Size and structure of the Mediterranean medicinal leech, Hirudo verbana populations inhabiting wetlands around Lake Eğirdir, Turkey

In the present study size and structure of the Mediterranean medicinal leech (Hirudo verbana Carena, 1820) populations inhabiting wetlands around Lake Eğirdir (Turkey) were investigated. Population size was estimated by removal methods, age classes were estimated for the first time in leeches (Hirudinea) using “Modal Progression Analysis” of body length frequencies using Bhattacharya's method. The population size and biomass of medicinal leeches around Lake Eğirdir were estimated to be 1,562,696 ± 805,613 leeches and 467.26 ± 172.91 kg, respectively. Three age classes were identified; the age group of 0+ was dominant with 78.6%. While 89.9% of the individuals weighed less than 1 g, whereas the broodstock was estimated to represent only 7%. Body weight, body length and condition factor were found to be 0.52 ± 1.19 g, 4.5 ± 2.4 cm and 0.620 ± 0.123, respectively. This study reveals that the population size of H. verbana in the wetlands around Lake Eğirdir is relatively well preserved and there is no significant threat to the sustainability of the exploitation of the medicinal leech populations. It is concluded that the stability of the lake's water budget, the variety and abundance of the host in the undamaged wetlands, the socioeconomic structure of the leech collectors, the sales policies, and the effective activities of conservation and control units might affect conservation status of the medicinal leech populations inhabiting wetlands around Lake Eğirdir.

Spectral responses across a dorsal–ventral array of dermal sensilla in the medicinal leech

How do animals use visual systems to extract specific features of a visual scene and respond appropriately? The medicinal leech, Hirudo verbana, is a predatory, quasi-amphibious annelid with a rich sensorium that is an excellent system in which to study how sensory cues are encoded, and how key features of visual images are mapped into the CNS. The leech visual system is broadly distributed over its entire body, consisting of five pairs of cephalic eyecups and seven segmentally iterated pairs of dermal sensilla in each mid-body segment. Leeches have been shown to respond behaviorally to both green and near ultraviolet light (UV, 365–375 nm). Here, we used electrophysiological techniques to show that spectral responses by dermal sensilla are mapped across the dorsal–ventral axis, such that the ventral sensilla respond strongly to UV light, while dorsal sensilla respond strongly to visible light, broadly tuned around green. These results establish how key features of visual information are initially encoded by spatial mapping of photo-response profiles of primary photoreceptors and provide insight into how these streams of information are presented to the CNS to inform behavioral responses.

Вплив гірудотерапії на репродуктивну функцію лабораторних щурів

Згідно з останніми даними щодо ветеринарії та сільського господарства одним із важливих чинників зменшення поголів’я у тваринництві є порушення фертильності тварин. Тому актуальним завданням постає пошук різних методів, які сприятимуть зменшенню безпліддя. Особливу увагу привертають природні фактори, до яких належить і гірудотерапія – використання медичних п’явок, біологічно активні речовини яких мають широкий спектр терапевтичних ефектів. Тому метою нашої роботи стало дослідження впливу медичної п’явки на репродуктивну функцію самців щурів, які є загальноприйнятою моделлю в біологічних і доклінічних експериментах. Роботу виконано на 40 нелінійних білих самцях та 40 самицях щурів вагою 250–270 г і віком 6,5–7 місяців та їх новонародженому приплоді. Дослідження проводили на тваринах, які пройшли карантинний режим і не мали зовнішніх проявів захворювання. Для проведення дослідження на самцях було сформовано дві групи тварин – контрольну й експериментальну. Дослідним самцям після їх фіксації робили приставки на куприкову зону медичної п’явки Hirudo verbana із середньою вагою 1,1±0,2 г один раз на тиждень (двічі перед спарюванням і двічі після спарювання з інтактними самицями). Фіксуючі маніпуляції робили також із контрольними самцями, проте без приставок п’явок, після чого їх спарювали з інтактними самицями. Дослід із самцями тривав протягом 1 місяця, із самицями – до народження в них приплоду. У самців досліджували вагу тіла, лімфоїдних органів та надсім’яників, враховували загальну кількість сперматозоїдів і їх фертильність. В інтактних самиць визначали загальну кількість приплоду та їх вагу. Згідно з експериментальними даними в дослідних самців за гірудологічного впливу відбувається збільшення ваги тіла (на 16,8%) та лімфоїдних органів (тимус – на 23,0%, селезінка – на 11,5%) порівняно з контрольною групою тварин (р<0,05). Наші експериментальні дані доводять, що гірудологічний вплив також сприяв позитивній стимуляції показників репродуктивної функції самців: збільшувалася вага надсім’яників, кількість сперматозоїдів в еякуляті з паралельним зниженням морфологічно дефектних гамет серед них порівняно з інтактними тваринами. Стимуляція репродуктивних ознак у дослідної групи самців сприяла підвищенню фертильності в інтактних до гірудологічного впливу самиць, які народжували більший за кількістю й вагою приплід із майже нульовою їх смертністю.

