Гематологические показатели и паразитофауна ротана Perccottus glenii моновидового ихтиоценоза малого городского водоема

Ротан Perccottus glenii Dybowski, 1877 – пресноводная рыба семейства Odontobutidae, характеризующаяся высокой экологической пластичностью и широкими адаптивными возможностями. В

Европейской части России этот вид является ин-тродуцентом, натурализовавшимся в большинстве водоёмов [Решетников, 2009]. Вселяясь в пойменные водоёмы, он быстро наращивает свою численность, оказывая значительное влияние на состояние популяций аборигенных видов рыб, в ряде

случаев становясь единственным представителем ихтиофауны [Tatar et al., 2017; Grabowska et al., 2019]. В Пермском крае ротан встречается с 1983 г. в мелких копаных водоемах, расположенных вдоль автомобильной дороги Кунгур–Суксун [Зиновьев, Устюгова, Пушкин, 1989]. В настоящее время он широко расселился по территории края [Лугаськов, 2009].

Кроветворение и состав крови рыб являются самыми динамичными параметрами внутренней среды, отвечающими за адаптивные процессы в ответ на изменение условий обитания [Medne, Balode, 2012; Pradhan, Patrа, Pal, 2014]. Нарушение физиологического состояния отражается на гематологических показателях [Верголяс, 2016; Ahmed, Sheikh, 2020], поэтому показатели крови могут служить индикатором состояния организма и условий его существования [Микряков и др., 2001; Zutshi, Prasad, Nagaraja, 2010; Chen et al., 2019]. В 2012–2013 гг. проведены исследования ротана из водоёмов Пермского края; установлено, что лейкоцитарная формула крови представлена лимфоцитами, нейтрофилами, моноцитами, эозинофилами и клетками лейкопоэтического ряда. В целом белая кровь имеет ярко выраженный лимфоидный характер. Большинство клеток зернистого ряда представлено эозинофилами, что может быть свидетельством наличия паразитов рыб [Шеина, 2014].

В 2012 г. С.Г. Соколовым с соавторами проведены исследования и установлены особенности па-разитофауны ротана, обитающего в некоторых водоёмах г. Перми. Выявлено наличие 12 видов и форм паразитов и высказано предположение о зависимости видового состава паразитов у ротана, как интродуцированного вида, от богатства ихтиофауны водоёмов-реципиентов [Соколов, Бакланов, Зиновьев, 2014].

Настоящая работа посвящена изучению гематологических параметров периферической крови и пара-зитофауны ротана из малого водоёма (копаного пруда), расположенного в окрестностях г. Перми.

Материал и методы исследования

Сбор материала осуществляли в весеннелетний период 2019 г. из копаного пруда (57°57′23 с.ш., 56°02′03 в.д.) в бассейне р. Юрчим (левобережный приток р. Камы второго порядка). Отлов рыбы производили с помощью малькового неводка длиной 7 м и ячеей 2 мм. Всего исследовано 55 особей ротана (30 экз. – 8 мая и 25 экз. – 12 июля). Длина тела до конца чешуйного покрова (SL) составила от 6.4 до 9.6 см (среднее значение: 7.7 ± 0.1 см). Возраст рыб, установленный по чешуе, составил 2–3 года. В весенней выборке соотношение полов составляло 1:1, в летней – преобладали самцы (72%).

Для проведения гематологических исследова- ний кровь брали из хвостовой артерии с помощью инсулинового шприца, согласно методике В.В. Метелева [1965] не позднее чем через 15–20 сек. после извлечения рыбы из воды. Во избежание повышенной свертываемости использовали гепарин. Для подсчета эритроцитов и лейкоцитов применяли счетную камеру Горяева. Лейкоцитарную формулу и процентный состав зрелых и незрелых клеток красной крови определяли по мазкам (для фиксации и окраски использовали раствор Лейшмана). Просмотр мазков крови производили при увеличении 10×90. При установлении процентного состава клеток эритропоэтического ряда за 100% принимали 100 просчитанных эритроцитов, то же – при рассмотрении форм лейкоцитов. Идентификацию клеток красной и белой крови вели по системе Н.Т. Ивановой [1983]. На основе полученных данных рассчитывали интегральный индекс сдвига лейкоцитов: соотношение гранулоцитов и агранулоцитов [Житенева, Рудницкая, Калюжная, 1997]. Статистический анализ результатов проводили с использованием методов описательной статистики (анализ средних и их отклонений). Для установления достоверности отличий средних значений между выборками в отношении указанных признаков, рассчитывали достоверность разности по t–критерию Стьюдента (при p < 0.05).

