ сформировались условия для эффективного прудового и индустриального рыбоводства;

– эпизоотическая ситуация среди обитателей водной среды является постоянной составляющей биологической опасности в регионе, а при отдельных паразитозах-зоонозах рыбы являются соактантами эволюционно сформировавшихся паразитарных систем;

– в условиях индустриального рыбоводства ботриоцефалезная инвазия является постоянной составляющей нозологического профиля заразной патологии рыб, оказывает существенное влияние на микробные пейзажи их кишечника, нередко провоцирует эпизоотическое проявление эндогенной аэромонозной инфекции;

– ботриоцефалез и аэромоноз в прудовом и индустриальном рыбоводстве, как правило, протекают как смешанные (инвазия + инфекция) с выраженной годовой и популяционной динамикой заболеваемости;

– в Европейской части РФ сформировалась и существует эпизоотическая угроза описторхозной инвазии карповых рыб и ее потенциальная эпидемическая опасность;

– эпизоотологический мониторинг обитателей водной среды в современном рыбоводном хозяйстве является важным противоэпизоотическим приемом в обеспечении биологической безопасности в регионе.

Пути реализации. Результаты исследований могут быть использованы при разработке и совершенствовании комплексной системы противоэпизоотического обеспечения прудового и индустриального рыбоводства в других регионах России, в учебно-педагогическом процессе при подготовке специалистов ветеринарной и биологической профессий.

Апробация работы. Тема диссертационной работы, методическая основа ее выполнения, результаты исследований доложены, обсуждены и утверждены на заседаниях методической комиссии и Ученого Совета ФГОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия» (2006-2010 гг.), на международных и региональных научно-практических конференциях:

– «Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства, науки и аграрного образования» (ДонГАУ, Персиановка, 2009 г.);

– «Вопросы микробиологии, вирусологии, эпизоотологии, ветсанэкспертизы и биотехнологии» (Ульяновск, 2009 г.);

– «Посвященной юбилейной дате академика А.Х. Саркисова» (М.: ВИЭВ, 2009 г.);

– «Всероссийский совет молодых ученых и специалистов аграрного образования и научных учреждений» (Москва, 2009 г.);

– «Фундаментальные аспекты биологии в решении актуальных экологических проблем» (Астрахань, 2008 г.);

– «Эколого-биологические проблемы вод и биоресурсов: пути решения (к 50-летию Куйбышевского водохранилища)» (Ульяновский госпедуниверситет, ФГУ «Средневолжрыба» МСХ, 2007 г.);

– на научно-практических конференциях по актуальным вопросам современной ветеринарии (Махачкала, 2010 г.; Персиановка, 2010 г.; Ульяновск, 2010 г.);

– на заседаниях издательских советов журналов «Ветеринарный врач», 2010 г.;

– «Международный вестник ветеринарии», 2010 г.;

– «Ветеринарная практика», 2010 г.;

– «Ветеринарная патология», 2010 г.;

– ФГОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия», 2009 г.;

– Ульяновской госсельхозакадемии, 2007-2010 гг.;

– Казанской госакадемии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана, 2010 г.;

– на межкафедральном заседании профессорско-преподавательского состава ветеринарного факультета ФГОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия» (Н. Новгород, 2006-2010 гг.);

– на заседании Совета по ветеринарным препаратам при Департаменте ветеринарии МСХ РФ (2003 г.).

По материалам диссертации опубликовано 36 научных статей, в т.ч. 9 - в центральных изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов докторских диссертаций. Результаты исследований специальным разделом вошли в отчеты о НИР ГосНИОРХа (2009, 2010); использованы при составлении научно-методической документации по применению противопаразитарных препаратов при болезнях рыб.

Внедрение. Результаты исследований в 2003-2010 гг. под авторским надзором с положительным эффектом внедрены в рыбоводных хозяйствах Тульской, Ульяновской, Волгоградской, Нижегородской, Астраханской областей, Республики Татарстан, в НВЦ «Агроветзащита»; в педагогический процесс Нижегородской, Ульяновской, Самарской сельскохозяйственных академий, Санкт-Петербургской, Казанской академий ветеринарной медицины. В соавторстве разработаны и утверждены наставления:

- по применению препарата Антибак-100 при бактериальных болезнях рыб, утверждено Департаментом ветеринарии МСХ РФ 20.02.2007 г. № 2-8.6/01849;

- по применению препарата Антибак-250 при бактериальных болезнях рыб, утверждено Департаментом ветеринарии МСХ РФ 20.02.2007 г. № 2-8.6/01848;

- по применению Альбена-гранул при цестодозах рыб, утверждено 17.07.2007 г. № 2-5.0/00576;

а также технические условия:

- Антибак-250 ПВР - 2-8.6/01848 от 20 февраля 2007 г. по 20 февраля 2012 г. ТУ 9343-041-18450726-04 без ограничения срока действия;

- Антибак-100 ПВР - 2-8.6/01849 от 20 февраля 2007 г. до 20 февраля 2012 г. ТУ 9343-040-18450726-04 без ограничения срока действия;

- Альбен ПВР - 2-5.0/00576 от 17 июля 2007 г. до 17 июля 2012 г. ТУ 9333-006 18450726-02 без ограничения срока действия.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора специальной литературы, собственных исследований и обсуждения их результатов, выводов и предложений практике и приложений. Она изложена на 453 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 49 таблицами и 81 рисунком. Список использованной литературы включает 485 наименования, в т.ч. 83 иностранных авторов.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы и методы экспериментальных исследований

Работа выполнялась в 2002-2010 годах на кафедре эпизоотологии и инфекционных болезней Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, Татарском отделении ГосНИОРХа, рыбоводных хозяйствах Тульской, Московской, Нижегородской, Ульяновской, Волгоградской, Астраханской областей и Республики Татарстан. Основные производственные испытания антигельминтиков были проведены в тепловодных хозяйствах комиссионно.

