CC BY
8
Науковий в1сник Львiвського нацiонального унiверситету ветеринарно'1 медицини та бютехнологш iMeHi С.З. 1жицького. Серiя: Ветеринарнi науки
Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Veterinary sciences
ISSN 2518-7554 print ISSN 2518-1327 online
doi: 10.32718/nvlvet9634 http://nvlvet.com.ua
UDC 591.69:591.5:636.598
Morphometric characteristics of embryonic development Heterakis dispar isolated from geese
V.V. Stybel, O.B. Prijma
Stepan Gzhytskyj Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies, Lviv, Ukraine
Stybel, V.V., & Prijma, O.B. (2019). Morphometric characteristics of embryonic development Heterakis dispar isolated from geese. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Veterinary sciences, 21(96), 198-201. doi: 10.32718/nvlvet9634
Knowledge of the biological properties and ecological environment of the development of helminths, especially those that cause invasive diseases of animals and humans, is extremely important for understanding the epizootic aspects and clinical manifestations of invasions. Among the domestic and wild birds, one of the dominant ones is the group ofparasitic nematodes of the genus Heterakis Dujardin, 1845. The aim of this study was to study the peculiarities of the embryonic development of Heterakis dispar, isolated from domestic geese, taking into account their morphological and metrical changes. Experimental cultivation of eggs isolated from gonads of H. dispar females to their invasive stage in the laboratory. Morphological and metric changes in the process of their embryogenesis were established. The picking of nematodes was performed by the method of complete helminthological opening of the caecum of dead or forcedly killed geese. It has been determined that the eggs of nematodes of domestic geese of H. dispar species under the temperature regime of 22 °С undergo 4 stages of exogenous development: protoplast, crushing of blastomeres, formation of the larva of the first stage, formation of the larva of the second stage. At this temperature, the development of the parasites ended in 8 days, and the viability of the embryonic stages of the development of heteroxides was 79.33 ± 0.88%. In this case, developmental stoppage and death were observed in 20.67 ± 0.88% of eggs. The protoplast stage occurred within 1-18 days, the formation of two blastomeres - 2-4 days, the formation of the first stage larvae - 2-6 days, the formation of the second stage larvae - 4-8 days. In the process of exogenous development, the metric parameters of eggs of heterakises isolated from domestic geese change. Their sizes for cultivation from the stage of the protoplast to the larvae of the second stage are characterized by a significant decrease in width by 1.2 times and a simultaneous thinning of the shell by 1.1 times. Obtained data on the timing of the formation of invasive H. dispar eggs parasite in domestic geese, as well as their viability in the process of embryonic development can be used to improve the efficiency of species identification of isolated parasites by the results of scatoscopic studies of the bird.
Key words: geese, heterakosis, Heterakis dispar, nematode eggs, stages of development, morphological features, metric parameters.
Морфометрична характеристика ембрюнального розвитку Heterakis dispar, видшених ввд гусей
В.В. Стибель, О.Б. Прийма
Лъв1всъкий нацюнальний утверситет ветеринарног медицини та бютехнологт iMeHi С.З. Lжщького, м. Львiв, Украгна
Знання бiологiчних властивостей i eкологiчного середовища, де вiдбуваeтъся розвиток гeлъмiнтiв, особливо тих, що е збудни-ками твазтних захворюванъ тварин i людини, надзвичайно важливо для розумтня етзоотичних аспeктiв i клШчного прояву тва-зт. Серед домашнъог та диког птищ одтею з домтуючих е група паразитичних нематод роду Heterakis Dujardin, 1845. Метою
Article info
Received 14.11.2019 Received in revised form
16.12.2019 Accepted 17.12.2019
