Особливості екологічних взаємодій між представниками класу папоротеподібні та патогенними лептоспірами в умовах перезволожених земель

Природні вогнища лептоспірозів приурочені до прісних водойм та прилеглих ділянок перезволожених земель. Фоновими видами класу Папоротеподібні (Polypodiopsida) у фітоценозах перезволожених земель західного Лісостепу України є: щитник чоловічий (Dryopteris filix-mas L.) та теліптерис болотяний (Thelypterispalustris L.).

Досліджували вплив продуктів розкладу та прижиттєвих виділень чоловічої папороті та теліптериса болотяного на культури спірохет Leptospira interrogans серовару Icterohaemorrhagiae. Змиви з листків живих папоротей одержували способом імітації дії невеликого дощу. Кореневі виділення отримували з відібраних екземплярів папоротей, які утримували у скляних ємностях з водою для загоювання пошкоджених ділянок коренів.

Алелопатична активність рослин відносно патогенних лептоспір випробовувалась нами у розведені 1:1000.

Інокуляти культур спірохет відбирались з однієї «материнської» культури, що забезпечувало однаковий початковий вміст спірохет у досліді та контролі. Зберігались зразки при кімнатній температурі +18…+22⁰С в умовах лабораторії. Через 24 години визначався та порівнювався вміст спірохет у піддослідних групах зразків.

Прижиттєві виділення (дифузати кореневищ та змиви з листків) щитника чоловічого та теліптериса болотяного пригнічують в сильному та помірному ступені in vitro культури патогенних лептоспір серологічного варіанту Icterohaemorrhagiae. Речовини, що були виділені з відмерлого листя, зазначених видів папоротей також проявляли токсичний вплив на спірохет, але в меншому ступені. Ділянки перезволожених земель, на яких ростуть представники класу папоротевиді є несприятливими для тривалого існування патогенних лептоспір Leptospira interrogans серовару Icterohaemorrhagiae.

Ключові слова: щитник чоловічий, теліптерис болотяний, патогенні лептоспіри, прижиттєві виділення, продукти розкладу Прижизненные выделения (дифузаты корневищ и смывы с листьев) щитовника мужского и телиптериса болотного угнетают в сильной и умеренной степени in vitro культуры патогенных лептоспир серологического варианта Icterohaemorrhagiae. Вещества, выделенные из мертвых листьев, обозначенных видов папоротников так же имеют токсическое влияние на спирохет, но в меньшей степени. Участки переувлажненных земель, на которых произрастают представители класса папоротниковидные есть неблагоприятными для длительного существования патогенных лептоспир Leptospira interrogans серовара Icterohaemorrhagiae.

Ключевые слова: телиптерис болотный, щитовник мужской, патогенные лептоспиры, прижизненные выделения, продукты распада (разложения).

Natural hearths of leptospirosis disease are confined to freshwaters and adjacent areas of wetlands. Dryopteris filix-mas L. and Thelypteris palustris L. are widespread spesies which belong to class Polypodiopsida.

We investigated the influnce of lifetime secretes and substances which were received from decomposed dead leaves of ferns on cultures of pathogenic leptospires (serological variant Icterohaemorrhagiae). We received ablutions from alive leaves of ferns by the imitation of light rain. Diffusion substances of rhizomes were received from specimens of ferns which were kept in water containers where plants healed parts of damaged roots.

Allelopathic activity of plants regarding pathogenic leptospira was tested at a dilution of 1:1000.

Inoculums of spirochetes culture were chosen from one culture. That provided equal initial contents of spirochetes in research’s and controls groups. The samples were stored at 18 — 20 degrees above 0 in laboratory. Spirochetes contents in the experimental samples were determined and compared after 24 hours.

Lifetime secretes (diffusions substances of rhizomes and washing from alive leaves) of D. filixmas and T. palustris repress in vitro cultures of pathogenic leptospires (serological variant Icterohaemorrhagiae). Substances which were received from decomposed dead leaves of ferns had a toxic influence on spirochetes, but to a lesser extent. Parts of wetland territories, where species of class Polypodiopsida grow adverse for long-term existence of pathogenic leptospires (serological variant Icterohaemorrhagiae).

Keywords: Dryopteris filix-mas, Thelypteris palustris, pathogenic leptospires, lifetime secretes, substances of decomposed dead leaves.