Исследование рыб на наличие паразитов проводили методом полного паразитологического вскрытия по общепринятой методике [Быховская-Павловская, 1985]. Диагностику паразитов осуществляли по определителям [Определитель паразитов…, 1984, 1987]. Фиксировали наличие паразитов, для количественной характеристики зараженности животных использовали экстенсивность инвазии (доля зараженных особей, выраженная в процентах от общего числа изученных рыб).

Анализировали различия гематологических параметров рыб в группах, отличающихся по экстенсивности инвазии, используя критерий Манна-Уитни.

Результаты и их обсуждение

Показатели крови рыб позволяют оценить состояние популяции в разные периоды годового цикла [Лугаськова, 2003; Pradhan, Patrа, Pal, 2014]. К тому же, все без исключения составляющие элементы крови первыми в организме реагируют на изменения внешней среды, соответственно очень быстро изменяются и многочисленные гематологические показатели, что является доказательством повышенной реактивности этой ткани [Минеев, 2012; Fazio et al., 2016].

При анализе гематологических показателей проб, взятых в весенний и летний периоды, выявлены достоверные различия большинства показателей (табл. 1).

Гематологические показатели периферической крови ротана

Таблица 1

Показатель 08.05.2019 12.07.2019 Количество клеток в 1 мкл Эритроциты, млн/1 мкл 1.39±0.019 1.59±0.017* Лейкоциты, тыс./1 мкл 153.84±1.030 134.29±1.243* Незрелые эритроциты Относительное количество, % 7.4±0.28 9.9±0.52* Абсолютное количество млн/1 мкл 0.10±0.004 0.16±0.008* Зрелые эритроциты Относительное количество, % 92.6±0.28 90.1±0.52* Абсолютное количество млн/1 мкл 1.29±0.019 1.44±0.020* Клетки-предшественники Относительное количество, % 7.5±0.29 9.2±0.35* Абсолютное количество тыс./1 мкл 11.60±0.463 12. 45±0.534 Нейтрофилы Относительное количество, % 4.4±0.21 5.9±0.30* Абсолютное количество тыс./1 мкл 6.72±0.325 7.91±0.419* Эозинофилы Относительное количество, % 4.1±0.20 5.5±0.34* Абсолютное количество тыс./1 мкл 6.36±0.307 7.56±0.476* Моноциты Относительное количество, % 1.3±0.17 1.3±0.19 Абсолютное количество тыс./1 мкл 1.96±0.261 1.71±0.252 Лимфоциты Относительное количество, % 82.7±0.52 78.1±0.73* Абсолютное количество тыс./1 мкл 127.20±1.064 104.67±1.095* достоверные отличия по t–критерию Стьюдента (p < 0.05).

У всех рыб обнаружены зрелые эритроциты эллипсовидной формы и незрелые клетки округлой формы. Установлено, что в летний период относительное количество молодых форм достоверно больше, что обусловлено повышением уровня эритропоэза.

В летний период абсолютное количество эритроцитов (как молодых, так и зрелых форм) у исследованных рыб достоверно выше аналогичного показателя в весенней выборке, что, скорее всего, связано с различным содержанием растворенного кислорода в воде. Уровень эритропоэза определяется особенностями биологии рыб, гидрохимическим режимом водоёма, периодом вегетационного сезона, воздействий паразитов и др. [Серпунин, 2010; Corrêa et al., 2016]. Так, в экспериментах на ротане В.К. Головановым с соавторами установлено, что при повышении температуры увеличивается относительное количество незрелых форм эритроцитов [Голованов и др., 2016]. Ускорение эритропоэза и увеличение содержания зрелых эритроцитов в кровеносном русле надо рассматривать как компенсаторную реакцию на гипоксию у рыб, поскольку эритроциты рыб переносят кислород, диоксид углерода, поддерживают кислотнощелочное равновесие, транспортируют низкомолекулярные вещества, участвуют в механизмах дезинтоксикации в организме.

