Ваши комментарии
![[SBRAS]](/gif/s_sigma.gif)
[Головная страница]
[Конференции]
[СО РАН]
Шейкин А.О.
Независимый Исследовательский "ЭкоБиоМедЦентр", Алматы, Республика
Казахстан
Существование любой системы относительно длительный промежуток времени сопровождается целым рядом определяющих и сопутствующих факторов и детерминант - то есть каких-либо явлений, выражающих объективно и субъективно наличие данной системы.
Система геобиоценоза чумы, подобно другим открытым, самоорганизующимся системам, отличается многослойностью, обусловленной разнящимися параметрами подсистем и элементов данной составляющей экосистемы [18]. При детальном рассмотрении всех составляющих данную систему компонент напрашивается вывод о том, что им свойственна ритмичность - в проявлении, в сроках существования, то есть в различных динамических факторах, характеризующих сущность каждого существующего компонента [23].
Подразделим условно ритмические колебания по их сущности - на абиотические и биотические, энергетические, информационные, трофические. По срокам существования - колебания микро- и макро- элементов ценоза, то есть по временным аспектам длящиеся доли секунды, минуты, часы, дни и месяцы, годы, а также периоды, соразмеримые с геологическими эпохами или с фрагментами таких эпох.
Наиболее известны и описаны геологические, ландшафтные, климатические процессы, их ритмика и сущность. Достаточно детально определены трофические взаимодействия и показатели их амплитуд в зависимости от факторов-детерминант и сопутствующих векторов. Гораздо слабее изучены энергетические и информационные факторы, включающие в себя весь комплекс воздействий на ценоз - как внешних (солнечный ветер, потоки космических частиц, магнитное поле планеты, гравитационные взаимодействия и др.), так и внутренних (межвидовые, межпопуляционные, внутривидовые и др.). В настоящий момент рассмотрение существования чумы в качестве системного явления затруднительно по ряду причин. Сейчас не существует методологии, оценивающей результаты полевых исследований на основе известных принципов, сформировавшихся в теории самоорганизующихся динамических систем,и это происходит на фоне бурно развивающейся методологии математической экологии. В своей работе мы попытались восполнить этот пробел.
Геобиоценоз чумы, включая все входящие в его состав элементы, в том числе и все аборигенные виды млекопитающих (включая и аборигенные популяции человека, живущего на территориях очагов чумы длительное время - в течение нескольких десятков поколений, сотни лет) - явление динамической гармонии. Это состояние достигается путем постоянного амплитудного колебания, совершаемого в предельно допустимых уровнях саморегуляции данной системы. Но в случае выхода геобиоценоза чумы из этого состояния, в том числе и при выходе за свои стандартные ландшафтно-исторические пределы, наблюдаются уже не отдельные (спорадические) случаи заболеваний людей или локальные вспышки, а пандемии, захватывающие значительные пространства и протяженные во времени. Все дело в различных ритмах существования разных геобиоценозов и экосистем. Несовпадение амплитуд ритмических колебаний элементов геобиоценозов при попадании в них чуждых подсистем или элементов приводит к нарушению гармонии в данном конкретном геобиоценозе. В дальнейшем равновероятно как уничтожение этого геобиоценоза, так и его возвращение в состояние гармонии, но уже с учетом произошедших изменений. То есть речь пойдет о существовании уже нового (и количественно и качественно) геобиоценоза.
В местах естественной локализации, в природных очагах, к подсистемам переноса возбудителя инфекции - микроба чумы, относятся: а) теплокровные животные - представители хищных млекопитающих и, главным образом, выходцы отряда грызунов (песчанки, суслики, крысы etc.). Им в современной классификации отводится роль носителей или резервуаров инфекционного начала. б) представители групп членистоногих и насекомых - различные виды клещей и блох. Эти животные определены как переносчики микроба чумы от одного носителя к другому [4, 5, 6, 7]. В комплексе и те, и другие (при наличии возбудителя) есть детерминанта так называемого трансмиссивного переноса инфекции. И теплокровным животным и членистоногим свойственна определенная ритмика в их невольном сосуществовании с чумой. В данном случае нельзя утверждать, что существование так называемой триады (членистоногие - грызуны - микроб чумы) обязательно, облигатно по своей сути. В природе и блохи (в том числе видов относимых к самым специфичным переносчикам чумы), и грызуны (в том числе считающиеся наиболее специфичными как хозяева возбудителя - то есть наиболее восприимчивыми) достаточно долгое время существуют и без микроба чумы [8], то есть само существование системы геобиоценоза чумы - понятие факультативное и в эволюционно-историческом аспекте имеет достаточно ``молодой'' возраст. Эта система еще не перешла в состояние гомеостаза, продолжая процессы регуляции и саморегуляции на различных уровнях.
