Bioindicator - ce este? Definiție, tipuri și tipuri de bioindicatori

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-12 12:15

În cercetarea mediului sunt folosite diferite metode. Una dintre ele poate fi bioindicația. Această abordare presupune studierea stării anumitor organisme vii pentru a obține informații despre habitatul lor. Pentru a înțelege caracteristicile efectuării unor astfel de studii, ar trebui să luați în considerare ce este un bioindicator. Aceasta va oferi informațiile necesare despre o astfel de metodologie de cercetare.

Definiție generală

Un bioindicator este un organism viu și, eventual, o întreagă specie sau comunitate care trăiește într-un anumit sistem ecologic și poate servi ca o reflectare a stării sale. Mai mult, pe parcursul studiului se estimează numărul de indivizi din populație, starea și comportamentul acestora. Pe baza informațiilor primite, se poate aprecia prezența poluanților, toxinelor, agenților cancerigeni etc. în habitatul natural.

Bioindicatorii sunt plante sau animale a căror stare depinde direct demediul lor. Utilizarea unei astfel de tehnici în cursul studiului are multe avantaje. Uneori este posibil să obțineți informațiile necesare despre starea mediului doar pe baza bioindicatorilor. Economisirea de bani și timp pentru analize fizice și chimice complexe este un avantaj cert.

Bioindicatori - plante și animale care rezumă date importante despre poluanți, rata de schimbare. Acestea vă permit să determinați locul de acumulare și căile de intrare a substanțelor nocive, gradul și severitatea efectului toxinelor asupra ființelor vii, inclusiv asupra oamenilor.

În cursul cercetării este evaluată biocenoza unor astfel de indicatori. În același timp, ambii reprezentanți ai faunei și florei sunt interesanți pentru cercetători. În cursul observațiilor, este posibil să se evalueze gradul de expunere cronică la toxine chiar și la concentrații scăzute. Ele afectează funcțiile și starea generală a organelor interne ale animalelor, părțile simetrice ale corpului și raporturile acestora.

Tipologie

Bioindicatori - plante și animale care trăiesc în apă, aer, sol. Astfel de organisme pot fi bacterii sau alge, precum și nevertebrate, cum ar fi crustacee, ciliați, moluște. Datele despre pești și animale pot fi folosite în timpul studiului.

Bioindicatorii solului sunt cel mai adesea plantele care cresc în sălbăticie. În funcție de starea lor, este posibil să se determine aciditatea, capacitatea de umiditate, densitatea și temperatura solului. De asemenea, prin apariția anumitor plante se poate determina conținutul de oxigen din sol, cantitateanutrienți, precum și săruri și metale grele.

Coniferele pot oferi informații despre sol pe tot parcursul anului. În acest caz, nu sunt utilizați doar indicatori morfologici, ci și o serie de modificări biochimice. Acest lucru vă permite să obțineți informații fiabile. Caracterele morfologice sunt uneori variabile.

Deci, de exemplu, urzicile obișnuite pot demonstra cât de mult calciu este în sol. Unele plante sunt galofile. Le plac solurile saline. Dacă cresc într-o zonă dată, colonizând activ teritorii, atunci pământul este sărat treptat.

Pentru a evalua starea apei, se fac studii pe bioindicatori precum larvele unor insecte, anumite tipuri de alge, crustacee superioare, bacterii luminoase.

Mușchii și lichenii pot fi bioindicatori ai aerului. Calitățile lor fizice variază foarte mult în funcție de condițiile de creștere.

Funcții la alegere

Plantele și bioindicatorii animalelor sunt selectați pentru cercetare după un anumit principiu. A fost formulat de unul dintre cei mai faimoși ecologisti americani Yu. Odum. El își propune să țină cont de următoarele afirmații la selecția bioindicatorilor:

1. Există specii stenotopice și euritopice de organisme vii. Primii sunt capabili să trăiască numai în anumite condiții, astfel încât domeniul lor de aplicare este limitat. Speciile euritopice sunt larg răspândite în natură, au rezistență ecologică. Prin urmare, sunt mai puțin potrivite pentru cercetare decât speciile stenotopice.
2. Tipurile mai mari de bioindicatori sunt studiate mai des decât cei mici. Acest lucru se explică prin rata de rotație în biocenoză. Este mai mare la speciile mici, așa că la momentul studiului este posibil să nu intre în eșantion, mai ales în procesul de analiză cu o frecvență mare.
3. Pentru a selecta o specie sau grupul acesteia pentru cercetare, vor fi necesare informații experimentale și de teren despre valorile limită ale unui anumit factor. În același timp, sunt luate în considerare posibilele reacții compensatorii ale bioindicatorului, toleranța la specii.
4. Proporția diferitelor populații, specii sau comunități este mai indicativă și, prin urmare, este utilizată ca indicator de încredere. Doar o singură specie nu poate transmite pe deplin amploarea schimbărilor de mediu. Astfel de schimbări trebuie luate în considerare ca un întreg, și nu doar într-o singură direcție.

