Экологический мониторинг гельминтофауны Sus scrofa domestica (Linnaeus, 1758) с использованием ГИС-технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат биологических наук Мишонкова, Анна Николаевна

• Мишонкова, Анна Николаевна
• кандидат биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Мишонкова, Анна Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИССЛЕДУЕМОЙ ПРОБЛЕМЕ.

1.1. Паразитарная система и ее структура.

1.2. Разнообразие паразитарных систем.

1.3. Характеристика иммунного ответа при гельминтозах.

1.4. Экологические аспекты паразитизма.

1.5. Природная очаговость паразитарных инвазий.

1.6. Применение ГИС-технологий в решении вопросов визуализации и анализа данных биологической безопасности окружающей среды.

1.6.1. Общая характеристика ГИС.

1.6.2. Структура ГИС.

1.6.3. Функциональные возможности ГИС.

1.7. ГИС-моделирование природных систем.

1.8. Типы данных в ГИС.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Природно-климатические и экономические особенности районов исследования.

2.2 Методы исследования гельминтофауны сельскохозяйственных животных.

2.3 Геоинформационное картографирование территории Ульяновской области и прогнозирование эпизоотической ситуации по основным паразитарным инвазиям свиней.

2.4 Экологическая характеристика свиноводческих хозяйств.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Анализ результатов мониторинговых исследований гельминтофауны сельскохозяйственных животных на территории Ульяновской области.

3.1.1. Гельминтофаунистический комплекс крупного рогатого скота на территории Ульяновской области.

3.1.2. Гельминтофаунистический комплекс мелкого рогатого скота на территории Ульяновской области.

3.1.3. Гельминтофаунистический комплекс лошадей на территории Ульяновской области.

3.1.4. Гельминтофаунистический комплекс свиней на территории Ульяновской области.

3.1.5. Антропозоонозные виды гельминтов сельскохозяйственных животных и пути их циркуляции в биоценозах Ульяновской области.

3.1.6. Структура гельминтоценоза свиней на территории Ульяновской области.

3.2 Визуализация данных о заболеваемости свиней гельминтозами в Ульяновской области с учетом ее агроклиматического зонирования.

3.2.1 Годовая динамика экстенсивности основных паразитарных инвазий Sus scrofa domestica в разных агроклиматических зонах Ульяновской области.

3.2.1.1 Исследование динамики зараженности свиней S.ransomi.

3.2.1.2 Исследование динамики зараженности свиней O.dentatum.

3.2.1.3 Исследование динамики зараженности свиней T.suis.

3.2.1.4 Исследование динамики зараженности свиней A.suum.

3.2.2 Выявление доминирующих инвазий Sus scrofa domestica в разных агроклиматических зонах Ульяновской области.

3.2.3. Эпизоотический мониторинг пространственно-территориального распределения основных геонематод в условиях свиноводческих хозяйств Ульяновской области с учетом агроклиматического зонирования.

3.2.3.1. Геогельминтозы свиней Западной агроклиматической зоны.

3.2.3.2. Геогельминтозы свиней Центральной агроклиматической зоны

3.2.3.3. Геогельминтозы свиней Южной агроклиматической зоны.

3.2.3.4. Геогельминтозы свиней Заволжской агроклиматической зоны

3.3 Картографирование территории Ульяновской области по наиболее распространенным нозологическим формам на основе ГИС-технологий

3.3.1 Текущий геоинформационный прогноз развития эпизоотической ситуации по основным нозоформам в пределах каждой агроклиматической зоны.

3.3.2. Анализ состояния паразитарной зараженности Sus scrofa domestica по административным единицам региона на основе эпидемического неблагополучия.