Stepan Gzhytskyi National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies Lviv, Pekarska Str., 50, Lviv, 79010, Ukraine. Tel.: +38-095-478-95-92 E-mail: vstybel@ukr.net
роботи було вивчити особливостi ембрюнального розвитку Heterakis dispar, видтених eid домашнх гусей, з урахуванням Чх морфо-логiчних i метричних змт. Проведено експериментальне культивування яець, видтених з гонад самок H. dispar, до X твазшноЧ стадИ в умовах лабораторп. Встановлювали морфологiчнi та метричт змти у процеы Чх ембрюгенезу. Збiр нематод проводили методом повного гелъмттолог1чного розтину слтих кишок загиблих або вимушено забитих гусей. Визначено, що яйця нематод домашнХ гусей виду H. dispar за температурного режиму 22 °С проходять 4 стадп екзогенного розвитку: протопласта, дроблен-ня бластомерiв, утворення личинки першоЧ стадп, утворення личинки другоЧ стадп. За такоЧ температури розвиток паразитiв закнчувався за 8 дiб, а життездаттсть ембрюнальних стадт розвитку гетераксв становила 79,33 ± 0,88%. При цьому зупинку в розвитку та загибель спостер^али у 20,67 ± 0,88% яець. Стадiя протопласта вiдбувалася впродовж 1-18 дiб, утворення двох бластомерiв - 2-4 дiб, утворення личинки першоЧ стадп - 2-6 дiб, утворення личинки другоЧ стадп - 4-8 дiб. У процесi екзогенного розвитку змтюються метричш параметри яець гетеракШв, видтених вiд домаштх гусей. 1х розмiри за культивування зi стадп протопласта до личинки другоЧ стадп характеризуются достовiрним зменшенням ширини у 1,2 раза та одночасним потоншен-ням оболонки у 1,1 раза. Отримаш дан щодо термШв утворення твазшних яець H. dispar, що паразитують у домаштх гусей, а також Чх життездатностi у процес ембрюнального розвитку можна використовувати для тдвищення ефективностi видовоЧ iдентифiкацii видтених паразитiв за результатами копроовоскотчних до^джень птищ.
Ключовi слова: гуси, гетеракоз, Heterakis dispar, яйця нематод, стадп розвитку, морфологiчнi ознаки, метричн показники.
Вступ
Серед ycix живих оргашзм1в, що мешкають на Зе-мл^ нематоди займають лiдирyючi позицп серед íh-ших представнишв фауни. 1х налiчyють не менше мшьйона рiзновидiв, i велика !х частина може парази-тувати у людини, теплокровних i холоднокровних тварин, а також у рослин. Вщомо, що паразитичш нематоди - неввд'емна частина бiоценозiв, де в екоси-стемах вони грають ютотну роль, i ^м використання значно! частини енерги екосистеми для свое! життедь яльносп вони можуть регулювати чисельшсть живих органiзмiв - гоcподарiв (Castagnone-Sereno & Danchin, 2014; Lok, 2016; Viney, 2017).
Серед домашшх i диких птахiв одшею з домшую-чою вщповвдно до географiчного i бютошчного роз-подшу е група паразитичних гельмшпв роду Heterakis Dujardin, 1845. Так, гетерашси були видшеш ввд домашшх курей, гусей, качок, куршок, бшолобих гусей, папyгоподiбних птахiв, фазашв, дикор! водоплавно! птиц у бшьшосп кран свиу, зокрема й в Укра!ш Причому екстенсившсть ураження птищ збудником гетеракозу в окремих господарствах сягала 100% (Bogach & Taranenko, 2003; Cordón et al., 2009; Ogbaje et al., 2012; Hoque et al., 2014; Wongrak et al., 2014; Amundson et al., 2016; Boone et al., 2017).
Дослщниками вщзначено, що типовим представ-ником нематод роду Heterakis i найбшьш поширеним видом у домашньо! та дико! водоплавно! птицi е Heterakis dispar Schrank, 1790 (Gicik & Arslan, 2003; Fedynich et al., 2005).
Показники чиcелыноcтi гельмшпв, у тому чиcлi H. dispar серед популяцп водоплавно! птицi залежать вщ особливостей бiологi!' паразитiв i !х максимально! адаптацй' до найбшьш широкого кола гоcподарiв. Вченими доведено, що даний паразит мае прямий цикл розвитку. Водночас, вивченню особливостей розвитку яець у H. dispar присвячеш лише окремi наyковi роботи (Madsen, 1950; Skrjabin et al., 1961).
Необхшно враховувати, що нематоди роду Heterakis, як й iншi паразитичш оргашзми, поcтiйно знаходяться в сташ бiологiчного прогресу, що супро-воджуеться процесами морфолопчних i бюлопчних змiн. Це вимагае бiльш ретельного вивчення окремих cтадiй розвитку збуднишв гетеракозу, а також розро-
бки нових пiдходiв у пiдвищеннi ефективносл !х ви-дово! iдентифiкацi!.