De asemenea, este de remarcat faptul că cei mai buni bioindicatori sunt speciile care oferă un răspuns imediat, precum și fiabilitatea informațiilor furnizate. Eroarea nu trebuie să depășească 20%. De asemenea, cu ajutorul unor astfel de bioindicatori, ar trebui să fie ușor să obțineți informațiile necesare. Specia trebuie să fie prezentă constant în natură, astfel încât cercetătorul să poată evalua starea sa în orice moment.

Soiuri

Există diferite tipuri și tipuri de bioindicatori. Toate organismele vii potrivite pentru astfel de cercetări pot fi împărțite în două grupe:

1. Înregistrare.
2. Acumulativ.

În primul caz, organismele vii reacționează la schimbările din mediu prin schimbaremărimea populației. De asemenea, pot modifica fenotipul, tulburările somatice sau afectarea țesuturilor. Pot apărea diverse deformări, ritmul de creștere se modifică. Pot fi prezente și alte semne foarte vizibile.

De exemplu, bioindicatorii de înregistrare sunt lichenii, ace de copac. Pe ele apar necroză, cloroză, uscăciune. Înregistrarea bioindicatorilor nu face întotdeauna posibilă stabilirea cauzelor modificărilor care au avut loc. În acest caz, vor fi necesare cercetări suplimentare pentru a determina de ce s-au schimbat populația, aspectul final, distribuția în natură etc.. Astfel de modificări pot fi rezultatul diferitelor procese.

Organisme-bioindicatorii pot fi de tip acumulativ. Ei concentrează toxinele, poluarea în interiorul corpului lor, în diferite țesuturi, părți ale corpului sau organe. Pe parcursul studiului se determină gradul de poluare a mediului în urma analizei chimice. De exemplu, cochilii de crustacee, larve de insecte, precum și unele organe ale mamiferelor (creier, rinichi, splină, ficat etc.), mușchii pot fi un bioindicator acumulativ.

Organismele vii reacţionează imediat la întregul complex de substanţe nocive care intră în mediu. Prin urmare, o astfel de tehnică nu permite stabilirea exactă a concentrației unei singure toxine. Dar, în același timp, avantajul utilizării bioindicației vă permite să determinați exact cum și cât de multă poluare afectează populația.

Organisme de testare

Organismul de testat poate fi un bioindicator al mediului. Aceștia sunt reprezentanți ai florei sau faunei care sunt utilizați în cadrul controlului calității condițiilor de mediu din laborator. Ei efectuează experimente adecvate. Poate fi, de exemplu, unicelulare, protozoare, artropode. Plantele precum mușchi sau plante cu flori pot fi, de asemenea, organisme de testare.

Principala caracteristică a unor astfel de organisme este posibilitatea de a obține culturi din plante sau animale omogene genetic. În acest caz, prototipul este comparat cu controlul. Acest lucru vă permite să obțineți informații fiabile despre factorul perturbator. În caz contrar, din cauza diferențelor individuale normale dintre indivizi, nu va fi posibil să obțineți un rezultat de încredere.

Metode de analiză

Bioindicatorii și contaminarea mediului lor sunt examinate prin analiză comparativă cu un specimen de control. Pot exista abordări diferite în acest sens.

Prima metodă presupune compararea caracteristicilor corespunzătoare în afara zonei de influență. Deci, de exemplu, plantele cultivate în zona de poluare industrială sunt comparate cu culturile care au crescut în afara zonei de influență antropică.

A doua tehnică presupune compararea eșantionului cu rezultatele experimentului. O parte a plantelor de testare intră în contact în condiții de laborator cu aerul, solul, apa poluată, iar a doua parte - cu medii curate.

La utilizarea celei de-a treia metode, standardele istorice sunt folosite pentru comparație. Acest lucru ar fi util, de exemplu, cândexplorarea stepei europene. Astăzi, acest ecosistem și-a pierdut practic aspectul inițial. Este comparată în prezent cu felul în care arăta stepa în trecut.

A patra tehnică folosește controlul. Acesta este un anumit tip de dependență, abaterea de la care este considerată o încălcare. De exemplu, pentru comunitățile de specii netulburate, se construiește un grafic corespunzător. Dacă se observă orice abateri, acest lucru va fi imediat observat la compararea celor două curbe.