Так, в наших экспериментах по выяснению вероятной степени воздействия фотопериодизма на физиологию блох, достоверно показано, что изменения в сроках воздействия темной и светлой фаз на этих насекомых в опытах определяют значительные различия в темпах роста ооцитов, сроках начала откладывания яиц, характере накопления и интенсивности накопления жировых клеток и др. Чем дольше светлая фаза, тем быстрее развиваются ооциты, в более сжатые сроки происходит откладка яиц. Все сказанное как будто находится в противоречии с образом жизни эктопаразитов этой группы - обитателей нор грызунов в континентальных и резко континентальных пустынях Азии и Африки [3]. Общеизвестно, что солнце губительно для этих насекомых [1]. Но, в порядке диалектического осмысления полученного нами экспериментального материала напрашивается вывод о том, что фактические данные подтверждают вывод о эволюционно ``молодом'' возрасте системы геобиоценоза чумы. Блохи еще не потеряли в комплексе своих регуляторных адаптаций способностей приспосабливаться к воздействию света, гибко отвечая на увеличение воздействия светлой фазы ускорением фаз жизненного цикла. Такие процессы свойственны весеннему периоду в календаре года. И это подтверждается и процессами, протекающими параллельно в популяциях грызунов, на которых паразитируют блохи. Речь идет об общем резком повышении уровня гормонального фона в популяциях этих млекопитающих, соответственно резком увеличении суточной активности, в том числе и времени пребывания грызунов на эемной поверхности (по сравнению со временем пребывания в норах - под землей). Соответственно и блохи, эктопаразиты, питающиеся кровью песчанок, невольно начинают пребывать на свету более длительное время. Экспозиция светлой фазы удлиняется. И, как следствие, происходят описанные выше процессы. И эти характерные по своей сути проявления взаимодействий ритмических колебаний (изменения гормонального фона) в системе геобиоценоза чумы являются антагонистическими в дальнейшей экстраполяции - уровня гормонального фона в популяции носителей (грызунов) и иммунитета. Повышение уровня гормонов в организмах носителей инфекций (именно в период размножения грызунов в природных очагах чумы в весенний период) значительно снижает иммунитет в популяциях. Как правило, именно на этом фоне и протекают эпизоотии.
В популяциях блох функция воспроизводства находится под воздействием трех изученных лимитирующих факторов - температуры, условий освещенности и влажности. При этом температурой определяется энергетическая составляющая, влажностью - возможность осуществления программ генотипического развития, освещенность определяет проявления информационного фона. При прохождении энергетических потоков через систему ценоза чумы определенное количество энергии утилизируется системой (с учетом коэффициента полезного действия для каждого из элементов системы - млекопитающих, беспозвоночных, микробов и т.п.). Управляющей компонентой здесь можно считать динамику солнечной активности, а модифицирующим фактором - насыщенность водой окружающей среды, т. к. осуществление полноценного накопления и потребления питательных веществ возможно только при наличии достаточной влажности в окружающей среде. Вторым по важности фактором данной системы безусловно должен быть информационный. Внешним фактором здесь может быть структура полей околоземного пространства. При этом внутренними параметрами, отражающими данное воздействие могут быть: количество активно работающих элементов ценоза (геологическая структура, белковые образования и т.п.) характер и вид адаптаций, как биотических, так и абиотических, генетическая структура и соотношение их в популяциях. Наименее предсказуемыми в данной системе являлись наблюдаемые в ней пандемии, а наименее формализованными и описанными периоды ``нормального'' существования ценоза чумы. резкие колебания (падение численности или резкое ее возрастание и т.п.) в динамических процессах саморегуляции популяций носителей возбудителя чумы (теплокровные животные) и переносчиков возбудителя чумы (членистоногие - блохи, клещи и др.), изменения в структуре и количественных показателях флористической части биоты ценоза чумы и прочие, являются по существу ``маркерами'' перехода системы в неравновесное, нестабильное состояние. Ясно, что с точки зрения развиваемых здесь взглядов нормальные, сбалансированные процессы в ценозе чумы возможны при беспрепятственном осуществлении потока информации и энергии по цепочке. Для удобства принимаем в виде рабочей гипотезы утверждение, что основными компонентами этой цепочки, обеспечивающими сохранение чумы как вида в ценозе, являются взаимодействующие - возбудитель + хозяин -носитель + переносчик. Существование возбудителя чумы жестко детерминировано стандартным набором условий среды обитания (как экзогенных - действующих на возбудителя чумы вне носителя и переносчика возбудителя чумы, так и эндогенных - внутриорганизменных). Возбудителю чумы для нормального роста и развития необходим, на разных стадиях циркуляции в ценозе, определенный комплекс температурных режимов. При сбоях в таком комплексе нарушается состояние равновесия, возбудитель чумы теряет штаммы возбудителя, не перенесшие такого ``экстремума'', , ценоз чумы ``внешне'', ,для наблюдателей, резко теряет или приобретает вирулентность и некоторые другие, увязанные с