С целью изучения эпизоотологической составляющей биологической опасности, определения нозологического профиля инфекционной и инвазионной патологии обитателей водной среды, осуществления эпизоотологического мониторинга за развитием эпизоотического проявления наиболее часто регистрируемых инфекционных и инвазионных паразитарных систем проанализировали и подвергли статистической обработке и линейно-радианному моделированию:

– данные, полученные автором во время эпизоотологических экспериментов и осуществления ретроспективного эпизоотологического анализа;

– материалы ветеринарного учета и отчетности, экспертных оценок и статистических обзоров Управлений ветеринарии субъектов Федерации по биологической опасности, областных противоэпизоотических отрядов (экспедиций), ветеринарных лабораторий, лабораторий ветеринарно-санитарной экспертизы на рынках и других местах торговли рыбой и рыбопродуктами.

Эпизоотологическую разведку и эпизоотологическую диагностику наиболее часто встречающихся болезней обитателей водной среды проводили путем комиссионной экспертной оценки при плановых и неплановых посещениях рыбоводных хозяйств и естественных рыбопромысловых водоемов с обязательным документированием результатов исследований и учета хода исследований в специальном рабочем журнале. Ихтиопатологические исследования проводили в соответствии с действующими методическими указаниями по диагностике болезней рыб непосредственно в рыбоводных хозяйствах и на базе ветеринарных лабораторий.

Совместно со специалистами рыбоводных хозяйств и госветучреждений проведено клиническое исследование 503500 экземпляров сеголетков, 1217 годовиков, 1250 двухлетков карпа, патологоанатомическое исследование 628 экземпляров рыб, гельминтологическое и паразитологическое - 628 карпов, бактериологическое - 287 карпов разных субпопуляционных групп. В экспериментах бактериологическому исследованию подвергнут материал от 102 сеголетков карпа, проведено 1428 первичных посевов на питательные среды. Проведена идентификация 354 культур микроорганизмов, в том числе 210 аэромонад.

На 68 экземплярах карпов из 2-х рыбоводных хозяйств изучен микробный пейзаж кишечной микрофлоры здоровых и инвазированных ботриоцефалюсами рыб.

Изучение патогенных свойств выделенных аэромонад и псевдомонад проводили на годовиках карпа живой массой 100-150 г. Биологическое моделирование аэромоноза проводили на 28 экземплярах карпов в условиях аквариальной хозяйства.

Влияние на микрофлору кишечника рыб антимикробных средств изучали на 101-ом и смесей антгельминтиков и антибактериальных средств - на 60-ти экземплярах карпов.

В работе использовали комплексный эпизоотологический подход (по В.П. Урбану), включающий описательно-исторический, эпизоотологической статистики, эпизоотологического обследования, бактериологический и серологический анализы, а также биохимические, гематологические и экспериментальные исследования.

Для характеристики клинического состояния рыб учитывали результаты внешнего осмотра, данные промеров и массы тела, индекс упитанности.

Гематологические исследования проводили по общепринятым методикам. Кровь брали из сердца, гемального канала или путем отсечения хвостового стебля. Определение морфологического состава крови карпов проводили по Н.Т. Ивановой [158] и Н.А. Головиной [108].

Для исследования среды обитания рыб определяли температурный и гидрохимический режим, бактериальный фон воды в период проведения исследований, а также учитывали технологию ведения рыбоводства и плотность посадки рыбы в прудах и бассейнах.

Гельминтологические, бактериальные и серологические исследования проводили согласно наставлениям и рекомендациям по диагностике болезней рыб.

Отбор проб кишечного содержимого, паренхиматозных органов и крови для бактериологических исследований проводили у предварительно обездвиженных рыб.

Методом серийных разведений от 10^-2 до 10^-8 готовили суспензию анализируемых проб на стерильной дистиллированной воде и из каждого разведения высевали по 0,5 мл на чашки Петри с МПА, средой Шмиц-Шанделье или А-2 по методу Дрегальского. Посевы инкубировали при 25-27єС в течение 24-72 часов с ежедневным просмотром выросших колоний. Подсчет колоний проводили на чашках, где содержалось не менее 30 и не более 300 колоний с использованием прибора счета бактерий (ПСБ). Численность микроорганизмов выражали количеством бактерий в 1 г пробы.

Пробы воды для микробиологических исследований отбирали в стерильную посуду с глубины 15-20 см от поверхности и на расстоянии 3 м от берега (в прудах) или на втоке и вытоке (в бассейнах), исследование проводили в первые два часа после отбора проб. Посевы делали методом серийных разведений от 10^-1 до 10^-6 на стерильной дистиллированной воде по 1 мл на чашки Петри с дифференциально-диагностическими средами. Инкубацию и учет результатов проводили аналогично вышеописанному.

Выделение чистых культур бактерий и их идентификацию по морфологическим, тинкториальным, культуральным и биохимическим свойствам проводили по общепринятым в микробиологии методам и специальным схемам.

