Научный журнал
Научное обозрение. Биологические науки
ISSN 2500-3399
ПИ №ФС77-57454

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ДИНАМИКУ ЧИСЛЕННОСТИ ЛИЧИНОК КОМАРА РОДА ANOPHELES

Родионов Ю.А. 1
1 Филиал ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» в ВАО
Исследования проводились в эпидемиологически значимом периоде генерации комара рода Anopheles с целью изучения влияния температурного режима окружающей среды на динамику численности личинок комара рода Anopheles в водоемах Восточного административного округа города Москвы. Температурный режим водоемов обусловлен преимущественно погодно-климатическими условиями, которые определяют количество и площадь анофелогенных водоемов. В зависимости от этого формируются показатели численности личинок комара рода Anopheles. Изменения температурного режима водоемов оказывают влияние на динамику преимагинального развития комара рода Anopheles. Установлено, что в водоемах с более высокими температурными показателями поверхностности воды скорость развития и численность личинок анофелеса выше, чем в водоемах с более низкими температурными показателями поверхности воды. При температуре поверхности водоемов 26–27°С численность личинок анофелеса ниже, чем при 24–25°С, а при температуре 22–23°С ниже, чем при 24–25°С, но выше, чем при 20–21°С. Таким образом, оптимальным температурным режимом поверхности водоемов для развития личинок комара рода Anopheles является температура 24–25°С. Однако в водоемах с температурным режимом выше оптимального уровня анофелогенная площадь и численность личинок сокращается ввиду изменения химических показателей воды, которые выступают в качестве нивелирующих факторов. В таких водоемах усиливается процесс биохимического окисления органических веществ, в результате возникает дефицит растворенного в воде кислорода, необходимого для жизнедеятельности организмов, являющихся кормовой базой личинок анофелеса. Также усиливается испарение воды, вследствие которого в воде повышается уровень концентрации солей, что тоже негативно влияет на жизнеспособность личинок анофелеса.
водоем
температурный режим воды
химические показатели воды
анофелогенеративный сезон
анофелогенный водоем
малярийный комар
личинки малярийного комара
anopheles
1. Малярийные комары и борьба с ними на территории Российской Федерации: методические указания. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. 56 с.
2. Артова М.А., Разумейко В.Н., Симчук А.П. К вопросу о генетическом полиморфизме видов-двойников малярийного комара комплекса Anopheles Maculipennis в Крыму // Ученые записки Таврического национального университета. Серия «Биология, химия». 2014. Т. 27 (66). № 4. С. 3–11.
3. Ежов М.Н., Званцов А.Б. Практическое руководство по элиминации малярии для стран европейского региона ВОЗ // Европейское региональное бюро Всемирной Организации Здравоохранения. Копенгаген, 2010. 110 с. URL: http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0013/102343/E93764R-rev.pdf (дата обращения: 17.07.2018).
4. Колпаков А.Д. Влияние температуры воды и количества осадков на численность преимагинальной гемипопуляции малярийного комара (комплекс видов Anopheles maculipennis Meigen, 1818) в условиях урбанизированной среды обитания // Известия Самарского научного центра РАН. 2008. Т. 10. № 2. С. 559–566.
5. Турцева М.А., Сантылова О.А., Котоманова В.Г., Сапирова О.Л. Фенологические наблюдения за малярийными комарами Anopheles по Саратову (2006–2009 гг.) // Энтомологические и паразитологические исследования в Поволжье. 2010. № 8. С. 58–62.
6. Гаджиева С.С. Влияние температурного режима на кариофонд популяции малярийных комаров рода Anopheles в условиях Дагестана // Юг России: экология, развитие. 2007. № 3. С. 52–54.
7. Прогноз и архив погоды [Электронный ресурс]. URL: http://weatherarchive.ru (дата обращения: 17.07.2018).
8. Климатический монитор [Электронный ресурс]. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/monitor.php (дата обращения: 17.07.2018).

В России распространены несколько десятков видов малярийных комаров, входящих в комплексы «Anopheles maculipennis» и «Anopheles hyrcanus». В комплекс «Anopheles maculipennis» входят следующие виды: Anopheles (Anopheles) maculipennis Meigen, 1818; An. (Anopheles) messeae Falleroni, 1926; An. (Anopheles) melanoon Hackett, 1934; An. (Anopheles) Sacharovi Favre, 1903 и др. [1–3].

