Клещи - неприятные маленькие выжившие, пережившие даже динозавров, поскольку они устойчивы к засухе, переносят холод и месяцами обходятся без еды.
Они переносят множество болезней, которые распространяют, вонзая в вас свои зазубренные рты, как ужасную нефтяную вышку. Их трудно удалить и еще труднее убить.
У вас уже мурашки по коже?
Исследователи из Университета Цинциннати изучают защитные механизмы клещей и ищут способы предотвратить переносимые клещами болезни, такие как болезнь Лайма.
Студенты-биологи и профессора Колледжа искусств и наук Макмикена Калифорнийского университета изучают распространение клещей на юго-западе Огайо, болезни, которые они переносят, и их способность противостоять зимам Среднего Запада. Улучшение нашего понимания этих паразитов, вызывающих съеживание, может помочь туристам, любителям прогулок с собаками и любителям природы оставаться здоровыми.
«Мы еще очень многого не знаем о клещах», - сказал доцент Калифорнийского университета Джошуа Бенуа, курирующий исследование. «Известно, что они переносят даже больше болезней, чем комары».
Четыре вида обитают на юго-западе Огайо. Они имеют форму арбузного семени, но могут различаться по размеру от макового семени до головки канцелярской кнопки, с восемью ножками и твердой защитной оболочкой. Проголодавшись по еде, они взбираются на кончик травинки или ветки и машут в воздухе своими очень длинными передними лапами с крючками на концах, поведение, называемое «поиском», до тех пор, пока кролик, олень или человек не пройдут мимо. Они могут обнаружить углекислый газ от своего потенциального хозяина, поэтому они готовы вцепиться в мех или джинсовую ткань, если им представится шанс.
У клещей есть свирепые колючие ротовые части, похожие на храповики, которые позволяют им проникать глубоко в кожу и оставаться там, питаясь кровью хозяина. Они передают болезни через слюну в виде спирохет, штопорообразных бактерий, которые кружатся в кровотоке хозяина.
Студенты факультета биологических наук Калифорнийского университета регулярно собирают клещей в парках округов Гамильтон и Батлер. Клещей дорого культивировать в лаборатории. Им требуется живой хозяин, такой как мышь или кролик. Поэтому для некоторых исследований Калифорнийский университет покупает клещей в лаборатории Университета штата Оклахома.
Наблюдение начинается в Центре полевых исследований Калифорнийского университета к северо-западу от Цинциннати, рядом с Майами-Уайтуотер-Форест. Полевая станция является домом для других исследовательских проектов Калифорнийского университета, изучающих мир природы от местных птиц до бабочек.
Недавним утром докторант Калифорнийского университета Эндрю Розендейл и студенты Алисия Филер, Бенджамин Дэвис и Мэдисен Кимбрел протащили флисовые флаги над кустами и лугами, полными летних полевых цветов, чтобы собрать клещей для своего исследования.
Дэвис, 19 лет, из Уэст-Честера, штат Огайо, и выпускник средней школы Лакота-Уэст, сначала находил клещей отвратительными по тем же причинам, что и все. Биологические лаборатории Калифорнийского университета также изучают тараканов и комаров.
«Среди этих трех видов клещи были лучшим выбором», - сказал он. «А работа на полевой станции - это хороший способ выйти на улицу и познакомиться с природой».
Fieler, 21 год, выпускник средней школы Oak Hills в Цинциннати, хочет стать практикующей медсестрой. Еще будучи студенткой, она участвовала в трех опубликованных научных статьях о клещах. По ее словам, полевые исследования в Калифорнийском университете дают ей ценный опыт как в лаборатории, так и за ее пределами.
«Я так многому научилась - лабораторным методам и даже таким простым вещам, как протоколы безопасности и базовые лабораторные процедуры, как проводить анализы и собирать все данные воедино», - сказала она. «Этот научный опыт поможет мне и в будущих исследованиях».
