ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕКОТОРЫХ ПОПУЛЯЦИЙ БОЛЬШОЙ ПЕСЧАНКИ (Rhombomys opimus Licht.,1823) КАЗАХСТАНА

Аннотация

Учитывая, что в процессе глобализации в ХХI-ом веке резко возросли
эпидемиологические риски контагиозных инфекций из природных очагов, интересы
исследователей из многих стран направлены в настоящее время на изучение различных аспектов
паразитарных систем на энзоотичных территориях. Актуальность исследований популяций
большой песчанки (Rhombomys opimus), обусловлена двумя обстоятельствами: значением данного
вида в функционировании аридных экосистем, занимающих в Казахстане площадь около 1,1 млн.
км2
, и тем, что этот массовый вид является основным носителем в природных очагах особо
опасных зоонозных инфекций, в частности, чумы, сибирской язвы и других заболеваний,
представляющих опасность для человека, домашних и диких животных. Известно, что для
классических природных очагов особо опасных зоонозных инфекций характерен исторический
процесс формирования т.н. паразитарной триады (возбудитель – переносчик – носитель),
адаптация и коэволюция всех ее членов к средовым условиям. Именно в колониях песчанок,
особенно большой песчанки, перманентно персистируют возбудители особо опасных инфекций,
вызывающие, в том числе, эпизоотии среди самих песчанок, иногда уничтожающие население
целых колоний этих зверьков. Несмотря на пристальный интерес со стороны исследователей,
многие важные вопросы биологии большой песчанки, включая ее подвидовую дифференциацию,
межпопуляционные отношения в различных частях ареала, ряд этологических аспектов,
генетические и фенетические характеристики популяций, определяющие специфичность их
взаимоотношений с возбудителями и переносчиками инфекций, существенным образом
определяющие уровень энзоотичности природных очагов, остаются слабо изученными.
Принципиальное значение имеют данные о филогении различных подвидовых образований
большой песчанки из различных в эколого-биологическом отношении природных очагов и
взаимосвязанных с ними других сочленов паразитарной триады. Для выяснения этих, важных в
теоретическом и практическом отношении вопросов, наряду с классическими экологобиологическими и морфологическими методами, в последние годы активно используются
генетические и молекулярно-биологические методы.
В статье представлены результаты исследования популяционных особенностей генома
большой песчанки из трех географически изолированных автономных природных очагов:
Прибалхашского, Бетпакдалинского и Предустюртского. Выполнен анализ полиморфизма гена
цитохрома b митохондриальной ДНК больших песчанок, а также изучена многолетняя динамика
изменений эколого-биологических условий их местообитаний, определяющих колебания
численности («популяционные волны») песчанок, в частности многолетняя, годовая и месячная
динамика температуры воздуха и количества осадков, колебания биомассы травянистой
растительности в описываемых автономных природных очагах. Были выявлены различия
климатических условий и особенностей вегетации кормовой растительности между 3-мя очагами
при довольно высокой степени синхронизации тренда изменений температуры воздуха и осадков.
Выяснилась важная роль того, что Бетпакдалинский и Предустюртский природные очаги не
изолированы естественными преградами. Тогда как Прибалкашский природный очаг изолирован
непреодолимыми для миграции песчанок преградами: озером Балхаш, большими реками Иле и
Каратал. Изменения метеоусловий в каждом из очагов описаны по усредненным данным трех
метеостанций. Дополнительно на территориях колоний песчанок с помощью портативной
метеостанции модели Kestrel 4500NV измерялись скорость ветра, влажность, температура,
атмосферное давление. Координаты обследованных точек регистрировались с помощью GPSнавигатора Garmin 62. Было показано, что более высокие средние температуры воздуха в теплый
период года типичны для Предустюртского и Бетпакдалинского очагов по сравнению с
Прибалхашским. В холодный период года особенно низкие температуры характерны для
Бетпакдалинского и Прибалхашского очагов. В годовом ходе атмосферных осадков первый
максимум в Предустюртском очаге приходится на апрель-июль, а второй максимум осадков
наблюдается осенью – в октябре-ноябре, в Бетпакдалинском очаге максимумы осадков приходятся
на март-май и октябрь-декабрь, в Балхашском – на март-июль и октябрь-декабрь, т.е., совпадает с
вегетационным максимумом пустынной растительности. В связи с тем, что на численность популяций чумной паразитарной триады непосредственно влияют количество осадков,
температура и обилие растительности на обследованной территории, также определялся
вегетационный индекс – NDVI. Учитывая большую площади обследованных территорий, были
выбраны 16-ти дневные усреднённые NDVI с разрешением 500 метров космического аппарата
MODIS-MOD13A1v006.
Филогенетический анализ фрагмента cytB гена от 88 особей из трех автономных очагов чумы
определил 19 гаплотипов, которые формируют три гаплогруппы, одна из которых представлена
особями из популяций двух автономных очагов чумы. Популяции больших песчанок из Казахстана
и Китая входят в один кластер и генетически отдалены от популяций Ирана. Более или менее
выраженная географическая изоляция, значительные отличия в климатических, ландшафтных и
кормовых условиях, микроэволюционные изменения геномного статуса обусловили
гетерогенность трех описываемых популяций большой песчанки. Отмечено растущее негативное
воздействие на популяции большой песчанки и эпизоотический статус природных очагов
потепления климата и усиливающийся антропогенный пресс, на кормовые ресурсы естественных
фитоценозов природных очагов, прежде всего, в форме перевыпаса скота.