Среди 1,5 млн видов живых существ почти 50 тыс. ведут паразитический образ жизни. И это без учета тысяч представителей микромира, вплоть до вирусов и более просто организованных субстанций.
Крупнейший российский ученый-паразитолог Е. Н. Павловский определил паразитизм как форму сожительства организмов, относящихся к разным видам, при которой один организм (паразит) использует другой организм (хозяина) как среду обитания.
Но когда мы говорим о паразитизме, то речь идет не о паре особь паразита - особь хозяина, а о системе популяция паразита - популяция хозяина. Именно поэтому паразитизм - явление экологическое. Такой подход позволяет считать, что определение паразитизма в одинаковой степени приемлемо для животных-паразитов, бактерий, вирусов и других возбудителей инфекционных болезней животных и человека.
Тысячелетняя история животного мира, из которого выделились человек и домашние животные, где все, от бактерий до млекопитающих, сходно организованы на молекулярном уровне, представляет интерес в плане паразитизма и болезней. Ведь из всех известных сегодня науке паразитов не менее девяти десятков являются общими для человека, домашних животных и дикой фауны. И это еще одно важное доказательство единства органического мира.
Сегодня на Земле существует 20 типов животных, объединяющих 1,5 млн видов. Из числа наиболее значимых типов простейшие насчитывают 70 тыс. видов, черви - 15,3 тыс., членистоногие - 1 млн и хордовые - 40 тыс. видов.
Ветеринарное и медицинское значение в первую очередь имеют животные-паразиты - возбудители болезней; переносчики возбудителей болезней; дикие животные, которые болеют теми же болезнями, что сельскохозяйственные животные и человек, и, следовательно, могут быть источником их заболевания, они же - природные хранители (резервуары) возбудителей болезней.
Чтобы представить себе современную ситуацию с болезнями животных, опасными для человека, а также с болезнями, общими для животных и людей, необходимо обратиться к истории их возникновения и эволюции.
До мнению известных ученых Л. В. Громашевского, В.М. Жданова, Д. К. Львова, одомашнивание животных сыграло большую роль в инфекционной патологии человека. Многие инфекционные болезни животных появились у людей после одомашнивания животных разных видов.
Однако есть все основания полагать, что возникновение этого стихийного зла относится к значительно более ранним этапам эволюции.
НЕМНОГО ИСТОРИИ
В 1981 - 1982 гг. австралийские ученые в антарктической экспедиции, анализируя пробы воды, поднятые из глубины вечного холода и темноты, обнаружили одноклеточное существо. Изучая его, исследователи получили ошеломляющие результаты: загадочный незнакомец обходится без кислорода. Он не проявляет никаких признаков фотосинтеза, самостоятельно передвигается, истребляет другие живые существа.
Древнейшие организмы были обнаружены и в кремнистых толщах Западной Австралии; их возраст составлял 3,5 млрд лет. Это нитчатые и округлые микроскопические остатки, достаточно многочисленные и разнообразные - около десятка видов, действительно похожие на бактерий.
Известно, что сине-зеленые водоросли и бактерии к концу архейской эры (2,6 - 2,7 млрд лет назад) стали хозяевами Земли. Очень долго жизнь оставалась на этой стадии развития, и лишь около 1,2 млрд лет назад эволюция сделала еще один серьезный шаг - появились простейшие, то есть одноклеточные организмы, со значительно более сложной внутренней системой, чем у бактерий.
Хотя масса живого вещества в архее была минимальной, появление многоклеточных организмов, как предполагают, было связано с увеличением содержания кислорода в атмосфере. При этом переход от брожения к кислородному дыханию у многоклеточных организмов сопровождался выигрышем энергии в 15 раз и более. Бактерии были наиболее многочисленной группой организмов протерозоя. Недавно стало известно, что уже к тому времени сформировалась многочисленная фауна многоклеточных животных, у которых полностью отсутствовали минеральные скелетные образования, черви, медузоподобные и членистоногие, сыгравшие большую роль в развитии органического мира, прежде всего в морской среде.
Почти 570 млн лет назад началась эра "явной жизни" (палеозой), в процессе которой произошел подлинный "биологический взрыв". Возникли почти все известные типы беспозвоночных. В конце кембрия (кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь - периоды палеозойской эры) появились первые примитивные бесчелюстные панцирные рыбы. В течение ордовика и большей части силура в морях и океанах господствовали беспозвоночные, а суша была заселена только бактериями и сине-зелеными водорослями; в пресноводных бассейнах развивались планктонные одноклеточные водоросли.
С освоением суши первыми растениями в девоне стало возможным регулирование поверхностного стока вод; появилась почва и, таким образом, возникли условия для развития почвенной микрофлоры. Некоторые семейства беспозвоночных животных дали начало новой группе организмов - насекомым. Они населили Землю раньше, чем позвоночные, им и сегодня отведена на ней огромная роль, в частности роль вредителей и паразитов. Как известно, многие из них являются переносчиками возбудителей самых опасных болезней.
Эра средней жизни (мезозойская) началась 240 млн лет назад. В триасовом периоде этой эры царству суши были свойственны преобладание рептилий и заметное сокращение земноводных. В середине триаса появились динозавры и первые млекопитающие - мелкие весьма немногочисленные животные. Ученые считают, что где-то около 200 млн лет назад по меньшей мере одна группа рептилий осуществила полный переход в млекопитающие. В следующий - юрский - период появились первые птицы - археоптерексы, что означает "древняя птица".