Macrobdella decora: Old World Leech Gut Microbial Community Structure Conserved in a New World Leech

ABSTRACT Leeches are found in terrestrial, aquatic, and marine habitats on all continents. Sanguivorous leeches have been used in medicine for millennia. Modern scientific uses include studies of neurons, anticoagulants, and gut microbial symbioses. Hirudo verbana, the European medicinal leech, maintains a gut community dominated by two bacterial symbionts, Aeromonas veronii and Mucinivorans hirudinis, which sometimes account for as much as 97% of the total crop microbiota. The highly simplified gut anatomy and microbiome of H. verbana make it an excellent model organism for studying gut microbial dynamics. The North American medicinal leech, Macrobdella decora, is a hirudinid leech native to Canada and the northern United States. In this study, we show that M. decora symbiont communities are very similar to those in H. verbana. We performed an extensive study using field-caught M. decora and purchased H. verbana from two suppliers. Deep sequencing of the V4 region of the 16S rRNA gene allowed us to determine that the core microbiome of M. decora consists of Bacteroides, Aeromonas, Proteocatella, and Butyricicoccus. The analysis revealed that the compositions of the gut microbiomes of the two leech species were significantly different at all taxonomic levels. The R2 value was highest at the genus and amplicon sequence variant (ASV) levels and much lower at the phylum, class, and order levels. The gut and bladder microbial communities were distinct. We propose that M. decora is an alternative to H. verbana for studies of wild-caught animals and provide evidence for the conservation of digestive-tract and bladder symbionts in annelid models. IMPORTANCE Building evidence implicates the gut microbiome in critical animal functions such as regulating digestion, nutrition, immune regulation, and development. Simplified, phylogenetically diverse models for hypothesis testing are necessary because of the difficulty of assigning causative relationships in complex gut microbiomes. Previous research used Hirudo verbana as a tractable animal model of digestive-tract symbioses. Our data show that Macrobdella decora may work just as well without the drawback of being an endangered organism and with the added advantage of easy access to field-caught specimens. The similarity of the microbial community structures of species from two different continents reveals the highly conserved nature of the microbial symbionts in sanguivorous leeches.

The Draft Reference Genome for Hirudo verbana, the Medicinal Leech

The medicinal leech, Hirudo verbana, is a powerful model organism for investigating fundamental neurobehavioral processes. The well-documented arrangement and properties of H. verbana’s nervous system allows changes at the level of specific neurons or synapses to be linked to physiological and behavioral phenomena. Juxtaposed to the extensive knowledge of H. verbana’s nervous system is a limited, but recently expanding, portfolio of molecular and multi-omics tools. Together, the advancement of genetic databases for H. verbana will complement existing pharmacological and electrophysiological data by affording targeted manipulation and analysis of gene expression in neural pathways of interest. Here, we present the first draft genome assembly for H. verbana, which is approximately 250 Mbp in size and consists of 61,282 contigs. Whole genome sequencing was conducted using an Illumina sequencing platform followed by genome assembly with CLC-Bio Genomics Workbench and subsequent functional annotation. Ultimately, the diversity of organisms for which we have genomic information should parallel the availability of next generation sequencing technologies to widen the comparative approach to understand the involvement and discovery of genes in evolutionarily conserved processes. Results of this work hope to facilitate comparative studies with H. verbana and provide the foundation for future, more complete, genome assemblies of the leech.

Closed Genome Sequence of Aeromonas veronii Strain Hm21, an Isolate from the Medicinal Leech Hirudo verbana

ABSTRACT Aeromonas veronii strain Hm21 was isolated from the medicinal leech Hirudo verbana and is used for genetic studies. We present here the 4.71-Mbp genome with a 56-kb plasmid and identify the mutations present in strains commonly used for genetic engineering.