Для окончательной идентификации использовали дополнительные биохимические тесты:

– ферментация углеводов и многоатомных спиртов на полужидких средах Гисса;

– определение протеолитической активности при посеве культуры;

– уколом на МПЖ;

– реакции с метилрот и Фогес-Проскауэра;

– декарбоксилирование лизина и аргинина и дегидролизацию орнатина;

– образование индола и сероводорода;

– определение бутанциолдегидрогеназы;

– газообразование на среде с глицерином.

Серологические исследования проводили с использованием типовых поли- и моновалентных аэромонадных ?O? - антисывороток в пластинчатой реакции агглютинации.

Гемолитические свойства бактерий исследовали при посеве на щелочной агар с добавлением 5% свежей крови коров.

Изучение патогенных свойств выделенных аэромонад и псевдомонад проводили на годовиках карпа из благополучных по заразным болезням хозяйств массой 100-150 г. в соответствии с «Временным наставлением по борьбе с аэромонозом карпов» и «Временным наставлением по борьбе с псевдомонозом карпов в зимовальных комплексах».

Идентификацию изолятов микроорганизмов проводили с использованием систем индикаторных бумажных (ННИИЭиМ), их резистентность к антимикробным средствам - путем выращивания с использованием специальных дисков.

Испытание влияния препарата «Антибак» на микрофлору кишечника рыб и апробация его различных форм проведены в условиях аквариальной. В ходе исследования формировали по принципу аналогов опытные и контрольные группы рыб. Карпам опытных групп задавали однократно после суточной голодной диеты лечебный комбикорм, приготовленный на основе 2%-ного крахмального клейстера с последующим гранулированием, с учетом поедаемости при температуре воды +18 ... +20⁰С и массы подопытных рыб. В дальнейшем карпы опытных и контрольных групп получали обычный комбикорм. На протяжении опыта сеголетки содержались в 100-литровых аквариумах с водообменом за 2-е суток и аэрацией микрокомпрессорами. Продолжительность наблюдения - 15 суток с момента дачи лечебного корма.

Полученные данные статистически обрабатывали и фиксировали в специальном журнале гельминтологических исследований, с указанием даты исследования, места проведения, температуры воды. В опытных условиях препарат задавали с помощью шприца-дозатора с катетером, а в условиях хозяйства- путем вольного вскармливания через электрические кормушки. Во время опыта велось наблюдение за поедаемостью лечебного комбикорма и поведением рыбы.

Для приготовления лечебного корма брали употребляемый рыбой каждый день гранулированный комбикорм и далее по разработанной нами методике смешивали его с препаратом. Подробное изложение методики приготовления лечебного комбикорма изложено в соответствующих разделах диссертации.

Изучение терапевтической эффективности новых лекарственных форм Антибака проведено в лабораторных условиях на 580 и в производственных условиях на 500 тыс. рыб в Черепетском рыбхозе Тульской области, рыбокомбинате «Лотошинский» и рыбхозе «Клинский» Московской области, а также в хозяйствах по разведению декоративных рыб и в аквариальных зоомагазинов г. Москвы и Московской области.

Исследования проводили в соответствии с требованиями Совета по ветеринарным препаратам при Департаменте ветеринарии Минсельхозпрода РФ.

Эксперименты проводили на карпах разных возрастов, аквариумных рыбах разных видов. Всего в опытах использовано более 1000 рыб, проведено 46 опытов по лабораторной и экспериментальной проверке терапевтической эффективности препаратов.

В опытах использовали группы в количестве от 3-х до нескольких сотен рыб. В период опыта и в течение 3-4-х недель после окончания опыта вели наблюдение за динамикой клинических признаков болезни, состоянием рыб, их поведением и активностью приема корма. При обработке рыб непосредственно в аквариумах, вели наблюдение за состоянием водной растительности, ракообразных, земноводных и моллюсков, находившихся в аквариумах вместе с рыбами в период их обработок. В каждом опыте учитывали температуру и рН воды.

Диагноз на заболевание устанавливали по клиническим признакам и результатам бактериологических исследований (выделение возбудителя).

Лечение больных рыб проводили методом обработок в лечебных ваннах «Антибаком-250» и методом дачи внутрь «Антибака-100» через день с кормом. В опытах использовали кратковременные и долговременные лечебные ванны. На время проведения лечебных ванн фильтры не применяли. Подробное изложение методики применения кратковременных и долговременных ванн приведено в соответствующих разделах собственных исследований настоящей диссертации.

Результаты исследований подвергли статистической обработке по Н.А. Плохинскому (1970), а также линейно-графическому и линейно-радианному моделированию по Хитоси Кумэ (1990). Картографическую и территориальную аппликацию результатов исследований проводили по общепринятым в биологии и ветеринарии методам и приемам.

Общие объемы, методические приемы и использованные материалы исследований представлены в таблице 2.1.

При подборе и научном обосновании методических приемов и организации производственных экспериментов и их стандартизации принимали участие д.вет.н., профессор С.В. Енгашев, к.вет.н., с.н.с. В.Г. Енгашев, д.вет.н., профессор А.А. Алиев, специалисты госветучреждений и рыбоводных хозяйств, которым автор выражает искреннюю признательность и благодарность за методическую и организационную поддержку при выполнении данной работы.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Предпосылки, эколого-хозяйственные и экономические условия рыбоводства и рыболовства России

Установили, что Россия располагает огромным рыбохозяйственным фондом: 22,5 млн. га озер, 8,9 млн. га водохранилищ, 523,4 тыс. км рек, 125-150 тыс. га прудов. 18% озерного фонда страны находится на Дальнем Востоке, 26% - в Восточной, 28% - в Западной Сибири, 25% - в Северо-Западном регионе и только 3% на остальной территории. В последние годы озерной фонд средних и малых озер рыбной отраслью практически не используется, а около 65% озерного фонда России вообще не освоено. Относительно рационально он используется лишь в Северо-Западном регионе страны.