В конце мелового периода некогда богатая динозаврами фауна пришла в упадок, и ни один из ее представителей не перешел рубежа новой жизни.
Эра новой жизни (кайнозойская), вершиной которой стало появление человека, наступила 67 млн лет назад. В соответствии со сложившейся точкой зрения выделение человека из животного мира началось немногим больше 2 млн лет назад в регионе Восточной Африки. На остальной территории Старого Света человек появился в более позднее время в результате расселения. В раннем палеолите* - 165 тыс. лет назад - человека умелого (Ноmо habilusa) сменил человек прямоходящий (Ноmо erectus). Примерно 100 тыс. лет назад на эволюционную дорогу вышел ранний неандерталец, как предполагают, непосредственный предшественник современного человека, появившегося на Земле примерно 33 тыс. лет назад. Человек разумный (Ноmо sapiens) перешагнул в новое время и открыл историческую эпоху.
* Термины "палеолит", "мезолит", неолит происходят от слияния слов палацесо - древний, мезои - средний, неос - новый и литос - каменный.
Таким образом, современный человек - результат гигантского эволюционного пути живой материи, связанный тысячами нитей с субъектами природы и прежде всего с прошлым и настоящим животного мира, а значит, с многочисленными организмами-паразитами. Вполне естественно поэтому, что человек и животные во многих случаях завязаны в тугой узел общих инфекций и инвазий.
Первые сообщения о массовых болезнях диких и домашних животных и болезнях людей, заразившихся от животных, относятся ко второму тысячелетию до нашей эры, то есть к историческому периоду, когда уже появилась письменность. Именно из египетских папирусов, древнеиндийских вед, Библии, древнегреческих и древнеримских сочинений нам стало достоверно известно о тех катастрофах, которые мы теперь называем эпидемиями и эпизоотиями. А были ли подобные катастрофы во времена, о которых не могло сохраниться письменных источников?
Ответ на этот вопрос можно найти исключительно в обстоятельствах эволюции возбудителей болезней и особенностях передачи их в пространстве.
Прежде всего следует обратить внимание на факт появления в природе химического соединения, которое является основой живых организмов - дезоксирибонуклеиновой кислоты, или ДНК. Вопрос о структуре ДНК и передаче информации в процессе эволюции самым тесным образом связан с формами ее записи. Еще сто лет назад Л. Пастер пришел к выводу, что "...вселенная асимметричный ансамбль и что жизнь в том виде, в котором мы ее знаем, должна быть функцией асимметрии мира и ее следствием". Удивительно, как мог это предвидеть ученый задолго до открытия микроструктуры вещества. А ведь теперь известно, что при огромном разнообразии живых форм исходных структур очень немного: спираль, клубок, пятиугольник, труба, дерево, звезда. И по всей вероятности, именно эти формы отвечали и продолжают отвечать основным требованиям приспособляемости организмов к условиям существования.
Считается, что основной формой, моделью является спираль, наиболее широко распространенная во вселенной. Форму двойной спирали имеет ДНК. Эта форма позволяет упаковать в минимальный объем длиннейшую молекулу ДНК и собрать воедино огромную информацию.
Заметим, что химические реакции в живой материи протекают как при участии нуклеиновых кислот, так и белков, состоящих из двух десятков аминокислот, которые соединяются друг с другом в полипептидную цепь. Из поколения в поколение передается записанная его молекулами программа синтеза белков, и чем сложнее эта программа, тем длиннее нить ДНК.
Иногда процесс копирования ДНК может пойти неверно, копия получается неточной, а созданный ею белок может оказаться совершенно иным. В тот момент, когда это впервые случилось с живыми организмами, на Земле началась эволюция. Она-то и привела к созданию многомиллионной армии разнообразных организмов, в том числе и паразитов.
Экологическое определение паразитизма, которое дал Е. Н. Павловский, в одинаковой степени приемлемо для животных-паразитов, бактерий, вирусов и других возбудителей инфекционных болезней животных и человека.
Явление паразитизма так широко распространено в современном органическом мире, что практически не существует вида животных, который не подвергался бы воздействию некоторых или многих видов паразитов. Так, вирусы, будучи абсолютными паразитами, поражают все без исключения группы животных и человека; прокариоты (безъядерные, одноклеточные) и грибы большинство групп. Из числа простейших организмов паразитический образ жизни свойствен многим видам жгутиковых, саркодовых, споровиков, инфузорий. Явление паразитизма характерно и для некоторых групп водорослей. Наконец, гельминты и членистоногие представлены обширной группой паразитов, поражающих всех без исключения животных и человека. Гельминты сосальщики, лентецы, нематоды, скребни, волосатики и пиявки; членистоногие - ракообразные, паукообразные (клещи); насекомые - виды, происхождение которых относится ко времени 500 - 300 млн лет назад, паразитируют на млекопитающих всех видов дикой и домашней фауны и человеке.
ПРОЦЕССЫ, БЕЗ КОТОРЫХ ВСЕ БЫЛИ БЫ ЗДОРОВЫ
Часто мы слышим в повседневной жизни, что даже самые лучшие идеи и законы не действуют, если отсутствует механизм их реализации. В области, которая привлекает наше внимание, дело обстоит так же.