Патологически измененные эритроциты обнаружены у 18% исследованных особей. Выявлены такие нарушения морфологии, как ацентрическое расположение ядра и пойкилоцитоз, но наличие аберрантных эритроцитов не превышает величину их спонтанного образования, которая в норме составляет не более 1% [Шляхтин, Перевозникова, Дмитриев, 2014; Минеев, Минеева, 2019].

Количество лейкоцитов у ротана из летней пробы достоверно ниже количества клеток белой крови рыб из весенней выборки, что обусловлено снижением количества лимфоцитов (с 127.20 ± 1.064 до 104.67 ± 1.095 тыс./1 мкл). Относительное количество клеток предшественников, нейтрофилов и эозинофилов, наоборот, достоверно выше у рыб, выловленных в летний период. Показатели содержания нейтрофилов и эозинофилов у исследованных рыб превышают подобные показатели ротана из относительно чистого водоема вблизи г. Добрянки (Пермский край), изученного в 2012 г. [Шеина, 2014]. Повышенное содержание нейтрофилов может являться следствием воздействия поллютантов, паразитарных инвазий, алиментарного токсикоза и др.; эозинофилия свидетельствует, как правило, о паразитарных инвазиях [Clauss, Dove, Arnold, 2008; Roumbedakis et al., 2015]. Количество моноцитов у рыб из весенней и летней выборки достоверно не отличалось, а их число по отношению ко всем клеткам белой крови являлось наименьшим, что свидетельствует об отсутствии воспалительных процессов.

Соотношение гранулоцитов и агранулоцитов позволяет судить о наличии у рыб патологических процессов. Условная норма уровня индекса сдвига лейкоцитов для ротана составляет 0.25–0.35 [Минеев, 2012]. Для большинства рыб весенней вы- борки характерен агранулоцитоз (93% исследуемых особей), у 7% – условная норма. В летней выборке доля особей с агранулоцитозом составила 36%, условной нормой – 40%, гранулоцитозом – 24%. Выявленные отклонения в соотношении различных форм лейкоцитов являются адаптивным механизмом, который повышает защитную функцию крови и является достаточно распространенным и неспецифическим ответом организма рыб [Минеев, 2013].

Фауна паразитов ротана из водоемов г. Перми, по исследованиям С.Г. Соколова, М.А. Бакланова и Е.А. Зиновьева в 2012 г., представлена 12 видами и неопределенными до вида формами паразитов. Среди исследованных водоёмов изучался пруд, который представлен и в данном исследовании. Так, семь лет назад у ротана из копаного водоёма левобережья р. Камы обнаружены: Trichodina nigra Lom, 1960 (100% встречаемость), Nippotaenia mogurndae Yamaguti et Miyata, 1940 (100% встречаемость) и Hydrozetes cf. Parisiensis Grandjean, 1948 (1 экземпляр в одной из десяти исследованных рыб) [Соколов, Бакланов, Зиновьев, 2014].

В 2019 г. у ротанов в исследованном водоеме обнаружены два вида паразитов и неопределенные до вида паразиты Nematoda . Мы наблюдаем крайне малочисленный состав видов паразитов рыб, что было зафиксировано и в предыдущем исследовании. В целом, в местах инвазии у ротана паразитофауна значительно беднее по видовому составу, чем в естественных местах обитания [Соколов, Жуков, 2016; Иешко, Коросов, Соколов, 2019]. Наиболее интенсивно (100%-ная встречаемость) рыбы заражены Nippotaenia mogurndae – это цестода, паразитирующая в кишечнике, является специфичным паразитом рыб семейства Odontobutidae [Дубинина, 1971]. Зараженность данным паразитом значительно выше у рыб, находящихся в приобретенной части своего ареала [Соколов, Жуков, 2016]. Заражение рыб происходит при проглатывании планктонных рачков (копепод), которыми питаются мелкие особи ротана. Взрослые особи рыб заражаются вследствие каннибализма [Решетников и др., 2010].