Наибольший эпидемиологический интерес для московского региона имеют An. (Anopheles) maculipennis и An. (Anopheles) messeae [1].

Малярийные комары живут почти во всех климатических зонах. В мире насчитывается около 460 видов малярийных комаров. Большая часть их распространена в зонах с тропическим климатом. Тем не менее многие виды малярийных комаров населяют страны с субтропическим и умеренным климатом, в том числе и Россию, не перенося малярию, поскольку сами климатические условия нашей страны не позволяют малярийному плазмодию совершать полный цикл развития. Из 460 видов малярийных комаров фактически переносить малярию способны лишь около 100 видов (менее 23 %), а эпидемиологическую опасность представляют несколько десятков из них. Самки анофелеса откладывают одиночные яйца на прибрежной части водного зеркала открытых водоемов, продолжительность развития яйца и личинки зависит от температурного режима воды. Личиночная фаза развития комара рода Anopheles, как и других Culicidae, имеет 4 стадии роста, затем личинка окукливается [1].

Температура воды, форма и количество осадков, изменяющих ее – важнейшие абиотические факторы, влияющие на возможность преимагинального развития анофелеса, численность личинок и скорость их развития [4, 5].

В условиях низкой температуры воды (13–15 °С) развитие личинок длится от 26 до 42 дней; в условиях средней температуры воды (22–23 °С) – от 23 до 35 дней; а в условиях высокой температуры воды (27 °С) – от 17 до 26 дней. Отмечена существенная гибель личинок на первых стадиях развития (I и II возраст), причем для высокотемпературного режима она продолжается и на более поздних стадиях развития [6].

Цель исследования: Целью работы является изучение влияния температурного режима окружающей среды на химические показатели воды и динамику численности личинок комара рода Anopheles в водоемах Восточного административного округа города Москвы.

Материалы и методы исследования

Исследования проводили в наиболее эпидемиологически значимом периоде генерации комара рода Anopheles (май – июль). Обследовались анофелогенные водоемы Восточного административного округа города Москвы: протоки, канавы, водоотстойники, ручьи, пруды и озера. Общая площадь обследованных водоемов составила 200 га.

Учет численности личинок комара рода Anopheles и анофелогенной площади водоемов проводили в соответствии с общепринятой методикой.

Температурный режим поверхностного слоя водоемов анализировали с помощью поплавкового термометра со шнуром 58072 BW (Китай).

Химический анализ проб воды проводили при помощи:

– анализатора «Флюорат 02-2М»/Крио-1 (Россия), в основу работы которого положен фотометрический, флуориметрический и хемилюминесцентный методы измерения массовой концентрации органических и неорганических веществ в области спектра 250–650 нм; анализатора кислорода АКПМ-02-05 (Россия), позволяющего измерять парциальное давление и концентрацию кислорода в жидкостях и определять биохимическое потребление кислорода и др.;

– анализатора фотометрического «Spektroquant NOVA 60» (Германия), определяющего катионы щелочных и щелочно-земельных металлов, ионы аммония, нитраты и нитриты, сульфаты, фосфаты, хлориды, фториды, бромиды и йодиды; иономера/кондуктометра АНИОН 4154 (Россия) для измерения активности ионов, молярной и массовой концентрация ионов и др.;

– системы капиллярного электрофореза «Капель 105М» (Россия) для определения неорганических катионов и анионов, гербицидов и др.

Водоемы подразделяли на группы и подгруппы. Группа водоемов «А» – водоемы с более высоким уровнем температуры поверхности воды (24–27 °С), водоемы группы «Б» – с более низким уровнем температуры поверхности воды (20–23 °С). Внутри каждой из этих групп водоемов значились водоемы с более высокими температурными показателями поверхности воды – водоемы подгруппы «А-1» (26–27 °С) и «Б-1» (22–23 °С) и водоемы с более низкими температурными показателями поверхности воды – водоемы подгруппы «А-2» (24–25 °С) и «Б-2» (20–21 °С).

Результаты исследования и их обсуждение

Май месяц имел высокий уровень температурного колебания атмосферы и представлял фенологический интерес первой регистрации личинок комара рода Anopheles, июнь и июль отличались высоким уровнем генеративной способности анофелеса. Температурный режим атмосферы в этих месяцах представлен по данным [7] в табл. 1.