Кимбрел, 20 лет, специалист по биологии из Монро, штат Огайо, сказала, что изучение темы, которая может иметь потенциальное медицинское значение, является хорошим исследовательским подходом, поскольку она хочет продолжить карьеру в медицине.
"Это здорово, потому что вы можете взять то, чему научились в классе, и применить это в реальном мире", - сказала она.
В лаборатории биологии профессора Бенуа студенты измеряют уровни липидов, белков и гликогена в образцах клещей. Более высокое содержание жира свидетельствует о хорошем питании клещей. И они могут определить, какие болезни переносят клещи, если таковые имеются.
После вылупления яиц клещей детеныши паразитов ищут пищу из крови в каждом из следующих трех жизненных циклов: личинка, нимфа и взрослая особь.
Они могут передавать болезнь на любом этапе своей жизни, если заразятся. Здесь гораздо чаще бывают укушены взрослыми. Но они могут подхватить болезнь и в виде личинок или нимф., - сказал Розендейл из Калифорнийского университета.
И живут до шести лет.
Розендейл, соавтор многочисленных исследований клещей, сказал, что цель исследования - найти способы замедлить или остановить распространение болезни.
"Мы хотим найти лучшие способы их уничтожения, изучая механизмы устойчивости клещей к пестицидам", - сказал он.
Ископаемые данные свидетельствуют о том, что клещи питались динозаврами и другими существами мелового периода 90 миллионов лет назад. Сегодня клещи заражаются болезнью Лайма и другими болезнями от животных, таких как мыши, которые служат резервуаром для бактерий.
«Клещи переносят бесчисленное множество болезней. Постоянно выявляются новые», - сказал Бенуа.
Помимо Лайма, известно, что клещи во многих штатах Среднего Запада и Северо-Востока переносят такие заболевания, как анаплазмоз, эрлихиоз и пятнистая лихорадка Скалистых гор. Укус некоторых клещей-одиночек в Кентукки и Индиане был связан с иммунным ответом, который вызывает у некоторых людей аллергию на красное мясо - расстройство, называемое альфа-гал.
"Это странное состояние. Люди говорят об этом, но это относительно редко", - сказал он.
Врачи должны проявлять бдительность в отношении болезней, переносимых клещами, даже тех, которые обычно не наблюдаются в этой области, сказал доктор Карл Дж. Фихтенбаум, специалист по инфекционным заболеваниям в Медицинском центре Университета Цинциннати и Медицинском центре по делам ветеранов Цинциннати. Центр.
«Лайм здесь редкость. Каждый год мы наблюдаем несколько случаев заболевания», - сказал он. «Кто-то едет в Кейп-Код в отпуск, его укусил клещ, и он возвращается с инфекцией».
Как правило, пациенты с болезнью Лайма жалуются на гриппоподобные симптомы: головную боль, лихорадку и боль в суставах или мышцах, сказал он.
"У них может появиться характерная сыпь вокруг места укуса, но это происходит не у всех", - сказал он.
В отличие от комаров, которые переносят такие вирусы, как Западный Нил или Зика, при укусе клещи передают бактерии, когда кусают нас, сказал Фихтенбаум.
«При клещевых заболеваниях у нас нет иммунитета к бактериальным инфекциям. Мы можем заражаться снова и снова. Наше тело не способно противостоять этому», - сказал он.
Простой курс антибиотиков излечивает большинство болезней, передающихся клещами. Фихтенбаум сказал, что усилия по наблюдению, такие как продолжающееся исследование Калифорнийского университета, бесценны, поскольку помогают врачам понять вероятность заражения пациентов болезнями от местных клещей.
«Я думаю, что здорово исследовать популяцию животных и насекомых, чтобы понять зооноз, заболевание, передающееся живыми животными», - сказал он. «Всегда хорошо, если мы отслеживаем то, что происходит вокруг, чтобы знать возможности».