Инфузория Trichodina nigra, паразитирующая на жабрах, также отмечена повторно. Экстенсивность инвазии составила в общем 9% (только у 5 рыб из весенней пробы отмечен данный паразит). Как правило, наблюдается определённая сезонная динамика в интенсивности заражения ротана инфузориями. Наибольшие показатели заражения характерны для летнего периода, спад наблюдается в осенне-весенний период, поскольку инфузории довольно термофильны и дают максимум численности в более тёплый период [Заиченко, 2015]. Надо отметить низкую встречаемость инфузорий и в весенней выборке, что может свидетельствовать о действии случайных факторов на распространенность данного паразита.

Также в слизи с поверхности тела рыб обнаружена нематода, не определенная вследствие плохой сохранности паразита. Экстенсивность инвазии составила 58%. Ранее паразиты, относящиеся к данному типу, не были обнаружены у ротана в Пермском крае [Соколов, Бакланов, Зиновьев, 2014]. Исследуемый водоем во время весеннего половодья объединяется с соседними, и в это время возможно обогащение паразитофауны.

Ранее С.Г. Соколов, М.А. Бакланов, Е.А. Зиновьев [2014] выдвинули гипотезу о зависимости видового состава паразитов ротана на территории вне нативного ареала от богатства ихтиофауны водоемов-реципиентов. Подтверждением данной точки зрения является то, что у ротана из монови-дового ихтиоценоза в течение 5 лет сохраняется крайне бедный состав паразитов. Также хочется отметить, что в небольших водоемах искусственного происхождения уровень зараженности эктопаразитами рыб может быть подвержен резким колебаниям.

По уровню зараженности паразитами выделено 2 группы рыб: 1) с наличием только одного паразита ( Nippotaenia mogurndae ) и 2) с наличием 2–3 видов паразитов. У этих групп рыб сравнивали гематологические показатели (табл. 2).

У рыб, зараженных 2–3 видами паразитов, достоверно выше количество клеток эритропоэтического и лимфопоэтического ряда, а также нейтрофилов и эозинофилов. У самцов различия в параметрах периферической крови в зависимости от уровня зараженности выражены сильнее, чем у самок (табл. 3).

При сравнении гематологических параметров ротана разного пола выявлены следующие достоверные различия: количество эритроцитов у самок ниже (у самцов выше абсолютные показатели зрелых форм), а лейкоцитов, наоборот, выше за счет увеличения абсолютного количества лимфоцитов. Относительное количество эозинофилов у самцов выше, чем у самок.

В целом полученные данные свидетельствуют об успешной натурализации ротана в некоторых водоёмах г. Перми. В исследованном копаном водоёме он вытеснил местную ихтиофауну, оставшись единственным видом рыб, что, скорее всего, повлияло на наличие небольшого количества видов паразитов рыб. Выявленные отклонения в гематологических показателях являются адаптивным механизмом, который может быть связан с понижением содержания кислорода в воде в летний период, что особенно заметно на фоне антропогенной нагрузки на водоем и высокой степени инвазии рыб специфическим внутрикишечным паразитом ( Nippotaenia mogurndae ).

Таблица 2

Различия гематологических показателей периферической крови ротана в зависимости от уровня зараженности паразитами

Показатель	U	p
Эритроциты (млн/1 мкл)	331.5000	0.853921
Зрелые формы эритроцитов (%)	193.5000	0.007732 *
Молодые формы эритроцитов (%)	193.5000	0.007732 *
Зрелые формы эритроцитов (млн/1 мкл)	325.5000	0.772296
Молодые формы эритроцитов (млн/1 мкл)	212.5000	0.020921 *
Лейкоциты (тыс./1 мкл)	298.5000	0.444816
Клетки-предшественники (%)	91.0000	0.000002 *
Нейтрофилы (%)	190.0000	0.006527 *
Лимфоциты (%)	111.0000	0.000017 *
Моноциты (%)	328.5000	0.812859
Эозинофилы (%)	194.0000	0.008176 *
Клетки-предшественники (тыс./1 мкл)	58.0000	0.000000 *
Нейтрофилы (тыс./1 мкл)	164.0000	0.001288 *
Лимфоциты (тыс./1 мкл)	263.0000	0.166155
Моноциты (тыс./1 мкл)	339.0000	0.965037
Эозинофилы (тыс./1 мкл)	177.0000	0.003004 *
* достоверные отличия по критерию Манна-Уитни.