температурным режимом, свойства. Так же необходимы для существования возбудителя чумы и определенные наборы неорганических и органических молекул. Их отсутствие или наличие, в свою очередь, так же регламентирует приобретение возбудителем чумы определенного набора внешних признаков. Столь же зависимы от наличия определенных комплексов - воздействий и переносчики возбудителя. Обитающие в убежищах своих теплокровных хозяев или в их шерсти (на определенных стадиях развития) членистоногие также зависимы [12, 13, 14, 15, 22] от определенных комплексов - прежде всего режима температуры и условий увлажнения, при наличии, естественно, главного компонента - притока энергии, то есть крови прокормителей (млекопитающих). Данная группа паразитов является облигатной в отношении питания и, по сути, существование переносчиков возбудителя чумы как таксонов или индивидуумов невозможно в случае отсутствия источников корма. Так или иначе, все значительные колебания в популяционной структуре переносчиков зависят, в конечном итоге, от аналогичных флюктуационных процессов в популяциях носителей возбудителя. Остальные воздействия носят характер опосредованных детерминант, определяющих те или иные черты в динамике популяций переносчиков возбудителя чумы. Носители возбудителя чумы - млекопитающие, в процессе эволюции выработали индивидуальные, популяционные и видовые приспособительные реакции к обитанию в меняющихся условиях среды. Но все эти адаптации также направлены, в рамках существования ценоза чумы, на поддержание равновесного состояния системы. Основная группа носителей представлена грызунами, обитателями аридных и семиаридных районов земного шара (речь идет о естественных, первичных очагах чумы, не имеющих характера вторичного распространения). Условия обитания обусловили характер приспособлений, направленных в целом на процветание вида в ксерофильном режиме [17]. Это морфологические особенности в строении организма, постройка специальных убежищ - нор, высокая степень адаптации в отношении используемых кормов и т.п. Тем не менее популяции носителей возбудителя чумы также подвержены значительным и резким колебаниям по многим параметрам, наиболее наглядным является изменение количественных показателей и флюктуации ареала.
Таким образом, очевидным и достаточным будет утверждение о том, что существование ценоза чумы в едином биогеоценозе конкретного участка земной поверхности (и существование аналогичных по этиологии ценозов в целом) подчиняется конкретным физическим детерминантам, связано с их изменениями макро- и микро- уровня, и, следовательно, может быть описано вполне определенными физическими уравнениями.
Итак, в отдельные периоды времени, в отдельных частях ценоза или даже по всему его протяжению возможна его ``активация'' - многочисленные случаи заболеваний среди диких животных или заболевания синантропных животных и людей [19, 20, 21, 25]. Тем не менее, все части (элементы) ценоза чумы, системно относящиеся к нему достаточно длительное время (достаточное для формирования ценоза) ``притерты'' друг к другу и находятся во взаимодействии. И это утверждение, в принципе, касается всех обитателей ценоза, вне зависимости от их таксономической принадлежности и расположения на эволюционном дереве развития живых организмов. Только выходя за пределы привычного своего ландшафтно-исторического существования чума приобретает все присущие ей агрессивные черты, привнося в чуждые ей структурно геобиоценозы истинное опустошение.
Рассмотрим на конкретных примерах ритмические колебания для отдельных структурных элементов ценоза чумы. Проявление активности данного возбудителя в природных очагах, как правило, подчиняется определенным закономерностям, внешне привязываемым к определенным событиям или к количественным (качественным) показателям каких-либо долгосрочных ритмов, таких, например, как солнечная активность. Наибольшая эпидемическая напряженность фиксируется в природных очагах чумы, как правило, в моменты снижения солнечной активности и на начальном этапе подъема солнечной активности в очередном солнечном цикле. Таким образом, можно достаточно уверенно выявлять 10 - 12 летние циклы проявляемости заболеваний людей чумой в природных очагах [11]. Но помимо общей закономерности существуют и отдельные, выпадающие, на первый взгляд, из общей тенденции случаи заболеваний. Так, из ретроспективы случаев заболеваний чумой около 12% приходится на максимумы солнечной активности, что, в принципе, не соответствует указанной выше закономерности. Но при анализе этих случаев выяснено, что несмотря на общий ход солнечной активности в сторону увеличения, непосредственно перед этими эпидемическими проявлениями отмечались незначительные скачки в показателях солнечной активности - волнообразное снижение и вновь подъем. Кроме того, следует обращать внимание и на то, что воздействие солнечной активности в различных очагах чумы (различия в щироте, долготе, высоте над уровнем моря, ландшафтные составляющие, эдафические особенности и т.п.) проявляется с определенными отличиями - в том числе и в продолжительности эпидемических циклов, а также степенью вирулентности штаммов возбудителя, вовлечением в эпизоотический процесс различных видов животных и, наконец, степенью вовлеченности в ценоз чумы человека - основного фактора эпидемического потенциала природных очагов чумы.