Спірохети виду Leptospira interrogans відомі як збудники лептоспірозівнебезпечних захворювань людей та тварин. Переважно водний шлях передачі роблять патогенних лептоспір одними з найбільш небезпечних інфекційних агентів. Природні вогнища лептоспірозів приурочені до прісних водойм та прилеглих ділянок перезволожених земель. Здатність збудника лептоспірозу тривалий час зберігатись в об'єктах зовнішнього середовища — воді відкритих водойм, ґрунтах насичених вологою доведена чисельними дослідженнями [1, 2, 3, 6]. Однак, особливості екологічних взаємодій патогенних лептоспір з чисельними представниками біоти, які можуть значною мірою визначати тривалість перебування збудників лептоспірозу в об'єктах зовнішнього середовища, вивчені вкрай недостатньо. Особливо це стосується взаємодій з різноманітними видами рослин, здатність яких помітно впливати на формування угрупувань водних та ґрунтових мікроорганізмів широко відома.

Фоновими видами класу Папоротеподібні (Polypodiopsida) у фітоценозах перезволожених земель західного Лісостепу України є: щитник чоловічий (Dryopteris filix-mas L.) та теліптерис болотяний (Thelypteris palustris L.) — це багаторічні рослини, які завдяки вегетативному розмноженню кореневищами часто формують густі зарості [8]. Нами поставлено мету з’ясувати та оцінити вплив на популяції L. interrogans прижиттєвих виділень, а також продуктів розкладу залишків щитика чоловічого та теліптериса болотного.

Матеріал і методи досліджень Досліджували вплив продуктів розкладу та прижиттєвих виділень чоловічої папороті та теліптериса болотяного на культури спірохет Leptospira interrogans серовару Icterohaemorrhagiae.

Рослини для досліджень відбирали з природних стацій зростання — перезволожених земель у заплаві р. Мшанець в околицях смт. Наркевичі Волочиського району Хмельницької області. Змиви з листків живих папоротей одержували способом імітації дії невеликого дощу. Кореневі виділення отримували з відібраних екземплярів папоротей, які утримували у скляних ємностях з водою для загоювання пошкоджених ділянок коренів. За умов природної зміни температури та коливань освітленості рослини утримувались впродовж 5 діб. Після цього відбирали проби розчину для біотестування [4].

Після завершення вегетації відмерлі вайї папоротей збирались у природних умовах. В лабораторії до наважки взятого при природній вологості матеріалу додавали дистильовану воду у співвідношенні 1:10 за масою. Екстрагований матеріал не подрібнювався і зберігався при температурах +12…+16°С. Через 5 діб з ємності відбирались проби для проведення біотестів [4]. патогенний лептоспіра папороть спірохета У дослідженнях використовували культури музейних штамів L. interrogans серовару Icterohaemorrhagiae. При відборі культур основна увага приділялась відсутності явищ самоаглютинації та лізису клітин, а також достатній кількості лептоспір в середовищі - в межах 3 — 10×10⁶ /см³ [5].

Щільність популяцій L. interrogans у дослідних та контрольних зразках визначали методом прямого підрахунку лептоспір у певному об'ємі [7].

Для проведення експериментальних досліджень з метою встановлення характеру і ступеня впливу прижиттєвих виділень та продуктів розкладу вегетативних частин папоротей на L. interrogans формувались дві групи зразків: дослідні та контрольні. Дослідні зразки містили 0,4 мл стерильного розведеного розчину з біологічно-активними виділеннями рослин в який вносили 0,1 мл культур патогенних лептоспір. Контрольні зразки містили аналогічні співвідношення стерильної дистильованої води та культур лептоспір. Для усунення сторонньої мікрофлори проводилась холодна стерилізація змивів та водних витяжок рослин методом фільтрації через целюлозні фільтри з діаметром пор < 0,2 мкм.

Алелопатична активність рослин відносно патогенних лептоспір випробовувалась нами у розведені 1: 1000.

Інокуляти культур спірохет відбирались з однієї «материнської» культури, що забезпечувало однаковий початковий вміст спірохет у досліді та контролі. Зберігались зразки при кімнатній температурі +18…+22⁰С в умовах лабораторії.

