БИОИНДИКАТОРЫ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВИДЫ - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА - 2024

Эти биомаркеры являются биологическими процессами, сообщества или видов, для оценки качества окружающей среды и его динамики во время. Они используются для оценки воздействия деятельности человека на экосистемы путем изучения реакции биоты на создаваемый стресс.

Мы должны учитывать, что любая деятельность оказывает воздействие на окружающую среду, которое может быть положительным или отрицательным. Однако деятельность человека почти исключительно оказывает негативное воздействие на окружающую среду, которое сказывается на экосистемах и их биоте.

Рисунок 1. Канарейка, птица, используемая в качестве биоиндикатора токсичных газов в шахтах. Источник: pixabay.com

К ущербу окружающей среде, причиненному деятельностью человека, относятся, среди прочего, загрязнение выбросами и промышленными или городскими твердыми отходами, истощение природных ресурсов из-за чрезмерной эксплуатации.

Все эти воздействия вызывают стресс в существующей биоте и поэтому называются антропогенными стрессовыми факторами, чтобы отличать их от естественных стрессоров, таких как периоды интенсивной засухи или колебания температур из-за климатических воздействий.

Разработка и применение биоиндикаторов возникли в 1960-х годах, и с тех пор их репертуар расширился в области изучения водной и наземной среды под влиянием антропогенных стрессоров.

Биоиндикаторы позволяют отслеживать химико-физические изменения окружающей среды, контролировать экологические процессы, прямо или косвенно обнаруживать наличие загрязняющих веществ и в целом обнаруживать изменения окружающей среды.

Общая характеристика биоиндикаторов

Биоиндикатор, будь то биологический процесс, сообщество или вид, независимо от типа изменения окружающей среды, которое он измеряет, и рассматриваемого географического региона, должен соответствовать определенным характеристикам:

-Он должен быть чувствительным к нарушениям или стрессу, но не умирать или исчезать из-за них. Вид или сообщество биоиндикаторов должны обладать умеренной устойчивостью к изменчивости окружающей среды.

- Должна быть возможность измерить вашу реакцию на стресс. Биологические процессы внутри человека также могут выступать в качестве биоиндикаторов.

-Ваш ответ должен быть репрезентативным для всей экосистемы, популяции или вида.

-Он должен реагировать в зависимости от степени загрязнения или деградации окружающей среды.

- Он должен быть многочисленным и обычным, представляя адекватную плотность населения в конкретной исследуемой области. Кроме того, он должен быть относительно устойчивым, преодолевать умеренные климатические и экологические колебания.

- Должна быть информация о биоиндикаторе, хорошее понимание его экологии и истории жизни, а также хорошо документированная и стабильная таксономия. Кроме того, его отбор должен быть простым и недорогим.

-Он должен иметь общественное, экономическое и коммерческое значение для других целей.

В случае использования индивидов в качестве биоиндикаторов необходимо учитывать их возраст и генотипические различия. Также необходимо убедиться, что другие факторы окружающей среды не мешают исследованию, и дополнить информацию токсикологическими тестами на окружающую среду.

Виды биоиндикаторов

Классификация биоиндикаторов варьируется в зависимости от характеристик, которые должны быть выделены в системе классификации. Например, мы можем классифицировать биоиндикаторы в зависимости от их сложности на виды биоиндикаторов, сообщества или экосистемы. Но мы также можем классифицировать их по среде, которую они отслеживают.

Виды биоиндикаторов

Все существующие виды (или группы видов) могут выдерживать ограниченный диапазон физических, химических и биологических условий окружающей среды. Эта функция может использоваться для оценки качества окружающей среды.

Например, форель, обитающая в холодных водотоках на западе США, переносит температуру от 20 до 25 ° C, поэтому эту термочувствительность можно использовать в качестве биоиндикатора температуры воды.

Эта же форель на клеточном уровне реагирует на повышение температуры воды (сжиганием и вырубкой окружающих лесов). В этих случаях они синтезируют белок теплового шока, который защищает их клетки от воздействия повышенной температуры.

Количественное определение этих белков теплового шока у этого вида позволяет измерить тепловой стресс форели и косвенно оценить изменение окружающей среды из-за вырубки и сжигания лесов, окружающих водоем.

Сообщества биоиндикаторов

Целые сообщества, которые охватывают широкий спектр диапазонов толерантности к множеству факторов окружающей среды, могут служить биоиндикаторами для оценки состояния окружающей среды на основе комплексного и целостного подхода. Эти исследования включают использование анализа множества переменных окружающей среды.

Биоиндикаторные экосистемы

Утрата услуг, предоставляемых экосистемами, таких как чистая вода и воздух, опылители растений, среди прочего, считается индикатором состояния здоровья экосистемы.

