Паразиты в экосистемах морского прибрежья

Паразиты в экосистемах морского прибрежья: биоразнообразие, жизненные циклы, таксономия, филогеография, морфология, биология, поведение и динамика популяций.

Руководитель группы:
Кирилл Владимирович Галактионов, д.б.н., профессор (ЗИН РАН, СПбГУ)

Команда в СПбГУ и в Зоологическом институте РАН:
Ирина Подвязная
Иван Левакин
Кирилл Николаев
Анна Гончар
Анна Соловьева
Александра Дюмина
Анна Виноградова
Петр Смирнов
Дарья Постаногова

Постер о нашей работе: данные 2019 года

Полевая работа
Мы ежегодно работаем в экспедициях, наиболее часто – в Белом и Баренцевом морях, включая арктические районы, причем и на побережье, и с борта судна. Наши основные цели в поле – собрать морских беспозвоночных и птиц и найти паразитирующих в них гельминтов (трематоды, цестоды, скребни). В конечном счёте, это нужно для того, чтобы проанализировать биоразнообразие этих паразитов, выяснить особенности их распределения на разных широтах и особенности реализации жизненных циклов в экстремальных условиях обитания.

Экспериментальная работа
Также мы проводим экспериментальные исследования: в лаборатории (в аквариальной полевого стационара) и в поле (непосредственно на участках литорали). С их помощью можно определить влияние на трансмиссию трематод факторов внешней среды (температура, освещенность, кислотность морской воды, гидродинамика и т.п.) и факторов, зависимых от хозяев (их биология, плотность популяций, демографические характеристики). Большое внимание мы уделяем исследованию особенностей переживания трематодами холодного периода – изменения функциональной активности группировок партенит в моллюсках-хозяевах и их тонкой морфологии. Для экспериментов с закислением морской воды мы разработали и смонтировали специальную установку. Всё это направлено на моделирование вариантов ответа паразитов на изменения климата.

Морфологические исследования
Мы используем полный спектр методов для получения максимально точных и полных морфологических описаний изучаемых паразитов: от прижизненного микроскопирования до трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии.

Молекулярно-генетические исследования
Ответы на многие интересующие нас вопросы можно получить только с использованием молекулярно-генетических методов. В базовом варианте мы амплифицируем (ПЦР) маркерные фрагменты ДНК – ядерные и митохондриальные, –секвенировуем их и анализируем последовательности. В сложных случаях мы прибегаем к секвенированию полных митохондриальных геномов.

Сводя воедино все типы данных о паразитах, удается ответить на многие вопросы, например:
- уточнить видовые статусы и описать новые виды на разных стадиях жизненных циклов
- выяснить особенности распределения в наши дни и реконструировать пути распространения и характер видообразования в плейстоцене трематод морских птиц на севере Палеарктики
- определить особенности трансмиссии паразитов в высоких широтах и дать прогноз по их изменению при потеплении Арктики
- определить направления микроэволюционных событий при смене животных-хозяев, проникновении в новые географические районы и периодической изоляции
- проанализировать генетическую структуру популяций в контексте типов жизненных циклов и характера их реализации в условиях морского прибрежья.

Международные коллаборации
Dr. Eric P. Hoberg, School of Veterinary Medicine, University of Wisconsin-Madison; Museum of Southwestern Biology, Department of Biology, University of New Mexico, the USA
Dr. Jan Ove Bustnes, Norwegian Institute for Nature Research - NINA, Tromsø, Norway
Dr. Isabel Blasco-Costa, Natural History Museum of Geneva, Switzerland
Dr. Karl Skirnisson, University of Iceland, Reykjavik, Iceland
Dr. April M. H. Blakeslee, East Carolina University, Greenville, North Carolina, USA
Dr. Mathias Wegner, AWI Alfred Wegener Institute - Helmholtz Centre for Polar and Marine Research, Germany
Dr. David W. Thieltges, NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research, Department of Coastal Systems, the Netherlands
Dr. Anna Faltynkova, Czech Academy of Sciences, Institute of Parasitology, Czech Republic

