Муха цеце — почему встреча с этим насекомым может закончится плачевно

Муха цеце – это опасное для человека насекомое. Из-за ее укусов в странах Африки ежегодно погибает около 50 тысяч человек! Из-за нее люди опасаются осваивать сельскохозяйственные участки, находящиеся рядом с ее местом обитания. Усложняет ситуацию и то, что муха цеце имеет достаточно длительный срок жизни. Площадь обитания этого опасного насекомого превышает 10 миллионов квадратных метров Африки! Рядом с ней живут люди, которые ежедневно рискуют, т. к. в любой момент могут заболеть смертельно опасной болезнью.

Происхождение вида и описание

Фото: Муха цеце

Слово цеце означает «муха» на языке тсвана и языке банту в южной части Африки. Считается, что это очень старый вид насекомого, поскольку ископаемые мухи цеце были обнаружены в окаменелых слоях в Колорадо, заложенные около 34 миллионов лет назад. Некоторые виды были описаны и в Аравии.

Живущие ныне мухи цеце почти исключительно находятся на африканском континенте к югу от Сахары. Было идентифицировано 23 вида и 8 подвидов насекомого, однако только 6 из них признаны переносчиками сонной болезни и обвинены в передаче двух патогенных человеческих паразитов.

Видео: Муха цеце

Цеце отсутствовала в большей части южной и восточной Африки до колониальных времен. Но после пандемии от чумы, поразившей практически все поголовье крупного рогатого скота в этих частях Африки, и в результате голода была уничтожена большая часть человеческого населения.

Тернистый кустарник, идеальный ландшафт для мухи цеце. Он вырос там, где были пастбища для домашних животных, и был заселен дикими млекопитающими. Цеце и сонная болезнь вскоре колонизировали весь регион, фактически исключая восстановление сельского хозяйства и животноводства.

Интересный факт! Поскольку сельское хозяйство не может эффективно функционировать без выгоды от домашнего скота, муха цеце стала самой коренной причиной бедности в Африке.

Возможно без мухи цеце нынешняя Африка имела совершенно другой вид. Некоторыми защитниками природных ресурсов сонная болезнь была названа «лучшим охранником дикой природы в Африке». Они полагали, что пустая от людей земля, полная диких животных, всегда была такой. Джулиан Хаксли назвал равнины восточной Африки «выживающим сектором богатого природного мира, каким он был до появления современного человека».

Борьба с паразитом

В течение многих лет борьба с мухой цеце состояла в вырубке тропических кустарников и отстреле диких животных.

Единственным известным средством против болезни трипаносомоз указывается препарат элофритин, но это редкий и дорогой препарат.

Люди из африканских племен умеют ловить мух руками и стараются раздавить их пальцами, чтобы наверняка убить и обезопасится от дальнейших укусов мух цеце, но таким образом люди могут истребить лишь ничтожную часть цеце.

Борьба с видом ведется с помощью радиоактивного облучения.

Внешний вид и особенности

Фото: Насекомое муха цеце

Все виды мухи цеце можно отличить по общим признакам. Как и другие насекомые, они имеют взрослое тело, состоящее из трех четко различимых частей: голова + грудная клетка + живот. Голова имеет большие глаза, отчетливо разделенные с каждой стороны, и явно видный, направленный вперед хоботок, прикрепленный снизу.

Грудная клетка большая, состоит из трех слитых сегментов. К грудной клетке прикреплены три пары ног, а также два крыла. Живот короткий, но широкий и резко изменяется в объеме во время кормления. Общая длина 8—14 мм. Внутренняя анатомия довольно типична для насекомых.

Установлено четыре значимых признака, отличающих взрослую муху цеце от других видов мух:

• Хоботок. Насекомое имеет отчетливый хобот, с длинной и тонкой структурой, прикрепленный к нижней части головы и направленный вперед;
• Сложенные крылья. В состоянии покоя муха полностью складывает крылья друг над другом как ножницы;
• Контур топора на крыльях. Средняя ячейка крыла имеет характерную форму топора, напоминающую колотушку для мяса или топор;
• Ветвистые волоски — «антеннки». На ости есть волоски, разветвляющиеся в конце.

Наиболее характерное отличие от европейских мух — плотно сложенные крылья и острый хоботок, выступающий на голове. Мухи цеце выглядят довольно тускло: их цвет варьируется от желтоватого до темно-коричневого, и у них серая грудная клетка, которая часто имеет темные отметины.