3.3.3. Моделирование зон распространения геогельминтозов свиней по административным единицам Ульяновской области.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экологический мониторинг гельминтофауны Sus scrofa domestica (Linnaeus, 1758) с использованием ГИС-технологий»

Диссертационная работа посвящена исследованию видового разнообразия гельминтофауны сельскохозяйственных животных, путей ее циркуляции в пищевых цепях биогеоценозов Средневолжского региона, выявлению в ее составе эпидемически опасных для человека видов с использованием ГИС-технологий для мониторинга очагов инвазий и их приуроченности к конкретным агроклиматическим зонам Ульяновской области.

Исследования выполнялись в 2008-2010 гг. в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии (тема № 01.200.203527).

Актуальность работы.

Эволюция паразитарных видов сопровождалась расширением их биоразнообразия и повышением жизнеспособности за счет широкой нормы приспособительных реакций, что в конечном итоге привело к появлению видов с широкой экологической валентностью и способностью интегрироваться в биосистемы разных уровней сложности, формируя устойчивые саморегулирующиеся природные комплексы, в которых паразитофауна является неотъемлемым структурным компонентом (Романова и др., 2006).

Проблемы паразитарных систем и биобезопасности отнесены к числу приоритетных направлений фундаментальных исследований в области биологии (постановление президиума Российской академии наук п. 5.22 п. 5.32 «Проблемы биобезопасности», 2003).

Согласно данным официальной статистики, Ульяновская область относится к территориям с наиболее высоким уровнем инфекционной и инвазионной заболеваемости в РФ (Регионы России. Социально-экономические показатели, 2003). Широкое видовое разнообразие, высокая плодовитость и адаптационная пластичность, специфика биологических циклов развития объясняют широкое распространение гельминтоинвазий в свиноводстве Ульяновской области (Романова и др., 2006). По данным нашей кафедры (Дебердеева, 2006; Видеркер, 2005; Камалетдинова, 2002; Губейдуллина, 2000) 4 гельминтозы Sus scrofa domestica (Linnaeus, 1758) причиняют значительный экономический ущерб, снижая уровень продуктивности в отрасли на 25-35

Природные факторы и среда обитания являются решающими в распространении и циркуляции гельминтозов (Возианова, 2001). Паразитарные системы чутко реагируют на изменения окружающей среды широким спектром реакций, которые до настоящего времени практически не изучены. При масштабных обследованиях больших территорий на региональном и межрегиональном уровнях для формирования прогноза развития той или иной экологической ситуации эффективным инструментом являются информационные технологии, которые интенсивно проникают во все сферы научной деятельности (Куценко, Агарков, Ворохобкин и др., 2010; Дудников, Лядский, Бель-чихина, 2008; Нечаев, Хованов, Барков, 2007; Черкасский, Локтионова, Фаи-зов и др., 2005; Родионов, Коровин, 2003; Дыхно, Иванова, Лалетина и др., 2002; Цветков, 2001; Пролеткин, 2000; Цветков, 1999; Khovanov et al, 2007; Rezaeian et al, 2007; Warder et al, 2007). В частности для оценки состояния развития и перспективного прогноза эпизоотического процесса с успехом могут быть использованы средства электронного картографирования на основе ГИС-технологий (Колесникова, 2008).

Применение метода картографического анализа не только позволяет показать пространственное положение тех или иных явлений, но и помогает раскрыть смысл и значение этих явлений в их непосредственной взаимосвязи (Бочоришвили, Дмитренко, Коровин и др., 2008). В последнее время картографирование на основе ГИС-технологий применяется в синэкологии, поэтому мы вполне обоснованно использовали этот метод для анализа распространения и циркуляции паразитарных инвазий животных и человека. Это позволило создать карты распространения различных инвазий и нозоареалов в нашем регионе.

Цель работы: выявить нозоареалы паразитофауны Sus scrofa domestica, исследовать их структуру, динамику, темпоральные и популяционные характеристики в условиях Ульяновской области с использованием ГИС-технологий.

В задачи исследования входило:

1. Охарактеризовать биоразнообразие эндопаразитофауны свиней на территории Ульяновской области.