Сосуществующие с возбудителем чумы элементы ценоза, относящиеся к тому же рангу - объекты микромира (микробные структуры), имеют собственную ритмику в тех же наиболее явно фиксируемых проявлениях - эпидемической активности. В одно и то же время, на одной и той же территории, и в организмах тех же носителей, переносчиков и резервуаров могут выделяться, помимо чумного микроба, возбудители листериоза, пастереллеза, иерсиниозов, сальмонеллезов, лептоспироза и другие, имеющие собственную природную очаговость и находящиеся с возбудителем чумы в достаточно тесной связи и взаимодействии. Как правило, эпидемическая активность возбудителей этих инфекций не совпадает с таковой у чумы. Амплитуды проявляемости этих инфекций разнесены во временном аспекте, наложения вспышек одна на другую (микст-инфекционные проявления) чрезвычайно редки. Хотя в целом сосуществование этих инфекций укладывается в один из трех типов взаимодействий, определяемых состоянием иммунитета в популяциях носителей. 1 - антагонистическое взаимодействие; 2 - волнообразно следующие одна за другой инфекции, разделены во временном аспекте; 3 - сочетание инфекций в одни и те же сроки на одной и той же территории. Следует оговориться, что вышеуказанные инфекции не имеют столь четко выраженной границы очагов - эти инфекции по сути своей космополитны, в отличие от той же чумы [10], туляремии [16], крымской геморрагической лихорадки [2], сибирской язвы.
Приведенные в данной работе примеры охватывают лишь один из фрагментов проявлений ритмических колебаний в системе ценоза чумы. Но более подробные исследования, обобщающие основные проявления этой ритмики в системе ценоза чумы, смогли бы, на наш взгляд, выяснить ряд спорных вопросов прикладной эпидемиологии и эпизоотологии. Так, например, дальнейший анализ полученных нами по чуме данных и их экстраполяция на другие инфекции позволили выдвинуть новую концепцию о существовании в природе холеры. Холера издавна исторически ассоциировалась с болезнью только людей (антропоноз). Между тем исследования последних десятилетий (70 - 90 гг.) показали, что возбудитель холеры обнаруживается как в воде открытых водоемов, так и в организме различных представителей околоводного биоценоза (экосистемы), где вибрионы не просто переживают некоторое время, но и в определенных условиях активно размножаются, сохраняясь неопределенно долгое время без вмешательства человека, поддерживая таким образом природный очаг. В последние годы у нас появились данные, указывающие на сложный механизм сохранения возбудителя холеры в природе, и иные возможности заражения человека. По нашей концепции существование холеры как экологической системы также неразрывно связано со сложными гео-гелиофизическими и космическими [9] изменениями, воздействующими на параметры - стабильности и динамичности (неустойчивости) данной системы. В настоящее время, таким образом, складывается совершенно новое представление о холере как о природно-очаговой зоонозной инфекции.
Все вышеизложенное несколько необычно трактует традиционные представления отечественной эпидемиологии [24], но полученные результаты, несомненно, расширяют уровень наших представлений о процессах, протекающих в геобиоценозах чумы. Дальнейшие исследования и эксперименты в этом направлении позволят повысить существующий ныне крайне невысокий уровень достоверности прогнозов (прогнозы чаще всего ошибочны) об активизации очагов чумы и опасности заражения людей.
(Aphaniptera, Pulicidae )// Паразитология, III, 5, 1969, С. 451 - 460.
грызунов // В кн. `` Фауна и экология грызунов `` , В.7, Изд-во МГУ, 1965, С. 5-86.
|
Ваши комментарии
|
[Головная страница] [Конференции] [СО РАН] |
© 2001, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
© 2001, Объединенный институт информатики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт систем информатики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт математики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Новосибирский государственный университет
Дата последней модификации Sunday, 26-Aug-2001 18:46:57 NOVST