Комнатная (домашняя) муха

Муха, относящаяся к данному виду, уже практически не обитает в условиях дикой природы. Поэтому она является самым назойливым и нахальным гостем в наших домах в летне-осенний период. В это время наша жизнь осложнена постоянной борьбой с этими мелкими, но очень быстрыми и изворотливыми насекомыми. Наибольшая активность комнатных мух проявляется в дневное время суток. Родиной этого насекомого является степь Центральной Азии. Но на данный момент ее распространение наблюдается повсеместно вблизи жилища человека – как в сельской местности, так и в городах. Муха этого вида не является кусающим и кровососущим насекомым, но тем не менее она причиняет значительный вред человеку. Ее конечности имеют щупальца, на которых собираются различные вредные бактерии и грязь, приводящие к инфекционным заболеваниям. Тельце комнатной мухи имеет серый цвет с бурыми оттенками. Оно состоит из брюшка, головы и груди. Грудь соединена с крыльями и тремя парами ног. На голове расположены очень большие глаза, занимающие почти всю голову, ротовая полость и короткие усики. Верхняя часть грудки с четырьмя темными полосками, брюхо с черными пятнами в виде четырехугольников. Нижняя половина головы – желтая. Общая длина тела мухи обычно не превышает 8 мм. Самцы по размеру бывают меньше самок. У самки лобовая часть головы шире, а расстояние между глазами больше, чем у самца. Полет мухи осуществляется только с помощью двух передних плёнчатых прозрачных крыльев, а задние (жужжальца) необходимы лишь для поддержания равновесия. По внешним признакам на домашнюю муху похожи многие виды мух, но ее отличительной чертой является жилка, которая образует излом перед краем крыла. Конечности у комнатной мухи тонкие и длинные с присосками для удобного перемещения по различным поверхностям. Эти присоски позволяют ей свободно передвигаться даже по вертикальной стеклянной плоскости и по потолку. Скорость полета мухи очень высока, и он может продолжаться в течение нескольких часов.

0

0

Где обитает муха цеце?

Фото: Муха цеце в Африке

Glossina распространена на большей части Африки к югу от Сахары (около 107 км2). Ее любимые места — это участки с густой растительностью, расположенные по берегам рек, озера в засушливой местности, а также густой, влажный, тропический лес.

Нынешняя Африка, которую можно увидеть в документальных фильмах о дикой природе, была сформирована в 19-м веке в результате комбинации чумы и мухи цеце. В 1887 году вирус чумы крупного скота был неосторожно ввезен итальянцами.

Он быстро распространился, достигнув:

• Эфиопии к 1888 г.;
• Атлантического побережья к 1892 г.;
• Южной Африки к 1897 г.

Чума из Центральной Азии, убила более 90% скота скотоводческих народов, таких как масаи в Восточной Африке. Скотоводы остались без животных и источников дохода, а фермеры были лишены животных для вспашки и орошения. Пандемия совпала с периодом засухи, спровоцировавшей массовый голод. Население Африки погибло от оспы, холеры, тифа и болезней, привезенных из Европы. Подсчитано, что две трети масаев умерли в 1891 году.

Земля была освобождена от скота и народа. Сокращение пастбищ привело к разрастанию кустарников. Через несколько лет коротко подстриженную траву заменили лесные луга и колючий кустарник, идеальная среда для мух цеце. Популяции диких млекопитающих быстро увеличивались, а вместе с ними увеличилась численность мухи цеце. Горные районы восточной Африки, где раньше не было опасной вредительницы, были заселены ею, что сопровождалось сонной болезнью, до тех пор неизвестной в этом районе. Миллионы людей умерли от сонной болезни в начале 20 века.

Важно! Продолжающееся присутствие и продвижение мухи цеце в новые сельскохозяйственные области препятствует созданию устойчивой и прибыльной системы животноводства почти в 2/3 стран Африки.

Подходящий растительный покров важен для развития мухи, поскольку он обеспечивает места размножения, укрытие в неблагоприятных климатических условиях и места для ее отдыха.

Интересные факты о мухах

Несмотря на очевидный вред и потенциальную опасность, мухи считаются довольно интересными насекомыми:

• с древних времен некоторые целители применяли личинки мух для лечения запущенных ран, используя их способность выедать омертвевшую ткань;
• мухи пользовались особой благосклонностью древних египтян: насекомое считалось символом дерзости и отваги;
• прожорливые личинки мух-журчалок за время развития поедают свыше 2 тысяч тлей.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

Чем питается муха цеце?

Фото: Муха цеце животное

Встречается насекомое в лесистых местностях, хотя может вылетать на небольшое расстояние в открытые луга, когда их привлекает теплокровное животное. Оба пола сосут кровь почти ежедневно, но ежедневная активность варьируется в зависимости от вида и факторов окружающей среды (например, температуры).

Некоторые виды, особенно активны по утрам, тогда как другие более активны в полдень. В целом активность мухи цеце снижается вскоре после захода солнца. В лесной среде мухи цеце являются причиной большинства нападений на людей. Самки обычно питаются более крупными животными. Тонким хоботком они пронзают кожу, впрыскивают слюну и насыщаются.

На заметку! Насекомо

Членистоногие

Двукрылые

Glossinidae

Цеце

е таится в кустарниках и начинает преследовать движущуюся мишень, реагируя на поднимающую пыль. Это может быть крупное животное, или автомобиль. Поэтому в районах, где муха цеце распространена повсеместно, не рекомендуется ездить в кузовах авто или с открытыми окнами.

Кусает, главным образом, парнокопытных животных (антилопы, буйволы). Также крокодилов, птиц, варанов, зайцев и человека. Живот у нее достаточно велик, чтобы выдержать увеличение размера во время поглощения крови, поскольку она принимает кровяную жидкость, равную себе по весу.

Мухи цеце систематизированы таксономически и экологически по трем группам:

• Fusca или лесная группа (подрод Austenina);
• Morsitans, или саванна, группа (род Glossina);
• Palpalis, или речная группа (подрод Nemorhina).

Важные с медицинской точки зрения виды и подвиды относятся к речной и группе савана. Два наиболее значительные переносчика сонной болезни — это Glossina palpalis, который встречается главным образом в густой прибрежной растительности, и G. morsitans, питающийся в более открытых лесных массивах.