Например, гибель пчел, которые являются опылителями, считается показателем ухудшения состояния окружающей среды, поскольку они чувствительны к присутствию тяжелых металлов, пестицидов и радиоактивных веществ.

Биоиндикаторы в зависимости от окружающей среды, которую они контролируют

Как указывалось выше, биоиндикаторы также можно классифицировать в зависимости от среды, из которой они предоставляют информацию. Следуя этой классификации, у нас есть биоиндикаторы качества воздуха, воды и почвы.

Биоиндикаторы качества воздуха

Среди биоиндикаторов качества воздуха есть те организмы, которые чувствительны к изменениям концентрации определенных газов.

Например, лишайники (симбиотические ассоциации между грибами, микроводорослями и / или цианобактериями) и мохообразными очень чувствительны к атмосферным газам, потому что они поглощают их через свое тело.

Эти организмы не имеют кутикулы или корней, а их высокое соотношение поверхность / объем способствует поглощению и накоплению атмосферных загрязнителей, таких как диоксид серы. Поэтому его исчезновение на определенных участках - показатель плохого качества воздуха.

С другой стороны, есть также лишайники (например, Lecanora conizaeoides), присутствие которых свидетельствует о плохом качестве воздуха.

Рис. 2. Лишайник Lecanora conizaeoides. Источник: Ежи Опиола, Wikimedia Commons Еще одним примером является давнее использование канарейек в качестве биоиндикаторов небезопасных условий на подземных угольных шахтах в Великобритании из-за их острой чувствительности к небольшим концентрациям окиси углерода (CO ₂ ) и метана. (CH ₄ ).

Эта чувствительность связана с тем, что у канареек низкая емкость легких и однонаправленная система вентиляции. По этой причине канарейки гораздо более чувствительны к вредным газам, чем люди.

Биоиндикаторы качества воды

К биоиндикаторам качества воды относятся, в частности, бактериальные микроорганизмы, простейшие, макробеспозвоночные, водоросли и мхи; чувствителен к наличию токсичных загрязнителей.

Например, наличие сообществ различных таксонов водных макробеспозвоночных в реке является индикатором экологического и биоразнообразия. Чем больше число присутствующих таксонов, тем лучше здоровье водоема.

Другими биоиндикаторами состояния рек являются выдры, так как они быстро покидают водоемы с низким содержанием загрязняющих веществ. Их присутствие указывает на хорошее состояние реки.

Морские губки также использовались в качестве биоиндикаторов тяжелых металлов, таких как ртуть и кадмий, фекальных веществ и других. Обнаружение исчезновения губок в морских водах является индикатором потери качества воды.

Присутствие в водоеме водорослей в плотных концентрациях является показателем высокого уровня растворенного фосфора и азота, который может поступать из удобрений, сброшенных в воду. Сброшенные удобрения вызывают накопление питательных веществ и эвтрофикацию водной среды.

Биоиндикаторы качества почвы

В качестве показателей качества почвы можно упомянуть часть биоты этой среды обитания, то есть некоторые растения, грибы и бактериальные микроорганизмы.

Если они предъявляют особые требования для своего выживания, эти организмы будут индикаторами существования этих условий.

Например, дождевые черви являются биоиндикаторами качества почвы, поскольку некоторые виды, такие как Eisenia fétida и E. andrei, чувствительны, среди прочего, к пестицидам, нефтепродуктам, тяжелым металлам. Эти биоиндикаторы используются в исследованиях токсичности почвы.

Ссылки

1. Челли, Г. и Макканьяни, Б. (2003). Медоносные пчелы как биоиндикаторы загрязнения окружающей среды. Бюллетень инсектологии 56 (1): 137-139.
2. Конеса Фдез-Витора, В. (2010). методическое руководство по оценке воздействия на окружающую среду. Четвертое издание. Издания Мунди-Пренса. С. 864.
3. Гадзала-Копчуч, Р., Берецка, Б., Бартошевич, Ю. и Бушевски, Б. (2004). Некоторые соображения о биоиндикаторах в мониторинге окружающей среды. Польский журнал экологических исследований Том 13, № 5, 453-462.
4. Market, BA, Breure, AM и Zechmeister, HG (2003). Определения, стратегии и принципы биоиндикации / биомониторинга окружающей среды. В кн .: Биоиндикаторы и биомониторы. Market, BA, Breure, AM и Zechmeister, HG редакторы. Elsevier Science Ltd.
5. Маркерт, Б. (2007). Определения и принципы биоиндикации и биомониторинга следов металлов в окружающей среде. Журнал микроэлементов в медицине и биологии, 21, 77–82. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2007.09.015