Созданные в РФ водохранилища используются различными отраслями народного хозяйства, в т.ч. и рыбной промышленностью, отличаются значительными колебаниями уровня воды, неравномерностью дна, в отдельных из них 60-80% площади занимают затопленные лесонасаждения. Территориальная аппликация водохранилищ весьма неравномерна: 31% - в Поволжье, 23% - в Северо-Западном, 18% - в Восточно-Сибирском, 9% - в Уральском, 8% - в Центральном регионах.

Речной фонд РФ рыбной промышленностью используется слабо, а в Европейской части претерпел значительные изменения. Многие реки теряют свою роль в воспроизводстве запасов ценных видов рыб.

По экономическим соображениям прудовое хозяйство страны ведется экстенсивно.

Суммарный вылов рыбы с учетом всех видов изъятия оценивается в РФ на уровне прогнозной величины (100 тыс. тонн). Неконтролируемый вылов привел к устойчивой тенденции к сокращению запасов осетровых рыб, а промысловое значение лососевых в условиях северо-запада страны полностью утрачено. Половина сырьевых ресурсов внутренних водоемов страны находится в Европейской части, 75% улова составляют мелкочастиковые рыбы, лещ и сиговые.

Многофакторный анализ причинно-следственных связей, отягчающих рыбоводство и рыболовство во внутренних водоемах страны

Установили, что на территории РФ созданы эколого-хозяйственные и экономические предпосылки и условия рыбоводства и рыболовства во внутренних водоемах, существует целая отрасль хозяйствования с разветвленной сетью производственных, контролирующих и научных учреждений, занимающихся изучением рыбных запасов, экологических условий, прогнозированием дальнейшего развития отрасли. Важное место в этом деле занимает ихтиопатология.

Индустриальное рыбоводство, экспертная оценка гидролого-гидрохимических показателей используемых водоемов

На основе проведенных анализов мониторинговых исследований гидрохимических и гидрологических показателей экосистем тепловодных водохранилищ установили, что экосистема таких водохранилищ находиться под сильным влиянием подогрева воды и садкового рыболовства в зоне влияния подогреваемых вод водохранилища, здесь снижается концентрация растворимого кислорода, величины pH, повышается содержание свободной двуокиси углерода. Основной причиной этих изменений является более интенсивная в сравнении с фотосинтезом планктона деструкция органического вещества, протекающая с поглощением кислорода и выделением двуокиси углерода. Подтвердили широкое антропогенное воздействие на фитопланктон и бентос в условиях индустриального рыболовства.

Экспертная оценка органического вещества и его трансформации в воде и илах тепловодных водоемов

На основе многолетних исследований и экспертной оценки их результатов подтвердили, что трансформация поступающего органического вещества в воды водоемов-охладителей происходит путем седиментации в грунт 27,8 г С/м² сутки, из них 15,9 г С/м² сутки (57%) - подвергается анаэробной деструкции, из них 20% (5,5 г С/м² сутки) уходит из экосистемы в атмосферу в форме метана, а 37% - минерализуется в другие соединения. Около 40% органического вещества не подвергается деструкции и закапывается в грунт.

Экспертная оценка верификации первичной продукции и деструкции органического вещества планктона тепловодного водохранилища

Подтвердили, что основным продуцентом органического вещества в водохранилищах является фитопланктон, с высокой интенсивностью фотосинтеза (7,1 мг О₂/л сут.) в мае-сентябре. Низкие величины прозрачности воды в водохранилище определяют тип вертикального распределения фотосинтеза. В водохранилище идет интенсивно минерализация органического вещества. Деструкция органического вещества идет одинаково на любой глубине. Установлено соотношение первичной продукции и деструкции органического вещества как 0,68-1,03 (М=0,84±0,04).

Экспертная оценка фитопланктона водоемов-охладителей

На основе анализа многолетних мониторинговых исследований фитопланктона в тепловодных водоемах подтвердили, что на начало его эксплуатации планктон состоял из 256 видов водорослей, при последующей эксплуатации водоема его фитопланктон обеднел до 102-х видов водорослей с преобладанием зеленых (61%), диатомовых (35%). По биомассе диатомовые - составляют 50%, а зеленые - лишь 13%. Максимальное количество биомассы фитопланктона отмечено к концу сезона (М=5,6±0,3 г/м³), в конце биологического лета она снижается в 3 раза, но с наступлением биологической осени (сентябрь) - вновь удваивается.

Годовая динамика фито- и зоопланктона в тепловодном водохранилище

Проанализировали материалы многолетних мониторинговых исследований зоопланктона и подтвердили, что биомасса зоопланктона тепловодного водоема на 21% состоит из Aspanchna, в 6,6% - представлена крупными коловратками, в 67,8% - мелкими коловратками, в 2% - веслоногими и в 2,6% - ветвистоусыми.

В годовой динамике биомассы зоопланктона отмечается выраженная неравномерность. Максимальный ее показатель - в июле, минимальный - в октябре (в 4,5 раза ниже).