G. palpalis — основной носитель паразита Trypanosoma gambiense, который вызывает сонную болезнь по всей Западной и Центральной Африке. G. morsitans — основной носителем T. brucei rhodesiense, который вызывает сонную болезнь в высокогорных районах восточной Африки. G. morsitans также несет трипаносомы, которые вызывают заражение.

Как диагностировать и лечить сонную болезнь

Мухи цеце передвигаются практически бесшумно, потому укус насекомого почти невозможно предотвратить, а можно и вовсе заметить его лишь при появлении шанкра. В любом случае при малейшем подозрении об укусе следует немедленно обратиться к врачу-инфекционисту. Никакие народные средства при данной болезни не помогут. Чем раньше обратитесь к специалисту, тем больше шансов на полное выздоровление. Без лечения эта болезнь неизбежно приводит к смерти.

Для диагностирования сонной болезни делают анализ крови и люмбальную пункцию (анализ жидкости в лимфатических узлах). Лечение в каждом случае индивидуальное, в зависимости от формы болезни, сроков, прошедших с момента заражения, и состояния пациента. Используются очень токсичные препараты: Пентамидин, Сурамин, органические соединения мышьяка; на поздних стадиях: Эфлорнитин и Нифуртимокс. При лечении этими препаратами следует ожидать достаточно тяжёлых побочных эффектов, которые помогут нейтрализовать в клинике.

Если трипаносомоз, передаваемый посредством укусов кровососущих мух, был выявлен у одного или нескольких жителей населенного пункта, проводится массовая химическая обработка населения при помощи препарата Пентамидин

Прежде чем отправиться в путешествие по Африке, нужно обязательно ввести внутримышечно Пентамидин. На континенте лучше избегать самых любимых мухами цеце мест, носить светлую одежду, закрывающую всю поверхность тела, использовать репелленты от насекомых.

Муха цеце — маленькое насекомое, несущее большую опасность. Пока учёные Африки разрабатывают средства для борьбы с этой бедой, туристам, предпочитающим экзотику, следует быть очень аккуратными, соблюдать все профилактические меры и при первых подозрениях на сонную болезнь немедленно обращаться к врачу.

Особенности характера и образа жизни

Фото: Африканская муха цеце

Муху цеце метко назвали «тихой убийцей», т.к. летает она стремительно, но бесшумно. Она служит резервуаром для многочисленных микроорганизмов. Взрослые самцы вида могут жить от двух до трех недель, а самки — от одного до четырех месяцев.

Любопытный факт! Большинство мух цеце очень жесткие. Они легко убиваются мухобойкой, но для того, чтобы раздавить их, нужно приложить немало усилий.

От Сахары до Калахари муха цеце преследует африканских фермеров на протяжении веков. Еще в давние времена это крошечное насекомое не позволяло фермерам использовать домашних животных для обработки земли, ограничивая производство, урожайность и доход. Экономическое воздействие мухи цеце на Африку оценивается в 4,5 миллиарда долларов.

В передаче трипаносомоза участвуют четыре взаимодействующих организма: носитель, насекомое переносчик, патогенный паразит и резервуар. Глоссины являются эффективными переносчиками и несут ответственность за связывание этих организмов, и любое уменьшение их численности должно привести к значительному снижению передачи и, следовательно, способствовать устранению HAT и устойчивости усилий по контролю.

При укусе мухи цеце переносимые паразиты (трипаносомы) вызывают сонную болезнь у людей и нагану (африканский трипаносомоз животных) у животных — в основном коров, лошадей, ослов и свиней. Паразиты вызывают спутанность сознания, нарушения чувствительности и плохую координацию у людей, а также жар, слабость и анемию у животных. Оба могут быть смертельными, если их не лечить.

Первое континентальное исследование распространения мухи цеце было проведено в 1970-х годах. Совсем недавно для ФАО были подготовлены карты, показывающие прогнозируемые области пригодные для мухи цеце.

Полезные

Даже обычных мух можно считать полезными, так как они являются санитарами – уничтожают мусор, просроченные продукты и другие остатки.

Чуть реже встречаются мухи-опылители, вроде пчеловидки. Но при попадании в организм, может вызывать различные инфекции.

Социальная структура и размножение

Фото: Муха цеце Мадагаскар

Цеце — производит за всю жизнь 8-10 выводков. Самка цеце спаривается только один раз. Через 7 — 9 суток она производит одну оплодотворенную яйцеклетку, которую сохраняет в своей матке. Личинка развивается и растет, используя материнские питательные вещества, прежде чем попадет в окружающую среду.

Самке требуется до трех приемов крови для внутриутробного развития личинки. Любая неудача при получении кровавой пищи может привести к аборту. Приблизительно через девять дней самка производит личинку, которая тут же закапывается в землю, где и окукливается. У вылупившейся личинки развивается жесткий наружный слой — пупарий. А самка продолжает производить одну личинку примерно с девятидневным интервалом в течение всей своей жизни.

Стадия куколки длится около 3 недель. Внешне линочная шкурка (экзувий) куколки — выглядит как маленькая, с твердой оболочкой, продолговатая с двумя характерными маленькими темными лепестками в хвостовом (дышащем) конце живая субстанция. Длина куколки менее 1,0 см. В оболочке куколки муха завершает последние две стадии. Взрослая муха появляется из куколки в земле примерно через 30 дней.

