Есжанова Айдына Бауржанович

АННОТАЦИЯ
диссертации на соискание учёной степени доктора философии (PhD) по
специальности «6D060700 – Биология»
Есжанова Айдына Бауржановича
Изучение влияния биотических и абиотических факторов на популяцию
большой песчанки (Rhombomys opimus) и особенности эпизоотического
чумного процесса в Южном Прибалхашье
Общая характеристика работы. Работа посвящена изучению
современного состояния региональных комплексов, популяций и колоний
большой песчанки (Rhombomys opimus Licht 1823), особенностей
распространения различных видов блох Xenopsylla sp. в Южном Прибалхашье и
влиянию некоторых биотических и абиотических факторов, на популяционные
характеристики носителя, переносчика и активность возбудителя чумы.
Приводятся результаты по изучению эколого-биологических особенностей
большой песчанки из различных региональных комплексов и популяций,
наземной и миграционной активности зверька, специфике колоний и поселений
песчанок в зависимости от ландшафта, а также многолетняя динамика всех
сочленов чумной паразитарной системы в Южном Прибалхашье. Проведена
работа по изучению влияния абиотических и биотических средовых факторов
на представителей чумной триады, что имеет практическое значение для более
корректного прогнозирования эпизоотий.
Актуальность темы исследования. Чума – острое инфекционное
заболевание, печально известное своими опустошительными пандемиями в
прошлом, вызываемое возбудителем (Yersinia pestis), циркулирующим в
популяциях диких грызунов. Ежегодно в мире регистрируется 2000-3000
диагностированных случаев заболевания людей. В Республике Казахстан
основным носителем этой инфекции в подавляющем числе пустынных
биоценозов является большая песчанка (Rhombomys opimus), которая играет
ключевую роль в эпизоотологии чумы в большинстве природных очагов.
Причем одним из наиболее активных природных резерватов чумы является
Прибалхашский автономный очаг, который расположен по соседству с самым
крупным мегаполисом страны - г. Алматы.
Южное Прибалхашье признано отечественными и зарубежными
специалистами энзоотичной по чуме территорией, что требует перманентного
контроля эпизоотической активности, связанной с циклическими колебаниями
численности основного носителя (большой песчанки), переносчика (блох) и
чумного микроба. Однако, несмотря на более чем полувековую историю с
момента создания противочумных учреждений и масштабного изучения всех
сочленов чумной триады, остается много вопросов, требующих дальнейших
исследований, с учетом современного состояния ареалов и изменения
популяционных характеристик носителя и переносчика, активности
возбудителя чумы с применением современных методов. Например, ввиду
разногласий среди разных авторов, требуют уточнения следующие вопросы:
количество региональных комплексов большой песчанки, обитающей на
территории Балхаш-Алакольской котловины, различия в наземной и
миграционной активности песчанок при низкой и высокой обитаемости их
поселений, а также различной агрегации обитаемых колоний, особенности
распространения различных видов переносчиков чумы - блох в Прибалхашском
очаге, а также характер влияния биотических и абиотических факторов в
динамике чумной триады. Решение вышеперечисленных вопросов необходимо
для понимания процессов, протекающих в природных очагах чумы и
обоснованного прогнозирования эпизоотической активности этой инфекции.
Целью исследования являлось изучение характера воздействия
основных биотических и абиотических факторов на популяции и колонии
большой песчанки и другие компоненты чумной паразитарной системы,
выявление закономерностей возникновения и развития эпизоотического
процесса при чуме на примере Прибалхашского автономного очага.
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение
следующих задач:
1.
Изучить подвидовую дифференциацию большой песчанки на
региональные комплексы в Балхаш-Алакольской впадине.
2.
Исследовать особенности распространения различных видов блох рода
Xenopsylla на изучаемой территории.
3.
Изучить наземную и миграционную активность большой песчанки, как
один из факторов распространения чумы при различной структуре и плотности
обитаемых колоний в Южном Прибалхашье.
4.
Изучить значение ландшафта (рельефа, почвенно-растительного покрова,
микроклимата и др.) для долгосрочного существования колоний и поселений
большой песчанки и чумной паразитарной системы на локальном уровне.
5.
Исследовать сезонную и годовую динамику численности сочленов
чумной триады за многолетний период на исследуемой территории.
6.
Изучить зависимость характеристик чумной паразитарной системы от
многолетних колебаний абиотических факторов на рассматриваемой
территории.
7.
Изучить влияние хищников на популяции большой песчанки.
Методики
исследования.
зоологические,
морфометрические,
телеметрические, статистические.
Научная новизна исследования. Впервые с помощью методов
дистанционного зондирования и радиотелеметрии было проведено
исследование наземной и миграционной активности песчанок при различной
обитаемости колоний в Южном Прибалхашье. Была уточнена классификация
большой песчанки на региональные комплексы на территории Южного
Прибалхашья. Смешанный линейный регрессионный анализ количественных
характеристик членов чумной паразитарной системы и параметров
абиотических и биотических факторов среды позволил выявить характер
зависимости между активностью чумной триады и колебаниями метеоусловий,
изучить основные закономерности возникновения эпизоотической активности
чумы в популяциях больших песчанок в Южном Прибалхашье.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные в ходе
исследований сведения о наземной и миграционной активности песчанок,
фундаментальных ландшафтных факторах (характер почв, растительности на
колониях и т.д.), определяющих долговременное существование колоний и
поселений грызунов, позволили выявить необходимые условия для длительного
персистирования возбудителя чумы, а также углубить понимание феномена
«кочующей чумы» и потенциальной скорости распространения инфекции.
