Бактериоценоз воды и судака (Stizostedion lucioperca) в дельте Волги Диссертация

Короткий опис:
Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

Стр.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Физико-географическая характеристика Астраханской области... 10

1.2. Экологическая обстановка Волго-Каспийского бассейна.. 16

1.2.1. Экологическая обстановка водотоков дельты р.Волги... 16

1.2.2. Экологическая обстановка акватории Северного Каспия... 20

1.2.3. Влияние антропогенного загрязнения на биопродуктивность дельты Волги и Каспийского моря... 23

1.2.4. Использование гидробиологического мониторинга для оценки качества вод... 28

1.3. Биологическая характеристика исследуемого объекта... 34

1.4. Распространенность условно-патогенной микрофлоры в промысловых и культивируемых рыбах, а также в среде

их обитания... 37

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

2.1. Методы отбора и обработки проб при эколого-микро-биологическом мониторинге... 56

2.2. Методы выделения и видовой идентификации условно-патогенных микроорганизмов... 57

2.3. Методы определения факторов патогенности, галотоле-рантности и антибиотикорезистентности у выделенной микрофлоры и влияние на нее тяжелых металлов... 60

2.4. Методы глубинного и сравнительного поверхностного посева, принятого в странах ЕС... 61

2.5. Методы проведения биологической пробы на белых

кр ысах... 61

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Эколого-токсикологическая оценка воды дельты Волги... 62

_ ^ Бактериоценоз судака в дельте Волги и влияние на него

различных факторов среды... 77

Сезонная динамика выделенной из воды и рыбы микро- Q~

флоры...

3.4. Изучение галотолерантности выделенной микрофлоры... 97

3.5. Изучение факторов патогенности выделенной микрофлоры (протеаза, лецитиназа, гемолизин, ДНКаза)... 99

3.6. Изучение антибиотикорезистентности выделенной из воды

и рыбы микрофлоры... 103

3.7. Изучение биологических свойств некоторых условно-патогенных микроорганизмов в результате взаимодействия

с солями тяжелых металлов... 105

3.8. Факторы, определяющие бактериальную контаминацию внутренних органов судака естественной популяции и в условиях воспроизводства... 113

3.9. Результаты биопробы на белых крысах по влиянию на их организм мыса больного дерматофибрасаркомой судака... 122

ЗАКЛЮЧЕНИЕ... 124

ВЫВОДЫ... 130

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ... 133

ПРИЛОЖЕНИЕ... 158

ВВЕДЕНИЕ

Среди внутренних морей России Каспий занимает особое место. В настоящее время он дает 40,0% рыбы, добываемой во внутренних водоемах России, и лидирует по уловам ценных видов рыб пресноводного комплекса (судака, леща, сома, щуки и др.). Уникальность его рыбных богатств определяется сосредоточением основных мировых запасов осетровых видов рыб (70,0%). В Волго-Каспийском рыбопромысловом районе добывается более 60,0% всех рыб, обитающих на Каспии. Поэтому Россия, более чем другие прикаспийские государства, заинтересована в сохранении запасов ценных промысловых видов рыб и их устойчивой эксплуатации (Карпюк с соавт., 2002).

Каспийское море - целостная природная геосистема, в которой сложно воздействуют геологические, гидроклиматические, антропогенные и космические факторы. Каспийское море - это своего рода центр наибольшей на нашей планете впадины, более того, - это реликт, донесший до настоящих дней уникальную фауну и флору. Его рыбное богатство доступно всем прикаспийским государствам. Этот водоем не раз становился важным и надежным источником белкового питания людей, спасая их от голода в периоды засухи, эпидемий, социально-политических катаклизмов. Рыбные богатства Каспия -итог своеобразного сочетания условий, определяющих высокий уровень его биологической продуктивности уникального состава ихтиофауны. Между тем, в загрязнении Каспийского моря, особенно акватории Северного Каспия, являющейся основным местом нагула всех промысловых видов рыб и их молоди, речной сток является основным носителем аллохтонных веществ, широкого ассортимента производственных, коммунально-бытовых сточных вод. Многокомпонентное загрязнение Каспийского моря стало действенным фактором в изменении санитарно-гигиенической и экологической обстановки среды обитания многих промысловых объектов (Салманов, 1999).