Метою роботи було вивчити особливосп ембрюнального розвитку Heterakis dispar, видшених вщ домашнiх гусей, з урахуванням !х морфологiчних i метричних змш.
Матерiал i методи досл1джень
Дослщження проводилися упродовж 2019 року в лабораторп кафедри паразитологи та iхтiопатологi!' Львiвcького нацiонального yнiверcитетy ветеринарно! медицини та бютехнологш iменi С.З. Гжицького.
З метою вивчення бюлопчних особливостей ембрюгенезу нематод H. dispar в лабораторних умовах видели яйця з гонад самок гетерашав. Збiр нематод проводили методом повного гельмштолопчного розтину слших кишок загиблих або вимушено забитих гусей. Отриману культуру яець помщали в чашку Петрi i культивували в термостал за температури 22 °С протягом 8 дiб до появи в кyлытyрi iнвазiйних яець з личинкою другш стадп. Кожен день культури переглядали пiд мiкроcкопом, звертали увагу на сту-пiнь розвитку ембрюну в яйцях, його морфологiчнi характеристики, також враховували кiлькicть зруйно-ваних яець. Експеримент проводили в трьох повторах.
З метою вимiрювання метричних характеристик ембрюнальних форм розвитку нематод H. dispar ви-користовували програмне забезпечення ImageJ for Windows® (version 2.00) в штерактивному режимi з використанням об'ектива х 5, х 10, х 40 i окуляр х 10.
Статистичну обробку результапв експерименталь-них доcлiджень проводили визначенням середнього арифметичного (М), його похибки (m) та рiвня вiрогi-дносп (Р) з використанням таблицi t-критерив Стьюдента. Значення Р < 0,05 вважали доcтовiрним.
Результата та Тх обговорення
Визначено, що яйця нематод домашшх гусей виду H. dispar за температурного режиму 22 °С проходять 4 стади екзогенного розвитку: протопласта, дроблен-ня блаcтомерiв, утворення личинки першо! стади, утворення личинки друго! cтадi!. За тако! температури розвиток паразипв закiнчyвавcя за 8 дiб, а життездат-
шсть ембрюнальних стадш розвитку гетераюс1в ста-новила 79,33 ± 0,88% (табл. 1).
Видшеш культури яець гетераюс1в 100%-во знахо-дилися на стадп протопласта. В подальшому, на 2 день культивування 25,67 ± 1,76% яець залишалися ще на стадп протопласта, а бшьша ix кшьюсть (62,67 ± 0,67%) знаходилися на стадп дроблення блас-томер1в. Лише 11,67 ± 1,76% яець вже метили всере-диш личинку першо1 стадп. На 4-ту добу культивування 39,00 ± 1,53% яець знаходилися на стадп утво-
рення личинки першо' стадп, 24,00 ± 1,73% - на стадп дроблення бластомерiв. Водночас, невелика кшьюсть яець знаходилися на стадп протопласта (2,33 ± 0,88%) та стадп утворення личинок друго' стадп (14,00 ± 2,89%). На 6-ту добу культивування найбшьший вщ-соток яець (57,00 ± 1,73%) мiстили личинку друго' стадп (були швазшними), а 22,33 ± 2,40% яець мюти-ли ще личинок першо' стадп. На 8-му добу 79,33 ± 0,88% яець дозрiвали до iнвазiйноi стадп, а 20,67 ± 0,88% - зупинялися у розвитку та гинули.
Таблиця 1
Ембрюнальний розвиток яець нематод Heterakis dispar, видшених вщ домашшх гусей (n = 100)
Стадп розвитку яець
Доби культивування
1-ша
2-га
4-та
6-та
8-ма
Протопласта Дроблення бластомер1в Утворення личинок першоi стадп Утворення личинок друго' стадп Загибель яець
100,00
25,67 ± 1,76 62,67 ± 0,67 11,67 ± 1,76
2,33 ± 0,88 24,00 ± 1,73 39,00 ± 1,53 14,00 ± 2,89 20,67 ± 0,88
22,33 ± 2,40 57,00 ± 1,73 20,67 ± 0,88
79,33 ± 0,88 20,67 ± 0,88
Встановлено, що в процес ембрюнального розвитку H. dispar змшюються 1х метричш параметри (рис. 1).