Приведенные в работе результаты исследований по подвидовой
дифференциации Rhombomys opimus позволяют опровергнуть ранее
высказанное мнение о трех региональных комплексах, обитающих на
территории Балхаш-Алакольской впадины и затрагивают вопросы систематики
положения этого вида. Перечисленное, в совокупности дает более точное
представление о механизмах распространения эпизоотий чумы в популяциях
больших песчанок, а также процессах, протекающих в природных очагах чумы.
Практическое значение диссертационной работы заключается в том, что
полученные результаты могут быть использованы при составлении прогнозных
компьютерных моделей эпизоотического процесса при чуме, что позволит
улучшить качество обследования и мониторинга природных очагов чумы.
Основные положения, выносимые на защиту:
1.
На территории Балхаш-Алакольской впадины существует два
региональных комплекса большой песчанки (Прибалхашский и Джунгарский).
2.
Взаимосвязь между параметрами чумной паразитарной системы и
многолетних колебаний абиотических факторов на исследованной территории
носит нелинейный характер.
3.
Наземная и миграционная активность большой песчанки, в значительной
мере определяется степенью обитаемости и пространственной структурой их
колоний, что расширяет существующие представления о скорости
распространения возбудителя чумы.
4.
Свойства ландшафта (характер почв, растительности и т.д.) играют
первостепенную роль в жизнедеятельности и долгосрочной обитаемости
колоний большой песчанки и зависят от почвенно-растительного покрова,
рельефа и широтного расположения местообитаний.
5.
Наземные хищники не оказывают значимого лимитирующего эффекта на
численность больших песчанок, но могут провоцировать миграции и кочевки
грызунов на большие расстояния, способствуя диссеминации возбудителя на
сопряженные территории.
6.
Особенности распространения различных видов блох рода Xenopsylla в
Южном Прибалхашье обусловлены ландшафтными свойствами местообитаний
и хорологической структурой носителя. Видовое разнообразие блох является
одним из факторов, способствующих высокой эпизоотической активности в
регионе.
Связь с планом основных научных работ. Диссертационная работа
выполнена в рамках проектов “Prediction of plague outbreaks in Southern Pre-
Balkhash” совместно с сотрудниками Ливерпульского и Утрехтского
университетов, а также «Complex patterns of host pathogen interaction: the role of
behaviour in mediating the spread of infectious disease through structured host
populations» совместно с коллегами из Утрехтского университета (Бельгия).
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и
обсуждены на:
-Международная научная конференция, посвященная 135-летию Томского
государственного
университета
«Фундаментальные
и
прикладные
исследования и образовательные традиции в зоологии». – Томск, 2013
-Closing meeting conference, “Advances in the prediction of plague outbreaks
in Central Asia”, Almaty 12-13 September, 2013.
- ICBMPH 2015: 17th International Conference on Biology, Medical and Public
Health 14-15th May, Amsterdam, 2015.
- International annual conference of British Parasitological Society, BSP Spring
Meeting Liverpool 16-18th April, 2015.
-«Сохранение и устойчивое использование биоразнообразия Казахстана и
сопредельных территорий», посвященная 70-летию педагога, ученого- зоолога,
кандидата биологических наук, и.о. профессора Есжанова Бирликбая
Есжановича, 05 мая 2015 года.
-4th Conference of ISOCARD “Silk road camel: the camelids, main stakes for
sustainable development”, Almaty 8-12 June, 2015.
На основе полученных результатов, были сделаны следующие выводы:
1.
На основании изучения морфологических особенностей представителей
различных популяций большой песчанки и эпизоотической активности
возбудителя чумы в настоящее время на территории Балхаш-Алакольской
впадины было выделено два региональных комплекса Rhombomys opimus.
2.
Показано, что основными переносчиками возбудителя чумы в
исследованном регионе являются блохи рода Xenopsylla, распространение
которых обуславливается особенностями ландшафта и хорологической
структурой большой песчанки.
3.
С помощью методов дистанционного зондирования и радиотелеметрии
получены новые данные об особенностях наземной и миграционной активности
большой песчанки и ведущая роль в этом процессе пространственной
структуры и обитаемости колоний.
4.
Показано первостепенное значение свойств ландшафта (характер почв,
растительности, расположение и т.д.) в существовании колоний большой
песчанки, как природного резервата возбудителя чумы.
5.
Выявлена сезонная и годовая динамика численности сочленов чумной
триады за многолетний период и показана ведущая роль численности большой
песчанки на обилие блох, и, как следствие, на активность эпизоотического
процесса при чуме.
6.
Колебания абиотических средовых факторов (температура воздуха,
количество атмосферных осадков, солнечная активность) оказывает большое
прямое и опосредованное влияние на чумную триаду и обладает
инерционностью в 1-2 года.
7.
Наземные хищники не оказывают значимого воздействия на численность
большой песчанки, но могут влиять на их миграционную активность и
распространение инфекции на новые территории.
Публикации. В открытой печати по материалам исследования
опубликовано 15 научных публикаций. Из них 1 статья, входит в базу данных
Thomson Reuters; 1 атлас в соавторстве, 3 статьи в республиканских научных
журналах, рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и
науки РК; 3 статьи и 7 тезисов в материалах международных конференций и
конгрессов.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 125 страницах
компьютерного текста и состоит из обозначений и сокращений, введения,
обзора литературы, материалов и методов, результатов и обсуждения,
заключения, списка использованных источников из 261 наименований,
содержит 3 таблицы, 57 рисунков и 1 приложения.