Таблица 1

Температурный режим атмосферы г. Москвы в анафелогенеративном сезоне 2018 г.

Уровень атмосферной температуры

Температурный показатель в месяцах, °C

май

июнь

июль

Минимальный

+4,00

+10,00

+13,00

Максимальный

+27,00

+30,00

+31,00

Минимальный среднесуточный

+10,43

+10,75

+19,00

Максимальный среднесуточный

+20,29

+25,68

+24,29

Среднемесячный

+15,54

+19,56

+21,89

Так, наиболее теплым анофелогенеративным месяцем 2018 г. оказался июль, наиболее холодным – май. По данным [8], наибольшее количество выпавших осадков отмечалось в июле, наименьшее – в июне (табл. 2).

Таблица 2

Количество выпавших осадков в г. Москве в анофелогенеративном сезоне 2018 г.

Месяц

Средняя норма осадков, мм

Количество выпавших осадков, мм

Май

51

60,0

Июнь

75

56,0

Июль

94

83,7

Анофелогенная площадь водоемов в зависимости от температурного фактора окружающей среды по месяцам варьировала, что определяло показатели численности личинок комара рода Anopheles. Наибольшим уровнем по этим показателям характеризовался июнь месяц (табл. 3).

Таблица 3

Анофелогенная площадь водоемов в ВАО г. Москвы в 2018 г. и численность личинок комара рода Anopheles

Анофелогенная площадь водоемов по месяцам, га (P ≥ 0,95)

Численность личинок по месяцам, экз./м2 (P ≥ 0,95)

май

июнь

июль

май

июнь

июль

26,1 ± 1,2

74,9 ± 3,7

67,3 ± 3,3

12,7 ± 0,5

32,2 ± 1,6

22,4 ± 1,0

В июне анофелогенная площадь водоемов превышала таковую в мае в 2,87 ± 0,02 раза, а в июле – в 1,11 ± 0,01 раза (P ≥ 0,95). Численность личинок анофелеса в июне была выше в 2,53 ± 0,02 раза, чем в мае, и в 1,43 ± 0,01 раза, чем в июле (P ≥ 0,95).

Установлено, что в водоемах с более высокими температурными показателями поверхности воды (водоемы группы «А») скорость развития и численность личинок анофелеса выше, чем в водоемах с более низкими температурными показателями поверхности воды (водоемы группы «Б»). Корреляция численности личинок анофелеса в водоемах этих групп представлена на рисунке.

rod1a.wmf

Численность личинок комара рода Anopheles в водоемах ВАО г. Москвы в анофелогенеративном сезоне 2018 г. в зависимости от температурного режима воды

Среди водоемов группы «Б» в подгруппе «Б-1» скорость развития и численность личинок анофелеса была выше, чем в водоемах подгруппы «Б-2», а в группе водоемов «А» эти показатели были выше в водоемах подгруппы «А-2», чем в подгруппе «А-1», то есть наблюдался обратный эффект.

При температуре поверхности водоемов 26–27 °С численность личинок анофелеса ниже, чем при 24–25 °С, а при температуре 22–23 °С ниже, чем при 24–25 °С, но выше, чем при 20–21 °С. Таким образом, оптимальным температурным режимом поверхности водоемов для развития личинок комара рода Anopheles является температура 24–25 °С.

Известно, что температура воды влияет на ее физические, химические и биологические показатели. Возможно, что в высокотемпературных водоемах, кроме температурного фактора, имеются и другие механизмы-регуляторы численности личинок комара рода Anopheles. Исходя из этого, целесообразен сравнительный химический анализ проб воды, отобранных в гидрологически однородных водоемах подгруппы «А-1» и «А-2», который проводили в соответствии с утвержденными методиками (табл. 4).