Пока Лайм не был обнаружен среди клещей, собранных командой Бенуа на месте. Но один вид, собачий клещ, является известным переносчиком пятнистой лихорадки Скалистых гор, которая вызывает головную боль и лихорадку, а иногда через несколько дней - пятнистую сыпь. Он распространен в штатах Среднего Запада и Средней Атлантики.
Если не лечить клещевые заболевания, они могут вызвать целый ряд проблем, от потери слуха до неврологических осложнений.
Болезнь Лайма затрагивает гораздо больше людей в Соединенных Штатах, чем любой патоген, переносимый комарами в Соединенных Штатах.
Около 30 000 случаев болезни Лайма ежегодно регистрируются в Центрах по контролю и профилактике заболеваний. В 2015 году заболевание наблюдалось у пациентов в 40 штатах. Но это не охватывает все диагностированные случаи или многие подозрительные случаи, которые ежегодно остаются недиагностированными, сообщает агентство. В исследовании, проведенном CDC в 2015 году, использовались требования по медицинскому страхованию в период с 2005 по 2010 год, чтобы оценить, что 329 000 человек ежегодно заболевают болезнью Лайма в Соединенных Штатах..
«Подавляющее большинство исследований клещевых болезней проводится там, где распространена болезнь Лайма - на северо-востоке и в верхней части Среднего Запада», - сказал Розендейл из Калифорнийского университета. «В Огайо этому не уделялось большого внимания, потому что исторически болезнь Лайма не была так распространена. У нас не было черноногого клеща. Но в последнее время мы наблюдаем все больше и больше представителей этого вида, поэтому болезнь Лайма становится все более серьезной проблемой».
Любой, кто вырвал клеща из штанины, знает, что он крутой. Но исследования UC показывают, насколько они выносливы.
Исследование UC, опубликованное в 2016 году журналом Ticks and Tick-Borne Diseases, показывает, что у клещей мало проблем с выживанием типичной зимы в Огайо. Бенуа, Розендейл и их соавторы-студенты исследовали холодоустойчивость американского собачьего клеща, подвергая их воздействию низких температур до -9 градусов по Фаренгейту. Они определили, что ни один клещ не выжил более двух часов при такой температуре. Но клещи могли выдерживать температуру чуть выше 0 градусов, и большинство из них выдерживало температуру в 20 градусов в течение как минимум двух недель.
Та же группа выступила соавтором другого исследования, опубликованного в Журнале экспериментальной биологии, в котором было обнаружено, что клещи могут выдерживать длительные периоды засухи, выдерживая обезвоживание, даже если они обходятся без еды до 18 недель.
Похоже, что некоторые виды клещей расширяют свой ареал, а это означает, что болезни, которые они переносят, могут стать новой проблемой, сказал Розендейл.
«Мы ожидаем увидеть больше зарегистрированных случаев болезни Лайма», - добавил он. «Более высокие температуры и более мягкие зимы позволяют им выжить. Мы наблюдаем изменения в распределении населения, а также увеличение его численности».
Местные парки уделяют пристальное внимание исследованиям UC. В рамках разрешения Калифорнийский университет согласился поделиться результатами наблюдения.
«Это проблема общественного здравоохранения. Мы хотим быть в курсе того, что у нас есть в наших парках - есть ли там болезни и как люди могут защитить себя», - сказала Зуриджанна Картер, специалист по природным ресурсам Великих парков. округа Гамильтон.
В районе парка время от времени звонят жители, обеспокоенные болезнью после обнаружения клеща, сказала она.
«Исследования, проводимые Калифорнийским университетом, помогут узнать больше о клещах в Огайо», - сказал Картер. «Это похожее исследование в том, как мы отслеживаем болезни, переносимые комарами».
Бенуа опубликовал исследования различных паразитов, в том числе мух цеце. В этом году он отправился в Антарктиду, чтобы изучить другой вид членистоногих, клещей.
Но клещи обитают и там, в одном из самых враждебных и отдаленных уголков планеты. Они живут за счет чего еще? - пингвины.