Пашенная полевка, или темная полевка наносит значительный урон агропромышленному комплексу России, истребляя сельскохозяйственные культуры. Они обгладывают кору плодовых деревьев и лесных насаждений, загрязняют стога сена и животноводческие строения. Этот вид является природным носителем возбудителей клещевого энцефалита и туляремии, что должно быть предметом особого внимания сельскохозяйственных ветеринаров.

Опасность, которую несет этот грызун, вынуждает принимать меры для контроля ее численности. Одним из ключевых факторов физиологии размножения этих животных является маркировочное поведение, а именно выработка кожного секрета, которым полевки «помечают» местность, оставляя химические сигналы для соплеменников. Большое значение в качестве источников этих сигналов у полевок отводят специфическим кожным железам. Они расположены в углах рта, в области верхнего и нижнего века, на затылке, по бокам крестцовой области (у самцов), в анальной области, а также на подошвах лап (эккриновые железы). И, хотя маркировка субстрата для полевок имеет меньшее значение, чем для крыс, информация об этом существенна для профилактики и борьбы с болезнями животных.

Гистохимическая активность кожных желез может оказывать влияние на выработку секрета, при этом активность разнополых особей различается, что можно считать проявлением физиологического полового диморфизма.

В журнале «Ветеринария сельскохозяйственных животных» 01/2022 была опубликована исследовательская работа, проведенная А. Киладзе и Н. Джемухадзе. Исследование позволяет оценить уровень полового диморфизма у самцов и самок пашенной полевки по фосфатазной активности кожных желез с помощью методов биоинформатики. Полученные знания можно применять для составления плана профилактики заразных и незаразных болезней животных на ферме.

В рамках эксперимента были изучены сальные и эккриновые железы пашенной полевки Microtus agrestis Linnaeus, отловленной в Рязанской области. Материал для гистохимического исследования взят от 6 взрослых самцов и 6 взрослых самок в весенне-летний период. Исследовались кожные железы углов рта и анальной области, а также эккриновые железы подошв лап. Гистохимические реакции проводили на кислую фосфатазу (далее – КФ), щелочную фосфатазу (далее – ЩФ) и аденозинтрифосфатазу (далее – АТФаза).

Методы диагностики сельскохозяйственных и других животных включают работу с компьютерными программами. Поэтому в программе Python с использованием библиотеки NumPy были сформированы массивы данных по самцам и самкам пашенной полевки, содержащие цифровые аналоги гистоэнзиматической активности кожных желез. В каждом массиве данных содержалось девять элементов по трем типам фосфатаз (КФ, ЩФ и АТФаза) и трем топографическим участкам (железы углов рта, анальные железы и эккриновые железы подошв лап).

Половой диморфизм определяли по разности между массивом данных самцов и массивом данных самок. Найденная разница отразила межполовой паритет, а также половой диморфизм в двух вариантах: доминирование самцов над самками или доминирование самок над самцами. Учёные предложили учитывать два комплексных коэффициента, отражающих соотношение полового паритета и полового диморфизма.

Результаты и выводы для ветеринаров в сельском хозяйстве

Полученные данные гистоэнзиматического исследования позволяют провести сопоставительный анализ активности фосфатаз в кожных железах разнополых особей.Активность КФ в кожных железах углов рта и анальной области отличается высоким уровнем как у самцов, так и у самок пашенной полевки, при этом эккриновые железы подошв лап демонстрируют низкую активность КФ у самцов и умеренную – у самок полевки, что указывает на проявление полового диморфизма в пользу самок.

Активность ЩФ в кожных железах углов рта и анальной области имеет средний уровень у самцов и умеренный – у самок, что указывает на наличие полового диморфизма в пользу самцов. Признаков полового диморфизма в эккриновых железах подошв лап не выявлено, так как оба пола демонстрируют одинаково высокий уровень активности ЩФ.

Активность АТФазы имеет схожую картину с активностью ЩФ: для самцов характерен средний уровень активности АТФазы в железах углов рта и анальной области, при этом у самок данный показатель имеет умеренный характер, что говорит о половом диморфизме в пользу самцов. Высокая активность АТФазы также зарегистрирована как у самцов, так и у самок в эккриновых железах подошв лап. Это указывает на половой паритет.

На следующем этапе провели биоинформатический анализ истохимических данных, позволивший сформулировать алгоритм оценки полового диморфизма в программе Python. Результаты были представлены в виде трех исходов с определенной частотой встречаемости.

В четырех случаях преобладает гистоэнзиматическая активность кожных желез у самцов пашенной полевки. У самок доминирование по гистохимическим параметрам кожных желез выявлено только в одном случае. Паритетное соотношение гистоэнзиматической активности кожных желез (отсутствие полового диморфизма) составило четыре случая. Таким образом, полученные данные говорят о превалировании гистоэнзиматической активности кожных желез самцов над самками при довольно значительном половом паритете.

Заключительный этап исследования связан с нахождением соотношения случаев полового паритета и всех случаев полового диморфизма. Полученные данные показывают больший уровень полового диморфизма (56%) над половым паритетом (44%), что, характерно для гистоэнзиматической активности кожных желез пашенной полевки. Это может являться одним из критериев, который необходимо учитывать в оценке маркировочного поведения и физиологии размножения грызунов. Знание особенностей полового поведения вредителей должно быть включено в программы повышения квалификации ветеринарных специалистов.

Исследование дополнительно доказало пользу использования современных методов программирования в практике гистохимии ферментов, что позволяет получить более точные и достоверные данные, проводить более эффективную диагностику сельскохозяйственных животных. Оценка полового диморфизма по гистоэнзиматической активности кожных желез полевки является одним из необходимых аспектов изучения физиологии их размножения. Вот почему данную работу можно рассматривать в контексте биологических основ управления численностью пашенной полевки, наносящей ущерб агропромышленному комплексу России.

Ознакомиться с полной версией материала и другими публикациями вы можете, оформив подписку на журнал «Ветеринария сельскохозяйственных животных » ИД «ПАНОРАМА».