Подтвердили, что за последние 25-30 лет зоопланктон тепловодного водоема претерпел существенные изменения: ряд видов ракообразных выпали из состава планктона, сменилось доминирующие представительство и редукция ракообразных, бурное развитие получили мелкоразмерные фракции зоопланктона - коловраток и инфузорий. Причиной этих изменений явился чрезмерный прессинг рыб-сестонофагов. Ежегодно с нарастанием температуры воды уменьшается численность и биомасса планктоновых инфузорий.

Экспертная оценка результатов исследований процессов разложения органического вещества в иловых отложениях водохранилищ

Установили, что интенсивность потребления кислорода в толще воды и особенно осенью при подрастании рыб, интенсивное осадконакопление в зоне садковых линий водохранилища создает дефицит кислорода в придонных слоях воды. Окисление органического вещества на границе воды - донных отложений происходит лишь в тонком (несколько мм) слое, а ухудшение кислородного режима в этом слое вызывает смену видового состава микрофлоры (массово развиваются анаэробы), что приводит к изменениям среды обитания гидробионтов, а в итоге - к перестройке экосистемы.

Макрозообентос водоема-охладителя и его экспертная оценка

Подтвердили, что в состав зообентоса тепловодного водоема входят 30 таксонов водных беспозвоночных (19 - хирономид, 6 - моллюсков, по одному - мокрецов, ручейников, пиявок, хаоборид). Ядро сообщества составляют олигохеты и несколько видов хирономид. Средняя биомасса макрозообентоса по водохранилищу варьирует от 14,9 до 19,3 г/м³ (М=17,1±0,8). Максимальная численность (123 тыс. экз/м²) и биомасса (89 г/м³), а также видовое разнообразие (20 видов) установлены в верхней части водохранилища с основной фонообразующей группой - олигохетами, биомасса которых на порядок выше биомассы прочих донных беспозвоночных.

В зоне умеренного прогрева (нижней зоне) доля олигохет значительно меньше, в зоне максимального прогрева воды обнаружено от 4 до 9 видов беспозвоночных донных животных, а средняя биомасса бентоса за лето здесь варьирует от 9,3 до 21,1 г/м². В районе садкового хозяйства найдены лишь отдельные экземпляры олигохет и хирономид. Разработали линейно-радианную схему-модель макрозообентоса для всех зон тепловодного водохранилища и подтвердили, что в конкретных территориальных и временных условиях существует множество факторов, сдерживающих рыбоводство на индустриальной основе (в условиях интенсивного кормления рыб в водоем поступает значительное количество детрита и остатков кормов, более чем на 1/3 снижается кислородное насыщение; при повышении температуры воды снижается уровень минеральных форм азота, и он становится недостаточным для фитопланктона, повышается уровень свободной углекислоты). В районе садкового хозяйства в 2-2,5 раза увеличивается количество органических веществ в илах, а зимой этот показатель еще возрастает в 1,5 раза из-за менее интенсивной их минерализации. Подтвердили, что многостороннее использование тепловодного водохранилища привело к неравномерному распределению макрозообентоса. Самый высокий видовой состав зообентоса и его биомассы - в зоне естественного температурного режима водоема, самый обеденный макрозообентос - в районе садкового хозяйства. Садковое хозяйство отрицательно воздействует на донное сообщество.

Инфекционные и инвазионные паразитарные системы в водной среде и их оценка при индустриальном рыбоводстве

Провели сравнительную оценку условий формирования нозологического профиля заразной патологии обитателей водной среды в субъектах Федерации Европейской части РФ и установили, что здесь в основном встречается 34 инвазионные болезни рыб, из них более 90% - гельминтозы.

Вовлеченность рыб в функционирование открытых паразитарных систем в открытых водоемах подтверждается высоким уровнем экстенсинвазии (М=16,23±0,8%). Разработали линейно-радианную схему-модель нозологического профиля паразитарных болезней карповых рыб в открытых водоемах Поволжья и сопредельных территорий и подтвердили, что степень их поражения достигает 2,21 %, а на долю гельминтозов приходиться 69,8%, в том числе на долю ботриоцефалеза - 4,8%.

Энтероценоз карповых рыб в благополучных в эпизоотическом отношении прудовых хозяйствах

Провели анализ материалов изучения видового состава микрофлоры кишечника карповых рыб и среды их обитания в прудовых хозяйствах Ульяновской, Волгоградской и Нижегородской областей и подтвердили, что микрофлора в организме обитателей водной среды и самой среды обитания находятся в прямой коррелятивной зависимости. В работе использовали результаты собственных исследований и предоставленные нам материалы ветеринарных лабораторий и лабораторий Гипроводхоза и филиала ГосНИОРХ. Комиссионными экспертными оценками подтвердили, что выбранные для эксперимента водоемы не загрязняются промышленными и бытовыми стоками, а гидрохимический режим в них соответствует установленным нормативам. Из 364 первичных посевов на МПА, среды Эндо, Шниц-Шанделье изолировано и идентифицировано 162 изолята от сеголетков карпа и 30 - из водной среды (всего идентифицировано до вида 79,2% изолятов и отнесены к 7 семействам, 12 родам и 19 видам).

Девять видов микроорганизмов выделены одновременно из организма рыб и водной среды (47,4%), шесть - только из кишечник рыб, четыре - только из воды (Vibrio anguillarum, Bacillis mardinatum, Enterobacter Spp., Salmonella Spp.).