В течение 12-14 дней новорожденная муха созревает, затем спаривается и, если это самка, откладывает свою первую личинку. Таким образом, между появлением одной самки и последующим появлением первого ее потомства проходит 50 дней.

Важно! Этот жизненный цикл с низкой репродуктивной способностью и значительными родительскими усилиями является относительно необычным примером для такого насекомого.

Взрослые особи — это относительно крупные мухи длиной 0,5-1,5 см, которые имеют узнаваемую форму, что делает их легко отличимыми от других мух.

Зеленая (падальная) муха

Несмотря на свое неравнодушие к разного рода падали и нечистотам, эта муха является очень красивым насекомым с глянцевым изумрудным тельцем и полупрозрачными дымчатыми крыльями со слабовыраженным ажурным рисунком. Длина ее тела – около 8 мм. Глаза мухи большие красноватые, брюшко округлое, щеки белые. Обитают зеленые мухи преимущественно в грязных местах: на разлагающихся трупах животных, в навозе, отходах, – но иногда их можно встретить среди цветущих растений с сильным ароматом. Питаются органическими гниющими веществами, где и откладывают свои яйца. Чтобы после спаривания не быть съеденным, муха самец предварительно подносит самке какую-нибудь еду.

0

0

0

Источник:

Естественные враги мухи цеце

Фото: Муха цеце

У цеце нет врагов в естественной среде обитания. Некоторые мелкие птицы могут ловить их для еды, но не системно. Главный враг мухи — человек, который яростно стремиться ее уничтожить по вполне понятным причинам. Насекомое участвует в естественной цепочке по передаче африканских патогенных трипаносом, которые являются возбудителем сонной болезни у людей и домашних животных.

При рождении муха цеце не заражена вирусом. Инфицирование вредными паразитами происходит после того, как особь напьется крови у зараженного дикого животного. Вот уже более 80 лет разрабатываются и применяются различные методы борьбы с самым опасным насекомым на Земле. Многие из достижений в методах приманки возникли благодаря лучшему пониманию поведения мухи.

Важность визуальных факторов в привлечении мухи цеце к ярким объектам давно оценена. Однако потребовалось гораздо больше времени, чтобы понять истинную важность обоняния в методах привлечения. Искусственные приманки для борьбы с цеце работают, имитируя некоторые естественные особенности организма, а крупный рогатый скот используется в качестве «идеальной» модели для тестирования.

На заметку! В регионах, где приманки используются для защиты местного населения или их животных от нападения мухи цеце, ловушки для эффективности должны размещаться вокруг деревень и плантаций.

Самый эффективный способ избавления от цеце — стерилизация самцов. Она заключается в направленном радиоактивном излучении. После стерилизации, самцов утративших детородные функции, выпускают в места, где сосредоточена наибольшая популяция здоровых самок. После спаривания, дальнейшее размножение невозможно.

Этот медод наиболее эффективен в изолированных водой местностях. В других регионах он также приносит свои плоды, но только временно сокращает репродуктивность насекомых.

Образ жизни

Выбор мест обитания и пищевых объектов зависит от принадлежности к одной из трех групп.

• Palpalis – предпочитают лесные заросли и кустарник, растущие недалеко от воды. Кусают рептилий, нападают на человека.
• Fusca – вид прячется в глубине тропического леса, выбирает участки с высокой влажностью и умеренной температурой. На людях не питается.
• Morsitans – обитают в саваннах на Юге Африки, питаются дикими копытными и домашним крупным рогатым скотом. Опасны для человека.

В отличие от многих насекомых цеце проводит большую часть жизненного цикла в состоянии имаго. Взрослые особи живут 6-7 месяцев. В сухой сезон они собираются у остатков водоемов, прячутся под листьями, ищут места, где осталась сырость. В такое время они почти не летают. В этом нет необходимости, ведь пища сама приходит на водопой. Пьют кровь самки и самцы, питаются часто. Чем опасен укус мухи цеце для животного? Она является переносчиком одного из видов трипаносом, вызывающих болезнь нагана. Зараженные животные слабеют и погибают. Недуг поражает хищников, парнокопытных, лошадей. Среди множества видов в безопасности оказались зебры. Их спасает черно-белая окраска, которую не воспринимают цеце.

Интересный факт. Цеце привлекает высокая температура и темный цвет. Большей опасности подвергаются животные с темной шкурой и чернокожие люди. Они избегают белого цвета и двигающихся предметов. Известны случаи, когда двукрылые кровососы нападали на горячий двигатель автомобиля.

Ареал

Цеце водится в зоне тропической Африки. Все 23 вида африканских мух, объединяемых под общим названием цеце, разделены на три группы:

• Morsitans (саванная) наиболее «засухоустойчивая», обитает в районе саванн и препятствует выпасу скота;
• Fusca (лесная), место обитания – джунгли Центральной Африки;
• Palpalis (речная), водится вблизи рек и водоемов.

На заметку!

Этот род двукрылых – обитатели очень теплых регионов. Снижения температуры до минусовой они не выдерживают. Благодаря этому в России мухи цеце не водятся. Но при дальнейшем потеплении климата все может измениться.

Лономия (Lonomia)

Смертельно ядовитую гусеницу Лономию можно встретить во влажных лесах Южной Америки. Местные жители прозвали ее «ленивым клоуном» за медлительность и обманчиво безобидную внешность.