Через 24 години визначався та порівнювався вміст спірохет у піддослідних групах зразків. В процесі аналізу та інтерпретації результатів досліджень використовували критерії оцінки характеру та ступеня впливу рослинності на патогенних лептоспір [5].

Результати досліджень та їх обговорення Аналіз даних одержаних в результаті проведених досліджень дає підставу стверджувати, що прижиттєві виділення та продукти розкладу відмерлих частин обох видів папоротей здійснюють пригнічуючий вплив на популяції L. interrogans (табл.1, 2).

Таблиця 1 Вплив виділень щитника чоловічого на культури патогенних лептоспір серотипу Icterohaemorrhagiae (р<0,001).

У найбільшій мірі пригнічення було виражене з боку прижиттєвих виділень щитника чоловічого — щільність популяцій спірохет у дослідних зразках становила 48,6% від контролю (100%), в той час як кореневі дифузати проявляли дещо менший вплив — 58,3% відповідно. Щодо впливу виділень отриманих з відмерлих частих цієї папороті, то щільність спірохет після проведення досліджень становила 71,3% від контролю.

Меншою мірою інтенсивність негативного впливу проявляли прижиттєві виділення та змиви з відмерлих частин теліптериса болотяного. Щільність популяцій L. interrogans у взаємодії з листковими змивами цієї папороті по закінченню досліду становила 59,3% порівняноз контролем, а з кореневими дифузатами — 63,6% відповідно. Щодо впливу відмерлих частин цієї рослини на щільність популяцій піддослідних мікроорганізмів, то вона складала 81,9% порівняно з контролем.

Таблиця 2 Вплив виділень теліптериса болотяного на культури патогенних лептоспір серотипу Icterohaemorrhagiae (Р<0,001).

Як видно з результатів досліджень, у відмерлих листках папоротей вміст біологічноактивних речовин, що обумовлюють токсичний вплив на культури патогенних лептоспір знижується. Найбільше пригнічення L. interrogans спостерігається при взаємодії з листковими змивами та кореневими дифузатами папоротей. Виділення з листків виявились у 1,1−1,2 рази більш токсичними для лептоспір ніж виділення з кореневищ піддослідних видів папоротей.

Висновки

• 1. Прижиттєві виділення представників класу папоротевидні здійснюють виразний негативний вплив на культури патогенних лептоспір. У найбільшій мірі популяції L. interrogans пригнічувались у зразках, що містили змиви з листків папоротей.
• 2. Речовини, які містилися у відмерлих листках папоротей також проявляли токсичну дію на культури лептоспір, але інтенсивність впливу була меншою порівняноз прижиттєвими виділеннями.
• 3. Ділянки перезволожених земель на яких зростають представники класу папоротевидні, зокрема теліптерис болотяний та щитник чоловічий є несприятливими для тривалого існування патогенних лептоспір Leptospira interrogans серовару Icterohaemorrhagiae.

Література

• 1. Ананьин В. В. Природная очаговость лептоспирозов / В. В. Ананьин // Зоологический журнал. — 1954. — Т. 32. — Вып. 2. — С. 331—340.
• 2. Голубев В. П. О механизме поддержания заражающей способности почвы в природном очаге лептоспироза / В. П. Голубев, В. Ю. Литвин // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. — 1983. — № 10. — С. 43—45.
• 3. Григорьев И. И. Выживаемость лептоспир в гидкостях / И. И. Григорьев // Военно-медицинский журнал. — 1952. — № 9.— С. 71—72.
• 4. Гродзінський А. М. Основи хімічної взаємодії рослин / А.М. Гродзінський — К.: Наукова думка, 1973. — 205 с.
• 5. Гулай О. В. Вивчення біоценотичних зв’язків лептоспір з водними рослинами: Методичні рекомендації / О. В. Гулай — Дніпропетровськ: ВФК «Оксамит-Прес», 2004. — 14 с.
• 6. Мусаев М. А. Лептоспироз крупного рогатого скота / М. А. Мусаев. — М.: Сельхозгиз. — 1959. — 378 с.
• 7. Самострельський А. Ю. Метод прямого счёта лептоспир в определенном объёме / А. Ю. Самострельский // Лабораторное дело. — 1966. — № 2. — С. 105—108.
• 8. Чорна Г. А. Рослини наших водойм. Атлас-довідник / Г. А. Чорна — К.: Фітосоціоцентр, 2001. — 134 с.