Во всех случаях из кишечника рыб изолированы аэромонады, в 90% - псевдомонады, в 80% - аэрококки. В общем количестве изолятов бактерии этих родов соответственно составляют 50,0; 25,9 и 12,3%. Среди аэромонад 37,0% составляют Aeromonas hydrophila, 12,3% - Aeromonas punctata, 0,6% - Aeromonas salmonicida. Среди псевдомонад доминирует Pseudomona fluorescens (19,8%). Микробный пейзаж среды обитания рыб сформирован 13 видами микроорганизмов, из них 33,3% - аэромонады и 26,7% - псевдомонады. Разработали схему-модель микробного пейзажа различных отделов кишечника карповых рыб и подтвердили, что во всех отделах кишечника в микробном пейзаже доминируют аэромонады (соответственно 45; 54,5 и 51,4%), наиболее представляемой оказались A. hydrophila (24,2; 32,7 и 29,7% соответственно). Наиболее разнообразным микробный состав установлен в переднем отделе кишечника (16 видов и подвидов), 56,3% из них оказались идентичными с микроорганизмами водной среды.

Установили прямую крепкую ранговую коррелятивную связь между численностью микрофлоры кишечника карповых рыб и среды их обитания (r=+0,89 при p<0,05).

Энтероценоз карповых рыб в условиях тепловодных водоемов. Провели экспертную оценку микробного пейзажа кишечника карповых рыб и установили, что в 42,1% он представлен аэромонадами, при этом A. hydrophila в 3 раза превосходит другие виды аэромонад. Псевдомонады составляют - 29,3% (28,6% - приходится на P. fluorescens). Одновременно провели исследования по определению микробной контаминации органов и тканей клинически здоровых рыб (карпов) и установили, что в 100% случаев из селезенки рыб, в 4,7% - из почек и в 12,8% - из печени изолированы аэромонады. Соответственно в 12,8; 10,6 и 0% случаев - псевдомонады; в незначительном количестве случаев (2,1-4,3%) выделены из почек и печени флавобактерии и микрококки; из крови и головного мозга ни в одном случае микроорганизмы не были изолированы.

Провели анализ гематологических показателей рыб и установили у сеголетков карпа в тепловодном водохранилище повышение уровня лейкоцитов (М=41,3±2,05 тыс/мкл), моноцитов и нейтрофилов (11,5±0,5 и 6,3±0,3% соответственно), снижение уровня лимфоцитов до 79,2±3,4%, полиморфноядерных клеток до 3,0±0,1%. Подтвердили, что под воздействием микробного прессинга в организме сеголетков карпа возникает определенный сдвиг в лейкограмме.

Наиболее значимые нозоформы заразной патологии рыб в естественных и тепловодных водоемах

Изучили верификацию границ эпизоотического проявления наиболее значимых инфекционных болезней рыб и установили, что эпизоотологический мониторинг и скрининговые исследования биотических и абиотических компонентов водной экосистемы позволяют осуществлять эпизоотологическую диагностику болезней среди рыб и других гидробионтов, определять состояние в ветеринарно-санитарном отношении водной среды конкретной акватории, прогнозировать эпизоотическую ситуацию, и более того - эпидемическую угрозу в конкретных условиях места и времени. Учитывая, что в естественных водоемах, и, особенно в тепловодных водоемах, установлен высокий уровень микробной контаминации гидробионтов и водной среды, в т.ч. аэромонадами, в них сохраняется угроза вспышечного проявления болезней рыб с вытекающими из этого эпизоотическими и социальными последствиями.

Установили, что в отдельных садках при высокой плотности посадки карповых рыб среди годовиков и товарной рыбы отмечаются случаи поражения их боковой поверхности язвами диаметром до 3 и более см. У некоторых экземпляров рыб имело место ерошение чешуи в области брюшка, помутнение и покраснение кожных покровов. При вскрытии таких рыб установили наличие асцидной жидкости красно-желтоватого цвета в брюшной полости, кровоизлияния на эпикарде, печени, плавательном пузыре, гиперемию заднего отдела кишечника. При вскрытии кишечника у отдельных особей обнаружены взрослые цестоды-ботриоцефалюсы (по 3-5 экземпляров). Эпизоотологическим расследованием подтвердили неблагополучие этого рыбоводного хозяйства по аэромонозу с 1992 года. Случаи эпизоотического его проявления в сочетании с ботриоцефалезом имели место среди карпов, сеголеток толстолобика, белого амура, канального сомика с массовой гибелью личинок и мальков рыб. Наличие латентных форм аэромоноза диагностировали путем применения витальных красителей. Диагностировались и другие болезни: воспаление плавательного пузыря, ботриоцефалез, сфероспороз, миксоболез, криптобиоз и амфибиоз.

Аэромоноз в тепловодном водоеме регистрировался в форме жаберной и плавниковой гнили в 46,6 и 80% у мелких и от 53,3 до 80% у крупных мальков карпа в различных садках.

Методами экспертной оценки и верификации подтвердили, что функционирование паразитарных систем ботриоцефалеза и аэромоноза происходит в одних и тех же границах в субпопуляции более крупных мальков карпа в форме ассоциативного проявления.

Территориальные, временные и популяционные границы эпизоотического проявления аэромоноза карповых рыб в изучаемом регионе. В эпизоотологических экспериментах установили, что общее количество микроорганизмов из рода Аэромонада в кишечнике больных карпов в 27,8 раза больше, чем у клинически здоровых, псевдомонад - соответственно в 11,7 раза, а прочих микроорганизмов - более чем на два порядка.