Лономия любит тень и влагу, поэтому селится на ветвях деревьев, где обнаружить ее довольно трудно. Помимо леса она облюбовала себе и другие места для жизни – фруктовые сады фермеров. Внешне она похожа на пушистую еловую ветку, но прикасаться к ней не стоит.

Яд поступает к шипам по протокам желез и моментально попадает в кровь человека через проколы при неосторожном прикосновении к гусенице. В яде лономии содержится опаснейший токсин-антикоагулянт, который провоцирует множественные внутренние кровотечения, поражая почки, легкие, желудочно-кишечный тракт, и нередко приводит к печальному исходу.

Огненный муравей (Solenopsis invicta)

Чрезвычайно агрессивное насекомое, распространившееся из Южной Америки и Северной, на Карибские острова, в Китай, Малайзию, Тайвань, Австралию. Свое имя муравей получил не только за рыжий окрас, но и за крайне болезненные укусы, вызывающие ощущение ожога.

Селятся огненные муравьи колониями, питаются не только листочками, но и смело нападают на небольших животных. Добравшись до жилых построек, уничтожают запасы продуктов дочиста.

Огненный муравей, несмотря на крошечный размер, очень опасен для человека. Он наносит множественные укусы, запуская в кровь яд с нейротоксином, который может привести к анафилактическому шоку и смерти.

Рейтинг:

[всего голосов: 5, средний: 4.6]

Рекомендуем почитать

Солнечная миссия NASA Solar Probe Plus вышла на но… Грандиозный проект НАСА, предполагающий изучение Солнца с минимально короткого расстояния, именуемый Solar Probe Plus, перешел на новую ступень св…

Количество жертв от землетрясения в Эквадоре продо… Землетрясение, произошедшее накануне в Эквадоре, унесло жизни уже 550 людей. При этом общее количество пострадавших превышает отметку в 2500 челов…

Шмели могут обмениваться опытом… В журнале PloS One зоологи Лондонского университета опубликовали результаты своего исследования, в котором они изучали возможность обучения и взаи…

Восстановлен облик динозавра – Минденского монстра… Немецкими палеонтологами закончено описание крупного хищного динозавра, именуемого Минденским монстром. Фрагменты его скелета были найдены близ го…

Прочтен геном самой кровожадной мухи на свете

Муха цеце Glossina morsitans

. Фото G. M. Attardo для Tsetse Genome Biology Collection

Международный исследовательский коллектив завершил работу по секвенированию генома мухи цеце Glossina morsitans

, переносчика трипаносомозов — опасных заболеваний человека и домашних животных. Муха цеце — один из важных факторов, затрудняющих экономическое и социальное развитие стран тропической Африки. Геномные данные прояснили молекулярно-генетические основы многих уникальных особенностей мухи цеце, таких как строгая кровяная диета, живорождение, млекопитание и симбиоз с тремя видами бактерий. Эти сведения помогут в поиске «уязвимых мест» мухи цеце, что необходимо для разработки эффективных средств борьбы с ней.

Муха цеце известна как переносчик паразитических простейших — трипаносом (см. Trypanosoma), возбудителей африканского трипаносомоза, или сонной болезни. Вакцину от этого смертельного заболевания так и не удалось создать, а имеющиеся лекарства дают сильные побочные эффекты. Хотя в последние годы заболеваемость людей сонной болезнью удалось снизить, трипаносомозы животных, также разносимые мухой цеце, по-прежнему представляют серьезную проблему для стран тропической Африки, делая животноводство во многих районах невыгодным или вообще невозможным (см. Animal trypanosomiasis).

Прочтение генома мухи цеце вселяет надежду на разработку эффективных методов борьбы с этим вредоносным насекомым. Международная группа ученых (см. International Glossina Genome Initiative) сообщила о прочтении и первых результатах анализа генома Glossina morsitans

в серии из 11 статей в журналах
PLoS
(
Public Library of Science
) и в обобщающей статье в
Science
.

Область распространения мухи цеце. Рисунок из синопсиса E. Pennisi, 2019. Genome Yields Clues to Tsetse Fly’s Strange and Deadly Ways

Муха цеце имеет ряд уникальных особенностей, за которые можно «зацепиться» при разработке мер борьбы с ней, особенно если анализ генома позволит разобраться в молекулярно-генетических основах этих необычных признаков.

В отличие от других кровососущих насекомых, не только самки, но и самцы Glossina

питаются исключительно кровью млекопитающих. Если обычные мухи откладывают десятки и сотни яиц, то самки
Glossina
рожают одну крупную личинку, готовую к окукливанию. За свою долгую (по мушиным меркам) жизнь самка может успеть родить до 8–10 личинок; каждая беременность длится около 10 дней. Развиваясь в материнском организме, личинка питается молоком, которое вырабатывается в специальных молочных железах. Они развились в ходе эволюции из придаточных желез, которые есть и у самок обычных насекомых, но служат для более прозаических целей, таких как производство компонентов яйцевых оболочек.

Размер генома мухи цеце — 366 млн пар оснований, примерно вдвое больше, чем у дрозофилы. При этом порядок расположения генов в хромосомах у обеих мух имеет много общего. Различие в размерах генома обусловлено более длинными «бессмысленными» фрагментами (интронами и межгенными промежутками) у цеце по сравнению с дрозофилой. Мобильные элементы составляют 14% генома у цеце и только 3,8% у дрозофилы. Всё это, скорее всего, объясняется низкой плодовитостью и меньшей эффективной численностью популяции мухи цеце, что, в свою очередь, приводит к ослаблению очищающего отбора, удаляющего из генома «лишние» участки (см. статью M. Lynch, J. S. Conery, 2003. The Origins of Genome Complexity).