2. Выявить эпидемиологически значимые виды гельминтов Sus scrofa domestica.

3. Исследовать пути циркуляции гельминтов в структуре пищевых цепей.

4. Выявить доминантные виды гельминтов Sus scrofa domestica в различных агроклиматических зонах Ульяновской области.

5. Установить и охарактеризовать очаги инвазий на территории Ульяновской области с учетом агроклиматического зонирования.

6. Провести ранжирование административных районов по уровню основных инвазий.

7. Провести нозогеографическое картографирование территории Ульяновской области по основным инвазиям Sus scrofa domestica.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Видовое разнообразие гельминтофауны Sus scrofa domestica на территории Ульяновской области в 2008-2010 гг. включало 14 видов гельминтов, представителей классов: Trematoda, Cestoda, Nematoda и Acantho-cephala.

2. Sus scrofa domestica выступает в качестве промежуточного или окончательного хозяина для 8 антропозоонозных видов гельминтов.

3. В структуре гельминтофауны Sus scrofa domestica доминирующее положение занимали геогельминты, среди которых преобладали виды: A.suum (28 %), O.dentatum (27 %), S.ransomi (28 %) и T.suis (6 %).

4. Очаги инвазий Sus scrofa domestica имеют агроклиматическую приуроченность.

Научная новизна.

Впервые выявлены эпидемиологически значимые виды гельминтов, пути их циркуляции в биоценозах области и зоны, эпидемически неблагополучные в отношении паразитозов продуктивных животных.

Получены новые данные о характере многолетней динамики гельмин-тофауны сельскохозяйственных животных.

Проведено ранжирование административных районов области по уровню основных инвазий животных.

Проведено полное нозогеографическое картографирование территории региона и ранжирование по уровню биологической опасности в отношении основных гельминтоинвазий свиней.

Теоретическая и практическая значимость.

Результаты проведенных исследований вносят вклад в развитие попу-ляционной экологии и расширяют представления о характере распространения и циркуляции эндопаразитофауны сельскохозяйственных животных в Средневолжском регионе.

Исследования видового разнообразия паразитофауны и путей ее циркуляции имеют прикладное значение в целях снижения падежа, повышения плодовитости и продуктивности отрасли, улучшения качества продукции. Результаты исследований могут быть использованы как базовые при разработке рекомендаций по снижению уровня биологической опасности в зоне свинокомплексов и на прилегающих территориях. Данные о видовом разнообразии гельминтофауны сельскохозяйственных животных, о распространении и циркуляции эпидемиологически значимых видов могут быть использованы при разработке методических рекомендаций и мероприятий по профилактике гельминтоинвазий.

Ранжирование и нозогеографическое картографирование территорий позволило выявить зоны эпидемического неблагополучия по особо опасным инвазиям свиней.

Результаты исследований могут быть использованы в системах экологического мониторинга и прогнозирования.

Основные положения и выводы диссертации используются в учебном процессе на кафедре биологии, ветеринарной генетики, паразитологии и экологии факультета ветеринарной медицины Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.

Апробация работы и публикации.

Основные положения диссертации были представлены научной общественности и обсуждались на конференциях различного уровня: на международной научно-практической конференции «Научное обеспечение устойчивого развития агропромышленного комплекса горных и предгорных территорий» (Владикавказ, 2008); международной научно-практической конференции «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» (Ульяновск, 2009); II международной научно-практической конференции «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» (Ульяновск, 2010); III международной научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь и наука XXI века» (Ульяновск, 2010); VI международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2011); VI Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (Краснодар, 2009); на региональной научной конференции «История и культура поволжского села: традиции и современность» (Ульяновск, 2009). По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на 162 страницах, включает 59 рисунков, 7 таблиц. Состоит из введения, обзора литературы по изучаемой проблеме, описания объектов, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, практических предложений, заключения, выводов, библиографического списка из 307 наименований, в том числе 53 -иностранных авторов.