Для того чтобы животное заболело инфекционной болезнью или заразился ею человек, необходимы контакт с организмом, который болел или переболел этим заболеванием, и механизм передачи заразного начала.
Разнообразие экологических связей объясняет существование многих способов перехода возбудителей-паразитов от одного организма к другому. Именно так паразитические виды обеспечили себе или, вернее, эволюция обеспечила им возможность существования, поскольку абсолютное их большинство на протяжении всей жизни должно иметь хозяина и за его счет существовать. А раз это так, то процесс этот должен быть непрерывным. Передача паразита от животного к животному получила название эпизоотического процесса, а если речь идет о болезнях людей, мы имеем дело с эпидемическим процессом.
А теперь поговорим о механизме реализации этого процесса, то есть о механизме и способе передачи возбудителя здоровому животному или человеку.
Эволюция обеспечила в основном трехзвенный характер эпизоотического и эпидемического процессов. Первое звено процесса - источник возбудителя инфекции. Второе - сам механизм передачи возбудителя болезни. И наконец, третье звено - это восприимчивые к болезни животные или люди.
Выделившиеся из больного организма паразиты не встречают во внешней среде благоприятных условий не только для размножения и увеличения своей численности, но и для продолжительного существования. Для абсолютного большинства видов внешняя среда сама по себе губительна.
Восприимчивость животных или людей к болезни обеспечивает паразиту внедрение в организм и его дальнейшее существование. Интерес представляет то обстоятельство, что паразит не заинтересован в гибели восприимчивой особи, так как с гибелью хозяина та же учесть ждет и его. В известной степени именно поэтому даже при самых тяжелых инфекционных болезнях (оспа, чума) погибает не вся популяция восприимчивых людей или животных.
Но вернемся к механизму передачи. Несмотря на многоликость этого явления, существуют четыре основных механизма передачи: фекально-оральный, или алиментарный; воздушно-капельный, или аспирационный; трансмиссивный; контактный через кожные покровы при соприкосновении. Последнее время по инициативе известного английского вирусолога Ф. Эндрюса принято понятие вертикальная передача , обозначающее возможность заражения потомства от родительского организма.
Немного об исторических корнях механизмов передачи и о том, как видят сегодня этот процесс ученые с позиций эволюционного процесса.
Прежде всего об алиментарном механизме передачи как о весьма широко распространенном и в значительной степени универсальном при многих инфекциях животных и людей.
Алиментарный механизм сформировался 400 - 450 млн лет назад, когда животные освоились на суше, где к тому времени уже обитали бактерии. Кажется правомерным предположение, что в этот период возникли условия для проникновения микробов в организм животных разных видов через слизистые оболочки пищеварительного тракта. В процессе эволюции шла взаимная адаптация паразитов и хозяев, и с выходом на историческую арену млекопитающих алиментарный механизм начал действовать в полную силу. Свое становление алиментарный механизм завершил, по всей вероятности, в тот исторический период, когда на Земле появились гигантские стада копытных животных.
Алиментарный механизм весьма универсален, так как прием пищи сам по себе - жизненно необходимая функция организма. Кроме того, этот механизм обеспечивает выделение во внешнюю среду экскрементов, содержащих множество возбудителей болезней. Алиментарный механизм передачи сложился как основной при многих инфекционных болезнях и как запасной (резервный) при других, для которых основными стали иные механизмы. Таким образом, биологическая эволюция обеспечила максимальные удобства для сохранения паразита - возбудителя болезни. Универсальность этого механизма для человека и сегодня представляет наибольшую реальность и частоту.
Воздушно-капельный механизм передачи мог возникнуть не раньше, чем организм вышедших на сушу животных достаточно эволюционировал в развитии дыхательной системы. Это могло произойти лишь в период расцвета млекопитающих, так как примитивные органы дыхания низших животных не могли служить надежными средствами локализации и выделения паразитов. Таким образом, воздушно-капельный способ передачи можно считать относительно молодым, однако в современных условиях высокой концентрации животных и людей этот механизм начинает играть все большую роль в распространении заразных болезней животных, опасных для человека. Выдыхаемый аэрозоль способен распространяться на большие расстояния, и это может привести к возникновению эпизоотических и эпидемических очагов далеко за пределами первичного очага. На моделях ящура и ньюкаслской болезни было, в частности, показано возникновение вторичных очагов за десятки и сотни километров от первичного очага. Воздушно-капельная передача известна как дублирующий механизм передачи и при многих других инфекциях. Так, например, установлено, что в пещерах Южной Америки, где источником возбудителя бешенства являются кровососущие летучие мыши, возбудитель передается через воздух. Факт этот подтвержден и экспериментально относительно собак, кошек, енотов и других плотоядных.
Эволюция воздушно-капельного механизма передачи дает все основания считать, что при сохранении нынешних тенденций концентрации животных и людей можно прогнозировать дальнейшее повышение роли этого механизма и возрастание эпидемиологической опасности зоонозов.