Таблица 4

Химические показатели воды в водоемах подгруппы «А-1» (n = 1) и «А-2» (n = 1)

Под-группа водоемов

Количественный химический анализ образцов воды

определяемый показатель

единица измерения

уровень показателя

величина допустимого уровня

НД

на метод исследования

А-1

Аммиак и аммоний-ион

мг/дм3

0,085 ± 0,017

не более 3

МВИ

№ 01.1:1.2.4.16-05

Биохимическое потребление кислорода (БПК5)

мгО2/дм3

6,8 ± 1,0*

не более 4

ПНД Ф

14.1:2:3:4.123-97

Растворенный кислород

мгО2/дм3

8,1 ± 1,1

не менее 4

ПНД Ф

14.1:2:3:4.123-97

Хлориды

мг/дм3

88,2 ± 8,8

не более 350

ПНД Ф

14.1:2:4.157-1999

Водородный показатель

ед. pH

8,84 ± 0,20*

6,5 – 8,5

ПНД Ф

14.1:2:3:4.121-97

Нефтепродукты

(суммарно)

мг/дм3

0,022 ± 0,008

не более 0,3

ПНД Ф

14.1:2:4.128-98

Нитриты

мг/дм3

0,125 ± 0,025

не более 3

МВИ

№ 01.1:1.2.4.13-05

Нитраты

мг/дм3

<0,2

не более 45

ПНД Ф

14.1:2:4.157-1999

Химическое потребление кислорода (ХПК)

мгО2/дм3

23,3 ± 7,0

не более 30

МВИ

№ 01.1:1.2.17-05

А-2

Аммиак и аммоний-ион

мг/дм3

0,055 ± 0,011

не более 3

МВИ

№ 01.1:1.2.4.16-05

Биохимическое потребление кислорода (БПК5)

мгО2/дм3

3,1 ± 0,4

не более 4

ПНД Ф

14.1:2:3:4.123-97

Растворенный кислород

мгО2/дм3

11,3 ± 1,6

не менее 4

ПНД Ф

14.1:2:3:4.123-97

Хлориды

мг/дм3

43,0 ± 4,3

не более 350

ПНД Ф

14.1:2:4.157-1999

Водородный показатель

ед. pH

8,15 ± 0,20

6,5 – 8,5

ПНД Ф

14.1:2:3:4.121-97

Нефтепродукты

(суммарно)

мг/дм3

0,024 ± 0,009

не более 0,3

ПНД Ф

14.1:2:4.128-98

Нитриты

мг/дм3

0,105 ± 0,021

не более 3

МВИ

№ 01.1:1.2.4.13-05

Нитраты

мг/дм3

<0,2

не более 45

ПНД Ф

14.1:2:4.157-1999

Химическое потребление кислорода (ХПК)

мгО2/дм3

17,9 ± 5,4

не более 30

МВИ

№ 01.1:1.2.17-05

Примечание. * – превышение допустимого уровня.

Так, в пробе из водоема подгруппы «А-1» величина показателя биохимического потребления кислорода при 5-дневной инкубации пробы (БПК5) и рН была выше допустимого уровня. Уровень хлоридов в пробе был почти на 50 % выше, чем в пробе из водоема подгруппы «А-2». Величина БПК5 характеризует суммарное содержание в воде органических веществ и их биохимическое окисление, она непостоянна и зависит в основном от сезонных и суточных изменений температуры и жизнедеятельности микроорганизмов. В водоеме подгруппы «А-1» показатель растворенного в воде кислорода был более чем на 71 % ниже, чем в водоеме подгрупп «А-2», что определяет его более низкий уровень кормовой базы для личинок анофелеса.

Заключение

Погодно-климатические факторы среды анофелогенеративного сезона определяют количество и площадь анофелогенных водоемов, а также показатели численности личинок комара рода Anopheles. Оптимальные погодно-климатические условия обуславливают возрастание количества и площади анофелогенных водоемов, высокие показатели численности личинок комара рода Anopheles.

В водоемах с температурным режимом выше оптимального уровня анофелогенная площадь и численность личинок сокращается ввиду изменения химических показателей воды, которые выступают в качестве нивелирующих факторов. В таких водоемах усиливается процесс биохимического окисления органических веществ, в результате возникает дефицит растворенного в воде кислорода, необходимого для жизнедеятельности организмов, являющихся кормовой базой личинок анофелеса. Также усиливается испарение воды, вследствие которого в воде повышается уровень концентрации солей, что тоже негативно влияет на жизнеспособность личинок анофелеса.


Библиографическая ссылка

Родионов Ю.А. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ДИНАМИКУ ЧИСЛЕННОСТИ ЛИЧИНОК КОМАРА РОДА ANOPHELES // Научное обозрение. Биологические науки. – 2018. – № 3. – С. 23-27;
URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1104 (дата обращения: 27.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074