Микроспоридии — микроскопические внутриклеточные паразиты, которых невозможно заметить при обычном наблюдении за животным. Чтобы обнаружить заражение, исследователю приходится работать уже на другом масштабе: вскрывать животных, изучать их внутренние ткани под микроскопом и искать характерные споры паразита.
Проект Юрия Токарева был посвящён поиску микроспоридий сразу в нескольких средах Крильона — на суше, в пресных водах и в море. Такой подход позволял не ограничиваться одной группой хозяев, а проверить широкий спектр животных, живущих рядом на одной территории.
Время экспедиции оказалось особенно удачным для такой работы. Оно совпало с нерестом лососёвых и активным лётом чешуекрылых и других насекомых. Насекомых собирали сачками и с помощью светоловушек, а сотрудничество с энтомологами, ихтиологами и гидробиологами, работавшими в той же экспедиции, дало доступ к материалу из разных частей экосистемы. Ботаники помогали определять кормовые растения насекомых-фитофагов.
На полевом стационаре можно было проводить полноценные паразитологические вскрытия и сразу исследовать внутренние ткани животных под микроскопом.
В результате была собрана коллекция и проведён скрининг очень широкого круга организмов: наземных насекомых — прямокрылых, жесткокрылых и чешуекрылых; водных насекомых — стрекоз, веснянок и ручейников; морских ракообразных — раков-отшельников, равноногих, десятиногих и бокоплавов. Кроме того, исследовались проходные лососёвые и пресноводные колюшковые рыбы, а также некоторые их паразиты.
Одна из наиболее интересных находок была сделана у раков-отшельников рода Pagurus. Всего исследователи работали с четырьмя их видами, и у одного из них обнаружили микроспоридию, сходную с паразитами, которые ранее находили у раков-отшельников в других регионах России.
Для дальнейшего изучения был подготовлен образец геномной ДНК — материал планировалось использовать для полногеномного секвенирования, которое должно помочь точнее определить найденного паразита и сравнить его с родственными микроспоридиями.
Но работа не ограничилась поиском паразитов в природных популяциях. Во время экспедиции исследователи собрали два вида бабочек — желтогузку Euproctis similis и медведицу кайя Arctia caja. Их гусениц удалось содержать в лаборатории и превратить в экспериментальные модельные объекты для дальнейшей работы с микроспоридиями.
Для гусениц проверяли разные виды травянистых и древесных растений, чтобы определить подходящий корм. В случае медведицы кайя исследователям удалось не только подобрать подходящие кормовые растения, но и разработать способ выращивания гусениц на искусственной питательной среде. Это позволяет поддерживать культуру насекомых в лаборатории и проводить воспроизводимые эксперименты уже после завершения полевой экспедиции.
Следующим этапом стали экспериментальные заражения. Было показано, что гусеницы желтогузки восприимчивы к микроспоридии, выделенной из рака-отшельника. Гусеницы медведицы кайя оказались восприимчивы к микроспоридиям, полученным из других чешуекрылых — крестовниковой огнёвки и крапивницы.
Этот результат выводит проект за рамки простой инвентаризации. В поле исследователь сначала ищет паразита в естественном хозяине, затем получает его биологический материал, создаёт лабораторную культуру потенциального тест-организма и проверяет возможность заражения экспериментально. Так природная находка превращается в модель, на которой можно продолжать изучение биологии паразита уже в контролируемых условиях.
Для «Анивы» этот проект важен ещё и как пример того, насколько тесно связаны разные части экосистемы Крильона. За одну экспедицию исследование охватило наземных и водных насекомых, морских ракообразных, пресноводных и проходных рыб. Микроскопические паразиты становятся ещё одним уровнем биоразнообразия, который невозможно увидеть при обычной инвентаризации территории.
Работа также показала ценность комплексных экспедиций, в которых специалисты разных направлений работают одновременно. Материал, собранный энтомологами, ихтиологами и гидробиологами, мог сразу использоваться паразитологом, а помощь ботаников позволяла связывать найденных насекомых с их кормовыми растениями. В результате одна полевая программа давала материал сразу для нескольких взаимосвязанных исследований.
Следующие этапы работы связаны с молекулярным исследованием обнаруженной у рака-отшельника микроспоридии и продолжением экспериментов на созданных лабораторных культурах насекомых.