товщина оболонки
ширина
68,88
68,18
Рис. 1. Метричш параметри яець Heterakis dispar у процес ix ембрюгенезу (n = 15, М ± m); *** Р < 0,001 - вщносно показникiв яець на стадп протопласта
Так, метричш параметри яець нематод виду H. dispar за культивування 3Í стадп протопласта до личинки друго' стадп, характеризуются достовiрним зменшенням ширини у 1,2 раза (38,75 ± 0,35 мкм, Р < 0,001 вщносно 45,81 ± 0,47 мкм) та одночасним потоншенням оболонки у 1,1 раза (1,71 ± 0,03 мкм, Р < 0,001 вщносно 1,85 ± 0,02 мкм). Показники дов-жини яець у процесi ix ембрюгенезу не змiнювалися i становили у яець на стадп протопласта 68,18 ± 0,39 мкм, у швазшних яець - 68,88 ± 0,48 мкм.
В результат вивчення в лабораторних умовах осо-бливостей розвитку яець гетерак^в виду H. dispar, що були видшеш вщ домашшх гусей встановлено, що за ix морфолопчними ознаками ембрiогенез перебрав у чотири стадii: протопласта, дроблення бластомерiв, утворення личинок першоi та друго' стадiй. Причому, утворення швазшних яець H. dispar, видшених з гонад самок гельмшта, вщбувалося за 8 дiб, де зi 100% яець на стадп протопласта формувалося 79,33 ± 0,88% швазшних. Сxожi данi були описанi в науковш працi,
де ембрiогенез H. dispar заюнчувався на 4 добу за температури 27 °С, а життездатшсть становила 91,33±1,53% (Yevstafyeva et al., 2018). Iншi дослщни-ки св^ать про формування iнвазiйниx яець H. dispar впродовж 5-6 дiб за температури 20-24 °С (Hildenblat, 1956).
Також було встановлено, що метричш параметри яець H. dispar зазнавали змш у процесi ix розвитку. Ширина яець зменшувалася (у 1,2 раза, Р < 0,001), а ix оболонка ставала тоншою (у 1,1 раза, Р < 0,001). Таю змши, на нашу думку, забезпечують даному виду гетеракiсiв високу життездатнiсть яець в процесi ix розвитку. Отриманi данi щодо термшв утворення iнвазiйниx яець H. dispar, що паразитують у домашнix гусей, а також ix життездатност у процес ембрюна-льного розвитку можна використовувати для шдви-щення ефективност видово' iдентифiкацii видiлениx паразитiв за результатами копроовоскошчних досль джень птищ.
Висновки
Ембрiональний розвиток нематод H. dispar, пара-зитуючих у домашшх гусей, проходить в чотири стадп: протопласта, дроблення бластомерiв, утворення личинок першо' та друго' стадш, якi мають xарактернi морфологiчнi вiдмiнностi. Встановлено, що за температури 22 °С в лабораторних умовах утворення швазшних яець H. dispar вщбуваеться на 8 добу культивування, а ix життездатшсть сягае 79,33 ± 0,88%. Метричш параметри ембрюнальних стадш розвитку H. dispar характеризуются змшами в показниках ширини та товщини оболонки яець.
Перспективы подальших до^дженъ полягають у визначенш впливу дезiнфiкуючиx засобiв на рiзнi стадii розвитку яець нематод виду H. dispar.
References
Amundson, C.L., Traub, N.J., Smith-Herron, A.J., & Flint, P.L. (2016). Helminth community structure in two species of arctic-breeding waterfowl Parasites and wildlife. International journal for parasitology, 5, 263272. doi: 10.1016/j.ijppaw.2016.09.002.
Bogach, M.V., & Taranenko, I.L. (2003). Parazytarni hvoroby indykiv fermers'kyh i prysadybnyh gospodarstv Pivdnja Ukrai'ny [Parasitic diseases in turkeys in commercial and household farms of Southern Ukraine]. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 21, 311-317 (in Ukrainian).