Гранты
В последние годы наши исследования были поддержаны грантами РНФ, РФФИ, СПбГУ:

• РФФИ № 18-34-01001 «Внутривидовая изменчивость у морских трематод с разными стратегиями трансмиссии в высоких широтах», 2018-2020
• РНФ № 19-74-10029 «Жизненные циклы и пути циркуляции трематод в сообществах сублиторали Белого моря», 2019-2022
• РНФ № 18-14-00170 «Эффект экосистемных трансформаций на трансмиссию паразитов в прибрежье морей Арктики – ретроспектива и перспектива», 2018-2020
• РФФИ № 17-04-02161 «Исследование вклада мобильных элементов генома в клональную изменчивость трематод», 2017-2019
• РФФИ № 16-04-00753 «Что и как регулирует трансмиссию трематод в прибрежье полярных морей? Тестирование экологических факторов в свете климатических осцилляций», 2016-2018
• РНФ № 14-14-00621 «Эволюция паразитов при естественной и антропогенно-обусловленной трансформации экосистем: анализ и прогноз», 2014-2016
• РФФИ № 13-04-00875 «Система компромиссов в жизненном цикле трематод – экспериментально-теоретическое исследование», 2013-2015
• СПбГУ № 1.37.80.2011 «Экологическая роль паразитов в морских и пресноводных биоценозах в условиях меняющегося климата и антропогенной нагрузки», 2011-2013

Основные публикации с 2016 года:

1. Galaktionov K.V. 2017. Patterns and processes influencing helminth parasites of Arctic coastal communities during climate change. Journal of Helminthology, 91, 387–408 (Q2)
2. Galaktionov K.V., Blasco-Costa I. 2018. Microphallus ochotensis sp. nov. (Digenea, Microphallidae) and relative merits of two-host microphallid life cycles. Parasitology Research 117:1051–1068 https://doi.org/10.1007/s00436-018-5782-1 (Q1)
3. Galaktionov K.V., Nikolaev K.E., Aristov D.A., Levakin I.A., Kozminsky E.V. 2019. Parasites on the edge: patterns of trematode transmission in the Arctic intertidal at the Pechora Sea (South Eastern Barents Sea). Polar Biology 42: 1719–1737 https://doi.org/10.1007/s00300-018-2413-3 (Q1)
4. Galaktionov N.K., Podgornaya O.I., Strelkov P.P., Galaktionov K.V. 2016. Genomic diversity of cercarial clones of Himasthla elongata (Trematoda, Echinostomatidae) determined with AFLP technique. Parasitology Research 115(12): 4587-4593. (Q1)
5. Gonchar A. 2020. Genetic diversity in monoxenous and trixenous digeneans sharing one molluscan host species. Parazitologiya 54(6).
6. Gonchar A., Galaktionov K.V. 2016. Substratum preferences in two notocotylid (Digenea, Notocotylidae) cercariae from Hydrobia ventrosa at the White Sea. Journal of Sea Research 113: 115-118. doi: 10.1016/j.seares.2015.07.006 IF 1.725
7. Gonchar A., Galaktionov K.V. 2017. Life cycle and biology of Tristriata anatis (Digenea: Notocotylidae): morphological and molecular approaches. Parasitology Research 116(1): 45-59. doi: 10.1007/s00436-016-5260-6 IF 1.641
8. Gonchar A., Galaktionov K.V. 2020. It's marine: distinguishing a new species of Catatropis (Digenea: Notocotylidae) from its freshwater twin. Parasitology, online before print. 10.1017/S0031182020001808 IF 2.783
9. Gonchar A., Galaktionov K.V. 2020. New data support phylogeographic patterns in a marine parasite Tristriata anatis (Digenea: Notocotylidae). Journal of Helminthology 94, e79 https://doi.org/10.1017/S0022149X19000786 (Q2)
10. Gonchar A., Jouet D., Skírnisson K., Krupenko D., Galaktionov K.V. 2019. Transatlantic discovery of Notocotylus atlanticus (Digenea: Notocotylidae) based on life cycle data. Parasitology Research 118: 1445–1456 https://doi.org/10.1007/s00436-019-06297-8 (Q1)
11. Gonchar A., Jouet D., Skírnisson K., Krupenko D., Galaktionov, K.V. 2019. Transatlantic discovery of Notocotylus atlanticus (Digenea: Notocotylidae) based on life cycle data. Parasitology Research, 118(5): 1445-1456. doi: 7.1007/s00436-019-06297-8 IF 1.641
12. Gonchar, A. and Galaktionov, K.V., 2020. New data support phylogeographic patterns in a marine parasite Tristriata anatis (Digenea: Notocotylidae). Journal of Helminthology, 94: e79. doi: 10.1017/S0022149X19000786 IF 1.540 https://doi.org/10.1007/s00300-019-02553-w
13. Krupenko D., Gonchar A. 2017 Ventral concavity and musculature arrangement in notocotylid maritae (Digenea: Notocotylidae). Parasitology International, 66(5): 660-665. doi: 10.1016/j.parint.2017.06.008 IF 1.866
14. Krupenko D., Gonchar A. 2017. Musculature arrangement and locomotion in notocotylid cercariae (Digenea: Notocotylidae) from mud snail Ecrobia ventrosa (Montagu, 1803).Parasitology International, 66(3): 262-271. doi: 10.1016/j.parint.2017.02.002IF 1.866
15. Nikolaev K.E., Levakin I.A., Galaktionov K.V. 2020. Seasonal dynamics of trematode infection in the first and the second intermediate hosts: a long-term study at the subarctic marine intertidal. Journal of Sea Research 164, 101931 https://doi.org/10.1016/j.seares.2020.101931 (Q2)
16. Nikolaev K.E., Prokofiev V.V., Levakin I.A., Galaktionov K.V. 2017. How the position of mussels at the intertidal lagoon affects their infection with the larvae of parasitic flatworms (Trematoda: Digenea): A combined laboratory and field experimental study. Journal of Sea Research, 128: 32–40 (Q2)
17. Podvyaznaya I.M., Galaktionov K.V. 2018. Reproduction of trematodes in the molluscan host: an ultrastructural study of the germinal mass and brood cavity in daughter rediae of Tristriata anatis Belopolskaia, 1953 (Digenea: Notocotylidae). Parasitology Research 117 (8): 2643–2652. https://doi.org/10.1007/s00436-018-5956-x (Q1)
18. Podvyaznaya I.M., Petrov A.A., Galaktionov K.V. 2020. The fine structure of the germinal mass, brood cavity and birthcanal of the rediae of the monoxenous hemiuroid digenean Bunocotyle progenetica Chabaud & Buttner, 1959. Journal of Helminthology 94, e85, 1–10. https://doi.org/10.1017/S0022149X19000816 (Q2)
19. Prokofiev V.V., Galaktionov K.V., Levakin I.A. 2016. Patterns of parasite transmission in polar seas: daily rhythms of cercarial emergence from intertidal snails. Journal of Sea Research, 113: 85–98. (Q2)
20. Rybkina E.V., Demchuk A.S., Lajus D.L., Ivanova T.S., Galaktionov K.V. 2016. Dynamics of parasite community during early ontogenesis of marine three–spined stickleback, Gasterosteus aculeatus. Evolutionary Ecology Research. V. 17. P. 1–20. (Q1)
21. Smirnov P.A., Dobrovolski A.A. 2019. What is hidden under an eggshell? Ultrastructural evidence on morphology of "passive" Prosorhynchus squamatus miracidium (Digenea: Bucephalidae). Invertebrate Zoology 16(4): 361-376.
22. Sukhotin A. Denisenko S., Galaktionov K. 2019. Pechora Sea ecosystems: current state and future challenges. Polar Biology 42: 1631-1645 (Q1)

наверх