Как и подобает профессиональному кровососу, муха цеце располагает обширным репертуаром специализированных генов, которые работают в слюнных железах и кодируют белки, делающие кровососание более эффективным. Эти белки, в частности, не дают крови сворачиваться и подавляют иммунную реакцию жертвы. Набор таких белков у цеце значительно больше, чем у других кровососущих насекомых. Как выяснилось, у мух, зараженных трипаносомами, активность многих из этих генов в слюнных железах подавлена, тогда как экспрессия генов, связанных с реакцией на стресс и починкой поврежденных клеток, наоборот, повышена. По-видимому, трипаносомы повреждают слюнные железы и нарушают работу генов зараженной мухи, чтобы продлить кровососание и тем самым повысить вероятность собственного попадания в кровь млекопитающего.

У цеце обнаружился более обширный, чем у других насекомых, репертуар белков-аквапоринов, служащих для быстрой перекачки воды через клеточные мембраны. Аквапорины необходимы кровососущей мухе, во-первых, для откачки лишней воды из выпитой крови, во-вторых — для разбавления секрета молочных желез при производстве молока. Отключение генов аквапоринов приводит к более долгой беременности, то есть к задержке развития личинки, что отрицательно сказывается на плодовитости самок.

В геноме мухи цеце присутствует большой набор генов молочных белков, которые по своим свойствам и функциям очень похожи на молочные белки млекопитающих. Среди них есть, в частности, эмульгаторы жиров, источники аминокислот и переносчики фосфатной группы. Многие гены молочных белков сформировались у предков цеце путем дупликаций.

Авторы детально изучили регуляцию экспрессии генов молочных белков. Оказалось, что эти белки синтезируются исключительно в молочных железах, причем уровень производства тесно связан с фазой беременности: чем крупнее личинка, тем больше молочных белков производит самка. Нарушение синтеза молочных белков ведет либо к задержке развития личинки, либо к выкидышу, причем преждевременно рожденная личинка погибает. Авторам удалось идентифицировать регуляторный участок (энхансер) гена основного молочного белка (milk gland protein 1, mgp1

), благодаря которому экспрессия гена осуществляется только в молочных железах, подстраиваясь под фазу репродуктивного цикла. Чтобы изучить свойства обнаруженного энхансера, исследователи соединяли его с геном
LacZ
(см. Репортёрный ген) и с геном зеленого флуоресцирующего белка, а полученные конструкции вставляли в геном дрозофилы. Эксперименты показали, что регуляторная последовательность мухи цеце обеспечивает экспрессию подконтрольного гена у дрозофилы только в придаточных железах (от которых произошли молочные железы цеце) и только у активно размножающихся самок. Таким образом, регуляторная система, контролирующая синтез молочных белков, оказалась эволюционно консервативной: мухи цеце не «изобрели» ее, а унаследовали от яйцекладущих предков. Авторам удалось также идентифицировать ген, кодирующий регуляторный белок (транскрипционный фактор), который взаимодействует с обнаруженным энхансером. Им оказался гомеобоксный ген
Ladybird late
(
lbl
). Искусственное снижение экспрессии
lbl
приводит к уменьшению производства молочных белков, что отрицательно сказывается на плодовитости самок цеце. Таким образом,
lbl
— удобная «мишень» для разработки новых средств контроля численности
Glossina
.

Во время лактации на гены 12 важнейших молочных белков приходится половина всей транскрипционной активности в организме самки. Массированный синтез белка в период лактации создает угрозу окислительного стресса, с которым беременная муха справляется, увеличивая производство специальных антиоксидантных ферментов (см. antioxidant enzymes). Отключение генов этих ферментов приводит к тому, что с каждой беременностью плодовитость самки быстро снижается, тогда как в норме она не проявляет признаков репродуктивного старения вплоть до рождения 8–10 потомков. Таким образом, гены антиоксидантных ферментов — еще одно специфическое «уязвимое место» мухи цеце.

Репертуар генов, ответственных за метаболизм углеводов, у цеце оказался резко сокращен по сравнению с другими мухами, что напрямую связано с ее кровяной диетой. Содержание сахаров и гликогена в тканях Glossina

крайне низкое. Более того, среди вкусовых рецепторов мухи цеце даже не нашлось рецепторов сладкого вкуса (которые, конечно, есть у всех нормальных насекомых, не брезгующих углеводной пищей). В наборе белков, связанных с обменом веществ, у мухи цеце обнаружен ряд общих черт с другими кровососами.

Как и множество других насекомых со специализированной диетой, цеце восполняет нехватку необходимых питательных веществ и витаминов благодаря сотрудничеству с симбиотическими бактериями, передающимися по наследству от матери к детям. Важнейший симбионт цеце — бактерия Wigglesworthia

, населяющая клетки специального органа — бактериома и протоки молочных желез. Без этого симбионта большинство беременностей заканчивается выкидышем, то есть плодовитость самок резко снижается. Геном
Wigglesworthia
содержит гены, необходимые для синтеза витаминов группы B, тогда как у
Glossina
есть только гены, необходимые для их транспортировки. Очевидно, симбионт обеспечивает хозяина витаминами.