Boone, E.C., Meiners, S.J., & Laursen, J.R. (2017). Gut Helminth Composition in Newly Comigrating Light Geese (Lesser Snow Goose Chen caerulescens caerulescens and Ross' Goose Chen rossii). Comparative Parasitology, 84(1), 36-41. doi: 10.1654/1525-2647-84.1.36.
Castagnone-Sereno, P., & Danchin, E.G. (2014). Parasitic success without sex - the nematode experience. Journal of Evolutionary Biology, 27(7), 1323-1333. doi: 10.1111/jeb.12337.
Cordón, G.P., Prados, A.H., Romero, D., Moreno, M.S., Pontes, A., Osuna, A., & Rosales, M.J. (2009). Intestinal and haematic parasitism in the birds of the Almuñecar (Granada, Spain) ornithological garden. Veterinary parasitology, 165(3-4), 361-366. doi: 10.1016/j.vetpar.2009.07.027.
Fedynich, A.M., Finger, R.S., Ballard, B.M., Garvon, J.M., & Mayfield, M.J. (2005). Helminths of Ross' and Greater White-fronted Geese Wintering in South Texas, U.S.A. Comparative Parasitology, 72(1), 3338. doi: 10.1654/4159.
Gicik, Y., & Arslan, M.O. (2003). The prevalence of helminths in the alimentary tract of geese (Anser anser domesticus) in Kars District, Turkey. Veterinary Research Communications, 27(5), 391-395. doi: 10.1023/A:1024710221179.
Hildenblat, A.A. (1956). Biologija vozbuditelej gan-guleterakidoza gusej Heterakis dispar [Biology of Heterakis dispar, pathogen of ganguleterakidosis in geese]. Collection of Scientific Works of Moscow Veterinary Academy, 12, 207-213 (in Russian).
Hoque, M.A., Hassan, M.M., Haque, E., Shaikat, A.H., Khan, S.A., Alim, A., Skerratt, L.F., Islam, A., Tun, H.M., Dissanayake, R., Day, T.K., Debnath, N.C., & Yamage, M. (2014). A survey of gastro-intestinal parasitic infection in domestic and wild birds in Chittagong and Greater Sylhet, Bangladesh. Preventive Veterinary Medicine, 117(1), 305-312. doi: 10.1016/j.prevetmed.2014.07.012.
Lok, J.B. (2016). Signaling in Parasitic Nematodes: Physicochemical Communication Between Host and Parasite and Endogenous Molecular Transduction Pathways Governing Worm Development and Survival. Current Clinical Microbiology, 3(4), 186197. doi: 10.1007/s40588-016-0046-2.
Madsen, H. (1950). Studies on species of Heterakis (nematodes) in birds. Danish Review of Game Biology, 1(3), 1-43.
Ogbaje, C.I., Agbo, E.O., & Ajanusi, O.J. (2012). Prevalence of Ascaridia galli, Heterakis gallinarum and Tapeworm Infections in Birds Slaughtered in Makurdi Township. International Journal of Poultry Science, 11(2), 103-107. doi: 10.3923/ijps.2012.103.107.
Skrjabin, K.I., Shikhobalova N.P., & Lagodovskaya E.A. (1961). Osnovy nematodologii: Oksiuratozy zhivotnyh i cheloveka [Essentials of nematodology. Oxyurata of animals and man]. Russian Academy of Sciences, Moscow (in Russian).
Viney, M. (2017). How Can We Understand the Genomic Basis of Nematode Parasitism? Trends in Parasitology, 33(6), 444-452. doi: 10.1016/j.pt.2017.01.014.
Wongrak, K., Daç, G., Moors, E., Sohnrey, B., & Gauly, M. (2014). Establishment of gastro-intestinal helminth infections in free-range chickens: a longitudinal on farm study. Berliner und Münchener tierärztliche Wochenschrift, 127(7/8), 314-321.
doi: 10.2376/0005-9366-127-314.
Yevstafyeva, V.A., Melnychuk, V.V., Nikiforova, O.V., Suprunenko, K.V., Korchan, L.N., Lokes-Krupka, Т.Р., Nehrebetskyi, I.S., & Korchan, N.I. (2018). Comparative morphology and biology of nematodes of genus Heterakis (Nematoda, Heterakidae), parasites of the domestic goose (Anser anser) in Ukraine. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 9(2), 229-236. doi: 10.15421/021834.