Трансмиссивный механизм передачи, сущность которого состоит в участии прежде всего кровососущих переносчиков в переносе заразного начала от доноров к реципиентам, признается многими авторами как один из древнейших. Так, Л. В. Громашевский (1965) указывал, что трансмиссивная передача возникла в палеозойскую эру, а И. Н. Воинов (1985) полагает, что трансмиссивная передача первоначально возникла в водной среде, а через много миллионов лет была реализована и на суше. Как известно, трансмиссивный механизм характерен для передачи многих нозологических форм, вызываемых прежде всего вирусами. Это энцефаломиелиты однокопытных - зооантропонозы американского континента, инфекционная анемия, африканские лихорадки многих видов, некоторые зоонозы Австралии, то есть нозоформы, чаще всего регистрируемые в субтропической и тропической зонах Земли. Но и этот древнейший механизм передачи эволюционирует под воздействием экологических факторов. Вместе с тем в отношении некоторых трансмиссивных зоонозов основной механизм передачи дублируется алиментарным и аспирационным механизмами. Это относится к ряду таких опасных нозоформ, как африканская чума свиней, африканская чума лошадей, лихорадка Рифт-Валли и др. Надо отметить, что вирусы теперь редко распространяются при помощи какого-либо одного механизма передачи. Обычно в конкретной экологической ситуации используется какой-то основной путь, наряду с которым имеется резервный.
Что касается контактного механизма передачи, то заражение может произойти при непосредственном соприкосновении больного и здорового животного, больного животного и человека, а также с помощью факторов передачи. Этот механизм передачи, как полагают, мог возникнуть в водной среде в архейской или протерозойской эре, когда суша еще не была заселена живыми организмами. Эволюция механизма непосредственной передачи привела к широкому разнообразию форм - от оспы овец до бешенства. Многообразие форм непосредственной передачи объясняет большое число нозоформ, при которых этот механизм реализуется. Вследствие этого прогнозирование ситуации при таких инфекциях должно базироваться на использовании самых широких подходов.
Вертикальный механизм передачи, безусловно, относится к древнейшим. Так, вирус, передаваемый по наследству, содержится в цитоплазме гамет или зиготы. Для такой передачи достаточно лишь удвоения числа частиц, при этом погибает минимальное количество вирионов. Если же вирус содержится в геноме клетки хозяина, то для его передачи не требуется даже размножения возбудителя; его геном реплицируется вместе с геномом делящейся клетки. Подтверждением древнейшего происхождения вертикального механизма служит прочная взаимная адаптация паразита и хозяина. Такое взаимное привыкание могло сформироваться более 3 млрд лет назад, еще в катархее. Длительное "сожительство" - симбиоз - привело к тому, что паразит нередко не вредит клетке, а клетка привыкла к его постоянному присутствию. Более того, можно предположить, что паразит, находящийся в клетке, защищает ее от воздействия других болезнетворных паразитов.
Твердо установлена также вертикальная передача вируса возбудителя алеутской болезни норок. Вирус, вызывающий эту опасную болезнь, сосредоточивается в клетках плаценты и способен проникать и инфицировать плод. Но и в этом случае возможен алиментарный механизм передачи возбудителя.
Можно было бы привести еще много примеров вертикального механизма передачи, но из уже сказанного ясно, что этот древнейший путь заражения, обеспечивающий надежное существование возбудителей, в настоящее время имеет достаточно "дублеров".
Подытожим сказанное. Механизм передачи заразного начала - важнейший элемент существования заразных болезней; именно он обеспечивает возможности паразитизма с момента возникновения на Земле этого явления. Эволюция механизма передачи шла по пути усложнения и многообразия типов. В наше время под воздействием антропогенного влияния эволюция его ускоряется в направлении таких форм, которые надежно обеспечивают существование паразитов. Именно поэтому эпизоотологический и эпидемиологический прогнозы должны строиться с учетом всех возможных изменений механизма передачи заразного начала.
Таким образом, механизм передачи является ключом к раскрытию движущих сил эволюции заразных болезней. И это обстоятельство определяет направление прогнозирования в эпизоотологии и эпидемиологии. Однако помимо возбудителя инфекции и механизма передачи существуют еще источник возбудителя инфекции и реципиент - восприимчивое животное, человек. Если мы установили, что процесс эволюции в наибольшей степени изменяет механизм передачи, а биологические свойства возбудителя являются наиболее консервативным элементом, то остается выяснить, в какой степени эволюционные изменения доноров и реципиентов влияют на эволюцию эпизоотического процесса.
Известно, что поколения восприимчивых к инфекциям животных и людей сменяются на несколько порядков медленнее, чем генерации возбудителей болезней. Однако существенные изменения в популяциях восприимчивых организмов все-таки происходят. Важнейшее значение для эволюции заразной болезни имеет изменение иммунореактивности организма. В частности, в результате селекционной работы получены животные с измененной, ослабленной естественной резистентностью. Процесс изменения естественной резистентности в огромной степени зависит и от экзогенных факторов, существенно влияющих на иммунный статус. Наконец, формирование популяций (стад) высокой плотности обеспечивает лавинообразность эпизоотического процесса в крупных хозяйствах и комплексах. Это обстоятельство имеет прямое отношение и к риску заболеваемости людей зооантропонозами.