Эти же группы микроорганизмов выделены и из среды обитания. Установили, что контаминация микроорганизмами органов и тканей больных карпов была в 1,9-2,4 раза выше, чем у контрольных. Только от больных рыб из органов и тканей выделены микроорганизмы вида Aeromonus hydrophila и более чаще, чем от контрольной - Aeromonus punctata. Более чем на 1/3 от больных рыб получено изолятов псевдомонад, Vibrio anguillarum получены только от больных рыб.

Подтвердили, что главным этиологическим фактором аэромоноза карповых рыб являются Aeromonus hydrophila и Aeromonus punctata, а факторами, способствующими эпизоотическому проявлению аэромоноза, являются переуплотненная посадка рыб, резкие колебания гидрохимических условий среды их обитания.

Наиболее выражено и тяжело аэромоноз протекает на фоне ботриоцефалезной инвазии. Нередко аэромоноз среди карповых рыб в тепловодном водоеме развивается как эндогенная инфекция.

Классические (инвазионные) паразитарные системы в водной среде Европейской части РФ

В ходе эпизоотологического мониторинга в изучаемых субъектах Федерации наиболее регистрируемыми в суммарной патологии рыб оказались 20 гельминтозов, 8 - протозоозов и 6 - арахноэнтомозов, протекающих в форме моно- и микстпаразитозов, нередко в сочетании с инфекционными болезнями. Экстенсинвазированность рыб варьирует в широком диапазоне: от 0,4% при лигулезе до 33,9% при постодиплостомозе. Установили, что экземпляры рыб, пораженные аэромонозом, были одновременно поражены ботриоцефалезом.

В эпизоотологическом эксперименте изучили параценотическую характеристику ботриоцефалеза карповых рыб, роль и место его в формировании инвазионной их патологии в условиях тепловодных водоемов. Установили, что среди годовиков карповых рыб в садковом хозяйстве тепловодного водохранилища функционируют паразитарные системы, вызываемые 10 видами паразитов; наиболее вовлеченными в 8 паразитарных систем, оказались годовики триплодного карпа, в 7 - годовики хозяйственного гибрида карпа.

Все 7 породных групп годовиков карпов в тепловодном хозяйстве вовлечены в паразитарную систему ботриоцефалеза. Экстенсинвазия (ЭИ) варьирует от 13,3% немецкого гибрида и гибрида «Курчатов» до 34,7% у триплодного гибрида (М=19,9±1,05%) при ИИ от 4 до 20 (М=12,0±0,6 экз/особь).

Подтвердили, что значительная часть популяции карпов вовлечена в функционирование паразитарных систем, сочленами которых являются хиллоденеллы, триходины, дактилогиры, диплозоны, ботриоцефалюсы. Наиболее устойчивая паразитарная система - ботриоцефалез, в функционирование которой вовлекаются не только рыбы, но и другие гидробионты, являющиеся кормовой базой рыб.

Изучили границы эпизоотического проявления ботриоцефалеза в тепловодном рыбоводстве и подтвердили, что территориальные его границы в индустриальном рыбоводстве приближаются к единице (М=0,938±0,041), популяционные его границы значительно варьируют и составляют 19,9 и более процентов, временные границы отличаются круглогодичностью с сезонными эпизоотическими надбавками в конце июля (ЭИ=37,5±1,8%) с последующим постепенным снижением, обусловленным сезонным угнетением половой активности паразита и самопроизвольным распадом половозрелых его форм. Разработали схему-модель функционирования ботриоцефалезной инвазии в регионе.

Изучили механизм распространения ботриоцефалезной инвазии в тепловодном хозяйстве и установили, что территориально-пространственное расселение ботриоцефалюсов осуществляется подвижными свободно живущими личиночными стадиями паразита, а расширению территориальных и временных границ эпизоотического процесса этой инвазии способствует передвижение зараженных паразитами дефинитивных и промежуточных их хозяев (карповых рыб и циклопид).

При размещении садковых линий на мелководье (до 4-х м), где отсутствует направленное течение сбросной воды и происходит концентрация планктона, в т.ч. и циклопид, заражение садковой рыбы ботрицефалюсами может происходит за счет зараженной сорной рыбой, обитающей в водоеме и привлекаемой к садкам богатой кормовой базой.

В таких условиях формируются эпизоотические микроочаги данной инвазии и способствуют пространственному расселению инвазированных яиц, включенных в экскременты рыб.

Ботриоцефалез карповых как ассоциативная болезнь рыб в изучаемом регионе

Установили, что в тепловодных водоемах проявление ботриоцефалеза и аэромоноза отличаются выраженной энзоотичностью (приуроченностью к конкретной территории), а их ассоциативное эпизоотическое проявление не было связано с заносом возбудителей извне, отличается стационарностью и временной неравномерностью в зависимости от активизации факторов передачи их возбудителей. В контролируемом опыте подтвердили, что ботриоцефалюсы ингибируют развитие невирулентных штаммов аэромонад в среднем отделе кишечника рыб, чем способствуют конкурентному развитию и расселению слабовирулентных и вирулентных штаммов аэромонад в кишечнике таких рыб, и как следствие способствуют развитию ассоциативного проявления ботрицефалеза и аэромоноза как эндогенной инфекции. Полученные результаты исследований имеют выраженное прикладное значение для оптимизации противоэпизоотического обеспечения индустриального рыбоводства.