5

В связи с этим, основной задачей в области охраны этой окружающей среды является сохранение биоразнообразия, продуктивности водных и прибрежных экосиситем, а также рыбохозяйственного потенциала Каспийского бассейна как уникального рыбопромыслового региона страны (Курапов, Ревякин, 2002).

Под охраной окружающей среды в соответствии с Федеральным законом «Об охране окружающей среды», введенным в действие в январе 2002г., подразумевается деятельность, направленная на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, предотвращение негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, которая является основополагающей при проведении экологического мониторинга на водоеме. Основными задачами последнего являются: наблюдения за происходящими в окружающей внешней среде физическими, химическими и биологическими процессами, уровнем загрязнения и последствиями этого влияния на растительный и животный мир.

Как показали результаты мониторинговых исследований, на протяжении многих лет гидроэкосистема дельты Волги находилась в состоянии «антропогенного напряжения с элементами экологического регресса» (Катунин с соавт., 1999; 2001; Курочкина с соавт., 2002).

В связи с поднятием уровня Каспия в Астраханской области в зоне подтопления оказалось более 10 населенных пунктов с их разнообразными хозяйственно-бытовыми отходами, что обусловило ухудшение санитарно-эпидемической обстановки в дельтовых районах, поэтому возрастает и будет возрастать угроза распространения инфекционных заболеваний водного происхождения (Полунин с соавт., 1995). Между тем анализ многолетней динамики заболеваемости кишечными инфекциями по дельтовым районам Астраханской области выявил синхронность между возрастанием заболеваемости людей кишечными инфекциями и уровнем подъема Каспия; временем и сроками половодья и межени (Буркин с соавт., 1995). В то же время, как показали литературные данные, формирование микробиоценозов воды и рыбы зависит от много-

6

численных биотических и абиотических факторов, которые включают широкий спектр параметров и определяют общий фон их существования. Качественный состав и количественные показатели микрофлоры принимают как конечный результат взаимодействия всех ингредиентов экосистемы в совокупности и используют в качестве индикатора для оценки санитарно-эпизоотического состояния водоема (Ларцева, 1998; Бычкова, 2002; Карасева, 2003).

Способность автономного существования в водной экосистеме и возможность персистирования различных бактерий, в том числе патогенных и условно-патогенных, по трофическим звеньям: фито-зооплактон, рыба, свидетельствует об актуальности и высокой информативной значимости микробиологических исследований различных гидробионтов и среды их обитания. В воде и рыбе микроорганизмы могут персистировать (переживать) длительное время, используя эти экологические ниши как факторы своего заразного начала. При этом метаболизм их меняется, но они не утрачивают свою патоген-ность, попадая вновь в привычную для них среду теплокровных (Ganthier, 1993; Литвин, Пушкарева, 1994; Авчинников, 2000).

Следует отметить, что важным экологическим фактором, определяющим стабильность системы «паразит-хозяин», является регуляция плотности популяции паразита и хозяина, которая осуществляется по пути отрицательной обратной связи. Немаловажный аспект паразитизма (в широком смысле его значения) включает исследование особенностей паразита среди популяции хозяина и внутри популяции (место локализации), оценку динамики роста популяций паразита и хозяина, а также изучение регулирующего действия факторов внешней среды (Кеннеди, 1978; Беляков, Яфаев, 1989).

Все ценные промысловые виды рыб связаны между собой отношениями типа «хищник-жертва», конкуренцией, обменом различными паразитическими организмами, в том числе, бактериями. Таким образом, они составляют одну систему и взаимодействуют со средой как единое целое. Однако в изменяющихся условиях гидроэкосистемы важнейшие параметры ее состояния, прямые и обратные связи между ее компонентами гетерогенны и подвержены изменчи-

7

вости. При этом ихтиопатологическое состояние является важным мобильным фактором, влияющим на формирование биологических ресурсов в водоеме (Иванов, 2000).