Таким образом, можно констатировать, что фундаментальные свойства возбудителей инфекций, то есть организация генетического материала, вириона, бактериальной клетки, стратегия вирусного генома при взаимодействии с чувствительной клеткой, сохраняются. О неизменности основных биологических свойств большинства возбудителей на протяжении тысячелетий свидетельствуют клинические, эпизоотологические и эпидемиологические данные. Клиническое течение основных инфекций со времени их открытия и описания в основном не изменилось. Щ этом свидетельствует огромный ретроспективный материал. Были зафиксированы лишь вариации, иногда значительные в пределах установленной нозологической формы. Вместе с тем появились новые нозологические формы, этиологическим агентом которых оказываются условно-патогенные микроорганизмы, а также комбинации возбудителей. Новые экологические условия привели прежде всего к формированию многообразия механизмов передачи заразного начала, изменению иммунореактивности восприимчивых животных и людей и тем самым к изменению характера эпизоотического и эпидемического процессов.
ВО ВРЕМЕНИ И В ПРОСТРАНСТВЕ
Животные и люди, среди которых обнаружено заразное заболевание, а также помещения, территория фермы, животноводческого хозяйства, где могут быть скрытые или явные возбудители болезни, составляют эпизоотический или эпидемический очаг инфекции.
Известно, что определенные местности характеризуются природной очаговостью, возникающей из-за постоянно живущих там диких особей, носителей возбудителей инфекции, и обилия членистоногих переносчиков. Попадая в эпидемический очаг, домашние животные и люди включаются в эпизоотическую цепь и заражаются инфекционной болезнью, к которой они оказались восприимчивыми.
Понятие об очаге инфекции сложилось в России еще в конце XIX веке когда в борьбу с заразными ("повальными") болезнями включились специалисты, которым стало очевидно, что именно этот путь заражения весьма опасный. Известный профессор ветеринарного отделения С.-Петербургской медико-хирургической академии В. И. Всеволодов в середине ХIХ века указал на зависимость появления той или иной болезни от "свойств" местности.
Между тем задолго до этого житейский опыт показал, что если одни местности благоприятны для жизни и разведения скота, то другие опасны. Интересно, что от предположения, высказанного древними врачами, в частности Гиппократом, до научного подтверждения роли комаров в распространении малярии прошло более 2 тыс. лет.
В России прошлого века медицинские и ветеринарные врачи очень подробно описывали многие местности с точки зрения возможного распространения заразных болезней. В многочисленных медико-географических и ветеринарно-географических очерках отдельных губерний, областей и зон было показано, что неравномерное распространение заразных болезней связано с особенностями климата, рельефа, почв, растительности и животного мира. Известный русский эпидемиолог Д. К. Заболотный в 1899 г. указывал на то, что дикие грызуны разных видов могут быть хранителями возбудителя чумы. А несколько позднее это предположение было подтверждено: удалось выделить возбудителя чумы от небольшого зверька - тарбагана.
В конце 30-х годов академик Е. Н. Павловский, систематизировав огромное число разрозненных фактов, сделал вывод, что возбудители очень многих болезней человека и домашних животных находятся в организмах диких животных, постоянно живущих в определенных географических ландшафтах, и передаются в основном членистоногими.
Результаты многочисленных комплексных экспедиций, организованных учеными в южные и восточные районы страны, положили начало учению о природной очаговости болезней. Ученые установили, что каждый природный очаг болезни связан с определенным биогеоценозом и является как бы его производным. Природная очаговость присуща более чем половине всех известных науке заразных болезней, вызываемых вирусами, бактериями, риккетсиями, простейшими и гельминтами, и представляет собой форму защиты и самосохранения паразитов, эволюционно приспособившихся к подобной системе.
Учение о природной очаговости стало краеугольным камнем географической эпидемиологии и эпизоотологии. Этот важный раздел медико-ветеринарного комплекса наук рассматривает и анализирует географическое распространение инфекционных болезней, в том числе общих для животных и человека, сопоставляет течение эпизоотического и эпидемического процессов на различных территориях, исследует причины массовых заболеваний в одних местностях и единичных - в других, изучает географические характеристики районов территориальных единиц с точки зрения их возможного влияния на возникновение и распространение заразных заболеваний. Географические эпизоотология и эпидемиология вьивляют наиболее опасные территории, то есть ведут разведку местности с точки зрения риска возникновения заболеваний среди людей и хозяйственно полезных животных.
В каждой конкретной местности заболевание - это не что иное, как результат комбинации географических "обстоятельств", которые сводят воедино возбудителя болезни, переносчика, промежуточного хозяина и восприимчивый организм (человека, животного) в наиболее благоприятный для этого момент.
Основоположник учения о природной очаговости Е. Н. Павловский и группа отечественных ученых (Д. А. Зильбер, А. А. Смородинцев и др.) открыли природу неизвестного ранее заболевания, уносившего в таежных районах Дальнего Востока жизни многих людей. Комплексные экспедиции, в состав которых входили эпидемиологи, паразитологи, зоологи, доказали, что вирус клещевого энцефалита, так было названо это заболевание, циркулирует в тайге между млекопитающими животными и птицами, которые являются прокормителями клещей. Незащищенному человеку в тайге грозят встреча с клещами и заражение.
В Приморском крае группой отечественных ученых было расшифровано еще одно заболевание - японский энцефалит.
Глубокое и всестороннее определение природной очаговости, данное Е. Н. Павловским, представляет большой интерес: "Природная очаговость трансмиссивных болезней - это явление, когда возбудитель, специфический его переносчик и животные - резервуары возбудителя в течение смены своих поколений неограниченно долгое время существуют в природных условиях вне зависимости от человека как по ходу своей уже прошедшей эволюции, так и в настоящий период".