Таблица 3

Различия гематологических показателей периферической крови самцов и самок ротана в зависимости от уровня зараженности паразитами

Показатель Самцы Самки U p U p Эритроциты (млн/1 мкл) 79.5000 0.117927 42.50000 0.730614 Зрелые формы эритроцитов (%) 39.0000 0.000995* 41.50000 0.679277 Молодые формы эритроцитов (%) 39.0000 0.000995* 41.50000 0.679277 Зрелые формы эритроцитов (млн/1 мкл) 94.5000 0.335838 39.00000 0.580839 Молодые формы эритроцитов (млн/1 мкл) 40.5000 0.001176* 47.00000 1.000000 Лейкоциты (тыс./1 мкл) 100.0000 0.468278 23.00000 0.088368 Клетки-предшественники (%) 15.0000 0.000005* 19.50000 0.043902* Нейтрофилы (%) 62.0000 0.023342* 17.50000 0.029550* Лимфоциты (%) 22.0000 0.000033* 13.50000 0.011952* Моноциты (%) 108.0000 0.681130 45.50000 0.890599 Эозинофилы (%) 43.5000 0.001902* 24.50000 0.103473 Кл. предшественники (тыс./1 мкл) 12.0000 0.000002* 11.00000 0.007058* Нейтрофилы (тыс./1 мкл) 63.0000 0.026052* 12.00000 0.009270* Лимфоциты (тыс./1 мкл) 63.0000 0.026052* 44.00000 0.836486 Моноциты (тыс./1 мкл) 106.0000 0.624584 37.00000 0.489225 Эозинофилы (тыс./1 мкл) 44.0000 0.002219* 18.00000 0.036185* достоверные отличия по критерию Манна-Уитни.

Низкую долю рыб с патологиями клеток крови можно рассматривать как доказательство относительного благополучия изученной части популяции ротана. В настоящее время рыбы справляются с неблагоприятными воздействиями окружающей среды, о чем также свидетельствует их высокая численность в водоеме и отсутствие отклонений в развитии у всех исследованных особей.

Заключение

Изучены паразитофауна и гематологические параметры ротана из копаного водоёма в окрестностях г. Перми. У рыб обнаружено 2 вида и одна неопределенная форма паразитов. У 100% изученных особей ротана диагностирована инвазия це-стодой Nippotaenia mogurndae. Нематоды (встречаемость 58%) впервые отмечены в составе пара-зитофауны ротана из водоёмов г. Перми. Экстенсивность инвазии инфузорией Trichodina nigra составила в общем 9%, причём у ротана из летней выборки паразит не обнаружен. При анализе гематологических показателей установлено, что количество эритроцитов у ротана выше, а лейкоцитов (за счет лимфоцитов), наоборот, ниже в летний период в сравнении с весенним. Ротан из летней выборки отличается более высоким уровнем гемопоэза, а также большим содержанием нейтрофилов и эозинофилов в сосудистом русле. Для большинства рыб весенней выборки характерен агранулоцитоз (93% исследуемых особей), в летней выборке доля особей с агранулоцитозом составила 36%, а грану-лоцитозом – 24%. Выявлена взаимосвязь гематологических показателей и экстенсивности инвазии паразитами. У рыб, зараженных большим количеством паразитических видов, достоверно выше количество клеток гемопоэтического ряда в микролитре крови (кроме зрелых лейкоцитов), из лейкоцитов – выше содержание нейтрофилов и эозинофилов. У самцов различия в параметрах периферической крови в зависимости от уровня зараженности выражены сильнее, чем у самок.

Авторы благодарят Н.А. Четанова (Пермский государственный национальный исследовательский университет) за помощь в статистической обработке материала.

Работа выполнена при поддержке гранта № 2019-0858 Министерства высшего образования и науки Российской Федерации.