Многообразное местообитание судака в Волго-Каспийском регионе (от Северного Каспия до верховых зон Волго-Ахтубинской поймы), тип питания, обусловливают разнообразие его бактериоценоза, часто отличающегося от других рыб и других районов, что требует специфического подхода с учетом особенностей исследуемого региона. Следует отметить, что энтеробактерии, аэромонады, вибрионы в Волго-Каспии играют особую эпидемиологическую значимость. Так, аэромонадные инфекции людей зарегистрированы до 23,0% случаев от всех выявленных острых кишечных инфекций — ОКИ (Бойко, 1998). Длительное антропогенное давление на окружающую среду, в частности, на гидроэкосистему, приводит к изменению условий существования бактерий, что, в свою очередь, включает адаптационные механизмы этих микроорганизмов, приводит к активизации факторов, способствующих их циркуляции в различных объектах окружающей среды и сопровождается процессами изменчивости микробов. По-видимому, как следствие этого процесса может.быть повышение их вирулентности, антибиотикорезистентности, появление атипизма, например, капсулообразование (Бойко, 1998; Журавлева, 1998; Юхименко с соавт., 1998). Поэтому одной из задач профилактики бактериозов и бактерионосительства, обусловленных возбудителями сапронозных инфекций, является выявление районов окружающей среды, являющихся источником или резервентом возбудителей - это определяет особый интерес с ихтиопатологической и медицинской точек зрения.

Определенную практическую значимость имеет формирование микробного фона судака, используемого в рыбоводных целях, в частности, при поражении его опухолевым и инвазионными заболеваниями, т.к. этот вид рыбы имеет большую значимость в диетическом и лечебном питании населения.

Все вышесказанное определяет актуальность изучения основных аспектов формирования бактериоценозов этой ценной рыбы и среды ее обитания.

8

Многие вопросы, касающиеся условий и факторов, определяющих патоген-ность, условно-патогенных микроорганизмов, способность к персистенции, па-разитированию и антибиотикорезистентности остаются малоизученными, особенно в регионе с напряженной экологической обстановкой.

Цель исследования - изучение бактериоценоза воды и судака (Stizostedion lucioperca) в дельте Волги, микробиологических и экологических факторов, детерминирующих распространенность и образование паразитарных систем условно-патогенных микроорганизмов. Разработка профилактических рекомендаций по снижению уровня бактериемии рыб в природных и искусственных условиях.

Задачи исследования:

1. Оценить качество вод Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги по эколого-микробиологическим показателям.

2. Изучить количественный и качественный состав микрофлоры судака и среды его обитания; выявить доминирующие группы микроорганизмов и их распространенность в дельте Волги по сезонам и годам.

3. Исследовать признаки, характеризующие патогенность и способность к персистированию основных групп бактерий и определить их диагностическую ценность для ихтиопатологического анализа.

4. Изучить влияние некоторых распространенных в дельте Волги тяжелых металлов на чистые культуры доминирующих групп микроорганизмов.

5. Проанализировать влияние стрессовых факторов среды на развитие бактериемии судака в естественных условиях и при использовании его в рыбоводных целях.

6. Разработать рекомендации по снижению микробной обсемененно-сти судака в естественной популяции и в условиях воспроизводства.

9

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю, к.б.н., старшему научному сотруднику лаборатории ихтиопатологии ВНИИПРХ Людмиле Николаевне Юхименко за руководство, практическую помощь в исследовательской работе и в подготовке диссертационной работы, зав. лабораторией научной диагностики болезней рыб КаспНИРХ д.б.н. Ларцевой Л.В. и всем сотрудникам этой лаборатории за помощь и возможность проведения бактериологических работ.