Последние исследования свидетельствуют, что в циркуляции и резервации возбудителей природно-очаговых болезней в естественных биоценозах участвуют более 600 видов позвоночных животных, в том числе свыше 200 видов млекопитающих и более 250 видов птиц. Сотни видов кровососущих членистоногих передают возбудителей более чем 200 болезней животным и человеку, и список этот постоянно растет.
Кстати, о птицах. Эпизоотологическое и эпидемиологическое значение разных видов птиц определяется в основном их восприимчивостью к тем или иным возбудителям, плотностью популяций в гнездовом периоде, характером контакта с кровососущими переносчиками, направлением сезонных миграций, способностью к хронической инфекции, степенью контакта с человеком и домашними животными.
Нельзя в этой связи не затронуть вопрос миграции пернатых. Этой проблемой люди интересовались задолго до нашей эры и по многим причинам. В настоящее время известно, что пернатые участвуют в переносе более 20 инфекционных болезней, в том числе общих для животных и человека: ньюкаслской болезни, бруцеллеза, лептоспироза, листериоза, туляремии, орнитоза и многих других.
Птицы в эволюционном отношении - один из древнейших резервуаров возбудителей болезней. Этому способствуют особенности их жизнедеятельности, и в первую очередь колониальность, благодаря которой достигается высокая численность особей на ограниченной территории и на длительный период. При миграциях птиц повышаются их концентрации на зимовках и пролетных путях и, как следствие этого, возрастает эпизоотологическая опасность в определенных районах земного шара. Поэтому так важно знать промежуточные точки миграции, где перелетные птицы останавливаются на отдых или кормежку. В процессе миграции появляются связующие мостики между биоценозами, удаленными друг от друга на тысячи километров. Именно перелетным птицам во многом обязаны своим существованием природные очаги болезней и генетическая изменчивость возбудителя.
Миграционность, обеспечивающую существование очагов и постоянный или периодический занос возбудителя, транспортировку его в отдаленные районы или даже страны, относят к категории важнейших в эпизоотологическом и эпидемиологическом отношении экологических факторов.
Партнерами птиц по эпизоотическому процессу выступают различные позвоночные: рыбы, амфибии, рептилии, млекопитающие. Одни из них принимают участие в резервации возбудителя, другие - в его переносе, третьи - в прокормлении и переносе эктопаразитов. Позвоночные могут быть также временными или постоянными хозяевами эктопаразитов.
Перечень млекопитающих, в той или иной степени контактирующих с птицами в природных очагах только вирусных инфекций, включает многие виды мышевидных грызунов и мелких хищников, в циркуляции вируса принимают участие и домашние животные.
Кроме птиц возбудителей на дальние расстояния переносят и летающие насекомые. Они часто становятся причиной формирования нового очага болезни в популяции позвоночных животных, не имевшей ранее контакта с данным вирусом.
Интересен такой факт. В 1967 - 1968 гг. эфемерная лихорадка рогатого скота - арбовирусное заболевание, переносимое мокрецами, - после десятилетнего перерыва возникла в Северной Австралии и в течение пяти месяцев распространилась на 3 тыс. миль к югу. Характер ее переноса на юг и распространение по южной части страны были точно предсказаны на основании анализа преобладающих направлений ветра, который переносил зараженных насекомых на большие расстояния.
Природная очаговость может возникать и благодаря чрезвычайно развитой способности возбудителей сохраняться во внешней среде. Не случайно существует феномен: на местах бывших захоронений сохраняются споры возбудителей. Наиболее разительный пример - сибирская язва, о которой речь пойдет дальше.
Исследования болезней, которым свойственна природная очаговость, позволили установить закономерную приуроченность многих инфекционных болезней к определенным географическим ландшафтам с характерными, своеобразными признаками.
Признаки каждого ландшафта - рельеф, климат, почвы, животный мир, растительность - объединены в одно целое и воздействуют друг на друга. Обитающие в ландшафте возбудители природно-очаговых болезней тесно связаны, с одной стороны, с животными-резервуарами, а с другой - с определенными видами кровососущих членистоногих, специфических переносчиков этих возбудителей, которые поддерживают постоянную циркуляцию возбудителей в природном очаге.
Наибольший интерес во всех отношениях представляют территории, расположенные на стыке ландшафтов, например опушки леса, границы между степью и лесом, предгорные зоны. В этих местах богаче растительный и животный мир, больше кровососущих насекомых, а следовательно, и возбудителей болезней. При этом для каждой ландшафтной зоны характерны определенные, наиболее широко распространенные болезни. Долины рек и берега водоемов, например, могут быть природными очагами таких опасных для человека и животных болезней, как туляремия и лептоспироз.
Существование природных очагов болезней зависит от непрерывности эпизоотического процесса, который по цепи животное - переносчик - животное определяется плотностью расселения восприимчивых к данной инфекции животных на данной территории, а также характером их общения.
К примеру, бешенство. Эта страшная болезнь поражает всех домашних и диких копытных, но чаще всего ее жертвами становятся собаки и кошки. Вместе с тем возбудитель бешенства вирус - находится в природе. На всех континентах, за исключение~ Австралии и Антарктиды, он пребывает в организме самых различных диких хищников. Так, в Европе главные хранители вируса - лисицы, в Америке (в США, Канаде) - лисицы и скунсы, в Африке - как правило, шакалы. И хотя вирус бешенства в этих регионах чаще всего передается через укус, в Южной Америке в пещерах колониальных летучих мышей он распространяется воздушным путем. Это было доказано на опытах с лисицами и койотами. Животных в клетках помещали в пещеры с зараженными летучими мышами. Лисицы и койоты через некоторое время заболевали бешенством.