Описторхоз - классический паразитоз с широким спектром патогенности

Экологические хозяйственно-экономические предпосылки и условия формирования энзоотических очагов описторхоза в наземной и водной среде Приволжского региона

Экспертными оценками подтвердили, что в этом регионе эволюционно сформировался тесный контакт домашних и диких животных, обмен их патогенами, взаимообогащая их состав. Здесь практически переплелись биологические и социальные аспекты заразной патологии животных и человека, сформировались ее межпопуляционные границы. Многие болезни в регионе имеют природно-очаговый характер и развиваются по общим законам саморегуляции эпизоотического проявления. Необычайно высокая «плотность жизни» в дельте Волги способствует формированию сложных паразитарных систем, нередко сопровождаемых вспышками заразных болезней, а иногда и их беспрепятственным распространением.

Установили, что в регионе сформировались природно-географические и хозяйственно-экологические предпосылки и условия функционирования экологических паразитарных систем на межпопуляционном уровне, возбудители которых на различных стадиях онтогенеза переживают в различных хозяевах - обитателях наземной и водной среды. Примером этому является описторхоз, имеющий региональные особенности эпизоотического и эпидемического проявления.

Роль и место описторхоза в формировании патологии обитателей наземной и водной среды

Провели многочисленные исследования карповых рыб на «гельминтную» чистоту, а также экспертную оценку результатов исследований ветеринарных лабораторий и установили, что в регионе регистрируются 34 инвазионные болезни рыб, из них 92,8% - гельминтозы, 1,3% - протозоозы, 5,8% - арахноэнтомозы. ЭИ рыб составляет 16,39%. Разработали линейно-радианную схему-модель экспертной оценки нозологического профиля заразной патологии обитателей водной среды, подтвердили, что в паразитарную систему описторхоза в регионе вовлечены только карповые рыбы, среди которых регистрируются 19 инвазионных паразитарных систем, из них 52,6% - гельминтозы, 31,5% - протозоозы, 15,% - арахноэнтомозы. Степень поражения гельминтозами варьирует от 0,1 до 3,6% (М=1,76%±0,08%), протозоозами от 0,1 до 9,7% (М=4,75±0,2%), арахноэнтомозами - от 0,6 до 13,7% (М=6,5±0,3%).

Разработали схему-модель популяционных границ различных наиболее значимых паразитарных систем по экстенсивным показателям и установили, что нозологический профиль гельминтозных инвазий карповых рыб в регионе представлен ботрицефалезом, гиродактилезом, кавиозом, кариофилезом, лигулезом, описторхозом, тетракотелезом, филометроидозом, эхиноринхозом, функционирующими как самостоятельные (моноинвазии), так и как 2-х, 3-х и многочленные микстинвазии.

Несмотря на относительно невысокую ЭИ карповых рыб описторхиями (1,8%), на долю этого паразитоза в регионе приходится 55,3% выявленной инвазионной патологии карповых рыб в незамкнутых водоемах.

Спектр патогенности описторхоза в условиях Приволжского региона

Подтвердили, что описторхоз в регионе является типичным гельминтозоонозом, передача возбудителя которого происходит многоступенчато с участием гидробионтов, в т.ч. и рыб. На стадии маритогонии в условиях Нижнего Поволжья описторхии обитают в дефинитивных хозяевах на полигостальной основе (млекопитающие, в т.ч. и человек, а также птицы), на стадии эмбриогонии - частично в дефинитивных хозяевах и частично в промежуточном хозяине - брюхоногих моллюсках рода Codiella; на стадии партеногонии - моногостально в моллюсках рода Codiella; на стадии цистогонии - частично во внешней среде и в организме карповых рыб.

Экспертной оценкой спектра патогенности описторхоза на стадии партеногонии его возбудителя с использованием материалов ветеринарных лабораторий и Астраханского биосферного заповедника (Н.Н. Семенова), подтвердили, что наибольшая встречаемость и наивысшая плотность битиний установлена в авандельте (открытая зона) и водоемах нижней зоны подводной дельты (слабопроточные ерики и ильмени), наименьшая - в водоемах средней и верхней зон дельты. В северном Каспии они проникают до границ распространения дельтовой растительности, иногда встречаются на глубине до 2 м. Здесь имеются огромные площади, занятые подводными лугами, благоприятный кислородный режим, хорошая прогреваемость и повышенная жесткость воды благоприятствуют процветанию моллюсков фитофилов, а максимальная численность щупальцевых битиний достигает 500 экз/м². Здесь раньше (обычно в марте) наступают сроки пробуждения гидробионтов, увеличение численности битиний наблюдается с конца мая и сохраняется до ледостава. Разработали схему-модель аппликации ареала основного хозяина партеников описторхий. Подтверждено, что зараженность моллюсков партениками и церкариями описторхисов достигает 1,3%, в авандельте - 2,2%, в собственно дельтовом очаге - в 3 раза ниже, а в целом в условиях Волги и Северного Каспия составляет 4,5±0,2%.

Выделяемые описторхиями яйца содержат зрелых мирацидиев, которые под воздействием инсоляции и высушивания гибнут, но в фекалиях животных сохраняются до 3-4-х недель. По данным биосферного заповедника партеногенетическое развитие описторхисов завершается за 3-3,5 недели, а суточная плодовитость описторхисов в организме дефинитивного хозяина достигает 600 яиц.