Metode de bioindicare

Bioindicatorii din natură sunt studiați cu ajutorul unei monitorizări adecvate a mediului. Se realizează atât la nivel micro cât și macro. Studiile bioindicative pot fi biocenotice și specii. În al doilea caz, se studiază prezența unui organism în mediu și frecvența apariției acestuia. Pot fi studiate și proprietățile fiziologice, biochimice, anatomice și morfologice ale bioindicatorului.

În cursul unui studiu biocenotic, diversitatea speciilor este luată în considerare folosind un sistem de indicatori corespunzători, precum și productivitatea comunității.

În funcție de impactul diferiților factori asupra sistemului, monitorizarea bioindicației poate fi specifică și nespecifică. Ei studiază reacțiile unei specii la apariția poluării, a toxinelor în habitatul lor. Cu bioindicație nespecifică, aceeași reacție poate fi cauzată de diferiți factori. Dacă modificările care apar se datorează influenței unui singur factor, vorbim despre o indicație anume.

Deci, de exemplu, conifere și lichenipot oferi informații despre puritatea aerului din regiune, prezența poluării industriale în habitatele lor. Lista speciilor de plante și animale care trăiesc în sol este specifică diferitelor tipuri de sol. Dacă apar modificări în aceste grupări, putem vorbi despre contaminarea solului cu substanțe chimice sau despre o modificare a structurii acestuia din cauza activităților umane.

Astăzi se crede că studiile instrumentale sunt utilizate cel mai eficient în combinație cu bioindicatorii. O astfel de simbioză oferă cele mai complete și fiabile informații despre starea populației, impactul factorilor negativi asupra acesteia.

Bioindicația solului

Folosind bioindicatori în studiul poluării solului, este posibil să se obțină rezultate fiabile. Plantele oferă informații despre fertilitatea solului. O analiză completă a compoziției solului necesită mult timp și efort. Solul este considerat fertil dacă pe el cresc urzici, zmeură, celandină, valeriană etc. Aceste plante nu supraviețuiesc pe un sol sărac.

Angelica, pulmonarul, păstucul de luncă etc. oferă un sol moderat fertil. Pe un sol slab fertil cresc mușchi de turbă, licheni, merișoare, lingonberries.

Pe lângă indicatorul de fertilitate, compoziția solului poate fi determinată și din plante. Prezența unei cantități mari de azot este evidențiată de plante precum iarba de grâu, zmeura, cinquefoil de gâscă, troscot etc. Culoarea acestor plante va fi verde strălucitor. Dacă este palid, atunci există puțin azot în sol. Plantele au ramificare și numărul de frunze reduse.

Un număr de altelemineralele, aciditatea și alte caracteristici ale solului pot fi determinate în sol folosind bioindicatori.

Bioindicația aerului

Un bioindicator este un organism viu care își schimbă semnificativ calitățile atunci când apar abateri în mediu. Cu ajutorul lor, puteți determina dacă aerul este poluat. Fitocenoza este foarte afectată de poluanți precum oxidul de azot, dioxidul de sulf, hidrocarburile etc.

Rezistența plantelor la astfel de toxine este diferită. Chiar și o cantitate mică de dioxid de sulf din aer este ușor de determinat cu ajutorul lichenilor. Dintre plante, conținutul crescut al acestui tip de poluant poate fi determinat de conifere.

Grâul, bradul, porumbul, molidul, căpșunile de grădină etc. sunt sensibile la conținutul de fluorură de hidrogen din aer, clorura de hidrogen etc.

Bioindicația apei

Pentru controlul calității apei, bioindicarea este una dintre cele mai bune metode. Spre deosebire de metodele chimice și fizice de monitorizare, această abordare este cea mai obiectivă. Echipamentele speciale sunt capabile să urmărească doar anumite tipuri de poluare. Bioindicația dezvăluie informații complete despre starea mediului acvatic înconjurător.

Monitorizarea vă permite să evaluați pentru ce zone de operare este potrivit un rezervor. Una dintre cele mai simple moduri de a bioindica apa este folosirea culturilor de drojdie. Se efectuează o evaluare nefelometrică a turbidității lichidului. Depinde de cantitatea de drojdie din probă. Dacă apa le inhibă dezvoltarea, proba va fi mai ușoară decât proba de control.

Peștii pot, de asemeneafi folosit ca bioindicator. Acumulează toxine în corpul lor. Ca urmare, este posibil să se stabilească ce calități caracterizează apa dintr-un râu sau un lac prin evaluarea vizuală a stării peștilor.