Наверно, такое многообразие поражаемых животных обусловлено древнейшим происхождением возбудителя бешенства, относящегося к большой группе рабдовирусов.
Еще один пример географического разнообразия инфекционной болезни. Речь идет о Ку-лихорадке. Это опасное для животных и людей заболевание, вызываемое риккетсией - мелкой болезнетворной бактерией, размножающейся подобно вирусам в клетках хозяина, имеет на юге Европы стойкие природные очаги, где возбудитель болезни находится в организме клещей (переносчиков) и диких млекопитающих - ежей, кротов, сусликов, зайцев, дикобразов, мышей-полевок, лисиц, ласок, оленей и др. Передача риккетсий домашним животным происходит от диких особей через клещей. На территориях севернее Альп и Карпат наиболее распространен респираторный путь передачи вируса от коровы к корове, так как в природе встречается ограниченное число видов клещей-переносчиков.
В тропических странах долгое время не вели систематических поисков опасных вирусов, передаваемых клещами полезным животным. Все внимание было сосредоточено на главном переносчике вирусов - комарах. Однако в Африке обнаружилось тяжелое заболевание овец (болезнь Найроби), представляющее угрозу и для человека. Оказалось, что вирус - возбудитель болезни передается определенной разновидностью клещей, а резервуарами служат грызуны.
Географическая среда оказывает влияние и на распространение болезней, которые не относятся к природно-очаговым. Под географической средой в этом смысле понимают совокупность природных факторов, связанных с деятельностью человека. Это прежде всего хозяйственные пути миграции животных. Например, переброска племенных животных из региона в регион, из страны в страну. Не меньшее значение имеет и размещение животных - плотность создаваемой популяции к многие другие моменты, отражающиеся на передаче инфекционного начала животным и человеку.
Давно было замечено, что эпизоотии и эпидемии случаются в определенные временные периоды, годы, сезоны. Исследователи обнаружили факты периодического появления эпизоотий, эпидемий некоторых болезней.
Оказалось, что случайного в этом ничего нет. В природе, окружающей нас, все явления или, по крайней мере, большинство из них происходят периодически. Смена сезонов года, дня и ночи проходит не бесследно для живых организмов, а вызывает периодические колебания биологических явлений.
В начале века российский исследователь А. В. Чижевский установил периодические закономерности подъемов и спадов заболеваемости человека многими инфекционными болезнями. Сопоставляя периодичность эпидемий и солнечных вспышек, он выявил 33-летнюю и 11-летнюю периодичность подъемов эпидемий некоторых заболеваний человека. По его наблюдениям, спады солнечной активности совпадали со спадами заболеваемости. Он объяснил влияние солнечной активности на биоритмы популяций микроорганизмов влиянием потока ионизирующего излучения. Последние годы исследователи обратили внимание на совпадение подъемов многих инфекций с различного ряда космическими излучениями.
Таким образом, нет ничего удивительного в явлении периодичности, которое, как это теперь очевидно, проявляется в отношении ряда инфекционных болезней животных и человека. Значит, можно рассматривать многолетнюю периодичность и сезонность как явления закономерные. Очевидно также, что периодичность, или цикличность, подъемов и спадов заболеваний во многом объясняется колебаниями численности популяций диких животных, их сезонными миграциями и рядом других причин, опосредованных через хозяйственную деятельность человека.
Можно считать, что сезонность систематически проявляется в случае каждого инфекционного заболевания. Однако здесь не все однозначно. Сезонный рост числа случаев и возникновение очагов болезней наиболее характерны для заболеваний с трансмиссивным механизмом передачи. Это объясняется увеличением числа кровососущих переносчиков в периоды года, благоприятные по температурным условиям для массового размножения членистоногих. Очевидна сезонность для многих природно-очаговых болезней, когда переносчиком или резервуаром возбудителя служат грызуны или дикие плотоядные животные (волки, лисицы, енотовидные собаки, шакалы, барсуки и др.). Таким образом, сезонность природно-очаговых болезней обусловлена экологическими и биологическими причинами.
Сезонные подъемы интенсивности эпизоотического процесса происходят также в связи с изменением температуры и влажности воздуха. Факторы среды, с одной стороны, понижают устойчивость организмов животных и человека к восприятию возбудителей болезней, а с другой - активизируют воздушно-капельный механизм передачи возбудителей. С ростом подъемов заболеваемости к определенному времени года говорят о весенней, летней, осенне-зимней сезонности инфекционных болезней. При некоторых заболеваниях отмечается двукратная сезонность. Так, следует иметь в виду, что при бешенстве среди диких носителей бывает два сезонных подъема - в феврале - апреле (брачный период носителей) и сентябре - октябре (расселение молодняка диких носителей). Аналогичная ситуация характерна и для вирусных энцефалитов (см. Энцефаломиелит западный и др.).