Еще один симбионт мухи цеце, наследуемый по материнской линии — бактерия Wolbachia,

живущая в основном в половых железах. Она вызывает у мух так называемую цитоплазматическую несовместимость (см. Cytoplasmic incompatibility), то есть гибель потомства от скрещивания зараженного самца с незараженной самкой. Таким способом бактерия снижает плодовитость незараженных самок, что косвенно дает репродуктивное преимущество зараженным самкам, которые передают вольбахию своему потомству. Это — адаптация бактерии, способствующая ее ускоренному распространению в популяции хозяев.

Авторы обнаружили в геноме цеце три встроенных фрагмента генома вольбахии (о других случаях переноса генов вольбахии в геном хозяина см.: Животные обмениваются генами с паразитическими бактериями, «Элементы», 05.09.2007). Бактериальные вставки не транскрибируются, но могут играть какую-то роль в генной регуляции: этот вопрос требует отдельного изучения. Кроме того, в геноме мухи цеце нашлись встроенные вирусные гены, характерные для браковирусов наездников-браконид (о наездниках и их вирусах см.: Наездники подавляют иммунную защиту своих жертв при помощи прирученных вирусов, «Элементы», 19.02.2009). Скорее всего, это значит, что на мухах цеце паразитируют (или раньше паразитировали) какие-то неизвестные наездники. Этот факт открывает еще одно возможное направление для разработки «биологического оружия» против переносчика сонной болезни.

Третий симбионт мухи цеце, бактерия Sodalis

, встречается во всех тканях мухи, а также в пищеварительном тракте. Эти симбионты интересны тем, что они, по-видимому, влияют на вероятность заражения мухи трипаносомами. Бактерии
Sodalis
вырабатывают фермент хитиназу, который нарушает целостность перитрофической мембраны, что способствует проникновению трипаносом из выпитой крови в ткани насекомого. Авторы отмечают, что одним из способов борьбы с трипаносомозами может быть генетическая модификация бактерий
Sodalis
. Например, если лишить симбионтов способности производить хитиназу, зараженность мух трипаносомами должна снизиться. Более того, в геном
Sodalis
можно вставлять гены защитных белков (например, антител), которые будут избирательно атаковать трипаносом в кишечнике мухи (см.: L. De Vooght et al., 2012. Expression and extracellular release of a functional anti-trypanosome Nanobody in
Sodalis glossinidius
, a bacterial symbiont of the tsetse fly).

Бактериальные симбионты мухи цеце. Wolbachia

(
красные кружки
) локализуется в яичниках (
Ovaries
).
Wigglesworthia
(
зеленые палочки
) обитает внутри клеток специального органа — бактериома (
bacteriome
) и в протоках молочной железы (
milk gland
).
Sodalis
(
синие палочки
) встречается во всех тканях и в пищеварительном тракте (
Digestive tract
).
Intrauterine larva
— личинка, развивающаяся в матке; у нее есть свой бактериом (
Larval bacteriome
) с симбионтами
Wigglesworthia,
унаследованными от матери
.
Рисунок из обобщающей статьи в
Science
Репертуар генов иммунной защиты у мухи цеце оказался сильно обедненным по сравнению с дрозофилой. Это может объясняться, во-первых, меньшим количеством патогенных микробов в крови млекопитающих по сравнению с пищей дрозофилы (гниющими плодами), во-вторых, необходимостью сохранить в целости жизненно важного симбионта Wigglesworthia.

Для других насекомых с облигатными бактериальными симбионтами (например, тлей) тоже характерен бедный репертуар антибактериальных белков.

Авторы составили подробный перечень рецепторных белков мухи цеце. Точные данные о том, какие запахи, вкусы и цвета воспринимает муха, должны помочь в разработке всевозможных приманок и ловушек. Оказалось, что у цеце меньше обонятельных рецепторов, чем у других насекомых с прочтенными геномами (дрозофил, комаров, пчел). Это логично, учитывая строгие пищевые предпочтения мухи цеце и узкий круг хозяев, чьей кровью она может питаться. Правда, один обонятельный рецептор дрозофилы, работа которого связана с выбором самкой полового партнера, оказался представлен у Glossina

целыми шестью паралогами. Значит ли это, что самки цеце отличаются повышенной привередливостью при выборе партнера? Это было бы логично, учитывая огромный материнский вклад в потомство.

Подобно другим быстро летающим двукрылым, муха цеце, судя по геному, обладает превосходным зрением, адаптированным для эффективного поиска добычи (а у самцов — еще и для поиска самок). Цветное зрение основано на четырех светочувствительных белках — опсинах, один из которых настроен на синий свет. Это согласуется с тем, что мух цеце привлекает все синее (обстоятельство, важное для разработки ловушек).

Таким образом, уже самый первый, поверхностный анализ генома мухи цеце позволил выявить целый ряд «уязвимых мест» в биологии вредоносного насекомого. Будем надеяться, что эти знания помогут, во-первых, окончательно победить сонную болезнь, во-вторых, справиться с трипаносомозами животных, что должно радикально улучшить перспективы экономического и социального развития стран тропической Африки. Правда, опыт борьбы с малярией и другими опасными заболеваниями, которые переносятся насекомыми, показывает, что на быстрый успех вряд ли стоит рассчитывать: прочтение генома переносчика (и, конечно, самого возбудителя: геном Trypanosoma brucei

был прочтен еще в 2005 году) — это лишь необходимый первый шаг. Путь от геномных данных к эффективным средствам контроля численности насекомых, к сожалению, долог и труден.