Механизм периодичности в принципе можно представить себе так. Массовые вспышки болезней приводят к переболеванию части популяции животных и коллектива людей. Какая-то часть популяции погибает, а среди оставшихся в живых образуется значительная прослойка особей, имеющих естественный иммунитет. Со временем эта прослойка сокращается, и если в данной местности появляется источник возбудителя инфекции, то при достаточном числе восприимчивых животных или людей вновь начинается эпизоотическая или эпидемическая вспышка. Подобная ситуация характерна для большинства вирусных инфекций. Вместе с тем сама по себе периодичность да и масштабы заболеваемости зависят от целого ряда разнородных причин - это и характер возбудителя, и иммунологическая структура восприимчивых особей, и многие другие факторы.
Например, при бешенстве, инфекции смертельной, подъемы эпизоотий следуют один за другим с частотой 3 - 4 года. В свою очередь, периодичность колебаний заболеваемости диких животных объясняется динамикой плотности популяций диких носителей вируса. Однако размеры самой популяции диких носителей, например лисиц, в свою очередь, зависят от размера популяции прокормителей этих животных.
На этом можно было бы закончить разговор о времени и пространстве в системе паразит - хозяин или эволюция и паразитизм. Но есть еще один вопрос, не коснуться которого просто невозможно.
ИЗМЕРЕНИЕ ОПАСНОСТИ На многих примерах мы уже убедились и еще убедимся, что эпизоотический и эпидемический процессы представляют собой очень сложное природное явление, в основе которого лежит феномен биологического паразитизма, тесно связанный с механизмом передачи возбудителя инфекции.
Эпизоотический или эпидемический процесс может развиваться медленно и быстро, в одних случаях эпизоотия или эпидемия развивается на большом числе животных или людей, в других - на значительно меньшем. Значит, возможно иметь количественное представление об этом биологическом явлении и его количественное описание. Оно представляет собой перевод эпизоотологических или эпидемиологических понятий в математические выражения, необходимые для анализа процесса, его прогнозирования и управления мерами противодействия болезни, о чем люди мечтали давно и что частично реализуется в наше время.
Однако задача описания эпизоотического и эпидемического процессов осложняется многофакторностью биологического явления и ограниченными возможностями математики.
Мысль о том, чтобы средствами математики описать процесс передачи возбудителя, пришла в голову голландскому математику Бернулли (выходцу из знаменитой семьи математиков) в 1760 г. Ученый пришел к выводу о возможности создания математической модели эпидемии и предложил модель эффективности прививок против оспы. Затем англичанин Уильям Фарр в 1840 г. исследовал возникновение эпидемий оспы в Англии за период с 1837 по 1839 г. и определил коэффициенты возникновения болезни. В 1866 г. Фарр приступил к разработке математической модели чумы крупного рогатого скота, при помощи которой можно было бы прогнозировать возникновение эпизоотий. Модель Фарра считается первой удачной попыткой математически описать эпизоотический процесс.
Но обратимся к нашему времени. За последние десятилетия предложены сотни моделей эпизоотического и эпидемического процессов. Известный эффект они дают, и с каждым годом их возможности возрастают. Однако в нашу задачу не входят обзор и тем более подробное их описание. Остановимся поэтому на некоторых принципах моделирования этих сложных явлений.
Представим принцип простейшей модели. Рассуждать будем так. В любой момент общая численность особей (не важно, каких) в популяции представляет сумму восприимчивых, больных и невосприимчивых к болезни. Вполне естественно, что наиболее точная модель получится, если учитывать возрастание числа восприимчивых и вероятность потери невосприимчивости определенным числом особей (животных, людей).
Все эти факторы можно количественно оценить и соединить в уравнения. Например, при условии, что в популяции и + 1 особей, Х - число восприимчивых, К - число источников инфекции, в определенный момент сложится ситуация, которая описывается уравнением
Х + Y = n + 1.Нам известно, что эпизоотия или эпидемия должна развиваться. В результате среднее число новых случаев болезни в течение последующего временного интервала будет возрастать пропорционально как числу источников возбудителя инфекции, так и числу восприимчивых особей. Скорость развития процесса будет зависеть от частоты контактов между восприимчивыми животными и плотностью их размещения на единице площади. Процесс разрастания числа заболевших развивается до тех пор, пока не достигнет максимума. Таким образом, характерное свойство эпидемического или эпизоотического процесса состоит в том, что сначала число новых случаев болезни возрастает, а затем уменьшается до нуля. Графически это можно изобразить в виде симметричной одновершинной кривой (колоколообразной кривой).
Математический анализ показал, что начальная численность восприимчивых особей не должна быть ниже отношения числа случаев удаления особей из стада (или популяции) к частоте контактов между восприимчивыми особями. Необходимый предел этого отношения называется порогом эпизоотии (эпидемии).
Приведенная модель, полученная на основе математических выкладок, соответствует реальному положению, так как риск распространения болезни должен быть выше там, где больше плотность популяции и ниже частота удаления заразившихся особей.
Таким образом, найдена возможность прогноза. Что же касается всего множества моделей, то, хотя многие, как мы уже говорили, позволяют решать необходимые задачи, абсолютный результат измерения опасности и масштабов борьбы с ней еще не получен.
Ссылки по теме:
ЗайцеобразныеЭндопаразиты у собак и кошек .Водоросли в прошломЗоологияПроисхождение папоротниковПроисхождениеЭволюция и паразитизмКомпоненты лишайников и их взаимоотношенияОфтальмология стаpеющих кошекМхи. строение 