Источники:

1) 11 статей, посвященных анализу генома мухи цеце, Tsetse Genome Biology Collection, в журналах серии
PLoS
(
Public Library of Science
). 2) Обобщающая статья в
Science
: J. Watanabe et al. (International Glossina Genome Initiative). Genome Sequence of the Tsetse Fly (
Glossina morsitans
): Vector of African Trypanosomiasis //
Science
. 2019. V. 344. P. 380–386. 3) Синопсис: E. Pennisi. Genome Yields Clues to Tsetse Fly’s Strange and Deadly Ways //
Science
. 2019. V. 344. P. 349–350.

Александр Марков

Симптомы

Люди заболевают, если муха передаст Trypanosoma brucei. Первые признаки появляются спустя 1-3 недели после укуса мухи. Симптомы заболевания:

• характерный отек лимфоузлов;
• появляется боль в суставах;
• головная боль;
• зуд;
• лихорадка.

Если меры не были приняты, то наступает вторая стадия развития болезни:

• нарушения сна;
• онемение конечностей;
• нарушение координации;
• помрачение сознания.

На этой стадии болезнь уже неизлечима и неизменно приводит к летальному исходу. При современных медикаментах трипаносомоз, диагностированный в начале заболевания, излечим.

Примечания

1. Мамаев Б. М. Отряд Двукрылые, или Мухи и комары (Diptera) // Жизнь животных. Том 3. Членистоногие: трилобиты, хелицеровые, трахейнодышащие. Онихофоры / под ред. М. С. Гилярова, Ф. Н. Правдина, гл. ред. В. Е. Соколов. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 1984. — С. 411. — 463 с.
2. Штакельберг А. А., Бреев К. А. [bse.sci-lib.com/article063477.html Комнатная муха] // Большая советская энциклопедия. — 1969—1978.
3. Дербенева-Ухова В. П. Синантропные мухи // В кн.: Руководство по медицинской энтомологии. М.: Медицина, 1974, С.176-203

Жизненный цикл трипаносомы

При активной деятельности паразита происходит впитывание питательных веществ из клеток организма хозяина и выбрасывание в него токсических отходов.

Жизненный цикл трипаносомы состоит из 2-х основных стадий: инфекционной и диагностической. Началом его считается попадание паразита в организм насекомого-переносчика.

На 1-й стадии в организм мухи трипаносома проникает после укуса ею больного животного, затем она размножается бинарным делением. Через некоторое время трипомастиготы из средней кишки проходят в слюнные железы, где происходит процесс превращения в эпимастиготы. Кровососущие мухи имеют специальный хитинизированный хоботок, который легко прокалывает кожу не только человека, но и слона или буйвола.

Процесс развития паразита в теле насекомого продолжается 15-35 дней и зависит от температуры окружающей среды. Зараженная трипаносомами муха способна передавать их всю жизнь.

После проникновения возбудителя в организм человека начинается 2-я стадия, диагностическая, которая может быть уже диагностирована специалистами.

Лечение трипаносомоза

После того как поставлен диагноз африканской трипаносомы путем лабораторных исследований, врач назначает лечение. Специальная терапия эффективна только в начальный острый период болезни, т. к. в дальнейшем негативные явления, выражающиеся в церебральных последствиях, уже становятся необратимыми, и современная медицина на стадии поражения ЦНС практически остается бессильной.

Лечение сонной болезни проводится лекарственными препаратами:

• «Сурамин» — назначается на гемолимфатической стадии при гамбийской форме заболевания.
• Соединения пентамидина и мышьяка — используются при лечении гамбийской формы.
• «Меларсопрол» — назначает врач при менингоэнцефалитической стадии болезни, имеет высокую эффективность для обеих форм заболевания.
• «Эфлорнитин» — для лечения пациентов на 2-й стадии гамбийской формы.
• «Нифуртимокс» — применяется комплексно с «Эфлорнитином», чтобы снизить дозировку и длительность лечения, уменьшая таким образом побочные реакции организма пациента.

Все эти лекарства имеют высокую токсичность и часто вызывают отрицательные побочные действия на организм пациента. Конкретная терапия зависит от стадии болезни, поражения ЦНС и головного мозга. Длительное применение одного препарата не дает положительного результата, т. к. трипаносомы быстро к нему приспосабливаются и начинают вырабатывать антигены.

Места обитания

Муха цеце распространена на территориях Африки. Ареал обитания облигатных паразитов включает страны, расположенные южнее пустыни Сахара.

Муха цеце живет на территории 37 стран, большая часть которых беднейшие в мире. Ввиду крайне низкого социального уровня государств, власти не в силах использовать химикаты против паразитов и обеспечить население лекарственными препаратами, которые могли бы спасти от летального исхода население.

Мухи цеце, переносящие опасное заболевание, распространены на территориях африканского континента, свободных от людей и носящих статус заповедников дикой природы.

Следует отметить, что именно особенности ареала обитания опасных для человека насекомых препятствуют освоению людьми плодородных земельных угодий.

Видео

МИР НАСЕКОМЫХ — МУХИ: МУХА ЦЕЦЕ

https://youtu.be/_YsCpe_0Jjw