БІОІНДИКАТОРИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ВИДИ - СЕРЕДОВИЩЕ - 2026

Ці біомаркери є біологічними процесами, спільноти або видів, для оцінки якості навколишнього середовища і його динаміки під час. Вони використовуються для оцінки впливу людської діяльності на екосистеми шляхом вивчення реакції біоти на створений стрес.

Ми повинні врахувати, що кожна діяльність спричиняє вплив на навколишнє середовище, який може бути позитивним чи негативним. Однак діяльність людини майже виключно породжує негативний вплив на навколишнє середовище, який впливає на екосистеми та їх біоту.

Рисунок 1. Канар, птах використовується як біоіндикатор токсичних газів у шахтах. Джерело: pixabay.com

Серед екологічних збитків, спричинених людською діяльністю, - забруднення викидами та твердими промисловими або міськими відходами, виснаження природних ресурсів внаслідок надмірної експлуатації.

Усі ці впливи породжують стрес в існуючій біоти і тому їх називають антропогенними стресовими факторами, щоб відрізняти їх від природних стресорів, таких як періоди сильної посухи або коливання температур внаслідок кліматичних впливів.

Розробка та застосування біоіндикаторів з'явилися в 1960-х роках і з того часу їх репертуар розширився в дослідженні водних і наземних середовищ під впливом антропогенних стресорів.

Біоіндикатори дозволяють здійснювати моніторинг хіміко-фізичних змін навколишнього середовища, моніторинг екологічних процесів, прямо чи опосередковано виявляти наявність забруднюючих речовин і в цілому виявляти зміни довкілля.

Загальна характеристика біоіндикаторів

Біоіндикатор, будь то біологічний процес, спільнота чи вид, незалежно від типу зміни навколишнього середовища, який він вимірює, та відповідного географічного регіону повинен відповідати певним характеристикам:

-Ви повинні бути чутливі до порушення чи стресу, але не вмирати чи зникати через це. Біоіндикаторний вид чи спільнота повинні мати помірну толерантність до мінливості довкілля.

-Ви має бути можливість вимірювати вашу реакцію на стрес. Біологічні процеси всередині особистості також можуть діяти як біоіндикатори.

-Ваша відповідь повинна бути репрезентативною для всієї екосистеми, популяції чи виду.

- Він повинен реагувати відповідно до ступеня забруднення або деградації навколишнього середовища.

- Це повинно бути рясним і загальним, що забезпечує адекватну щільність населення у конкретній досліджуваній області. Крім того, він повинен бути відносно стійким, долаючи помірні кліматичні та екологічні зміни.

-Має бути інформація про біоіндикатор, добре розуміння його екології та історії життя, а також добре задокументована та стабільна систематика. Крім того, його відбір проб повинен бути простим і недорогим.

- Він повинен мати суспільне, економічне та комерційне значення для інших цілей.

У разі використання індивідів як біоіндикаторів необхідно враховувати їх віковий та генотиповий варіант. Слід також перевірити, що інші фактори навколишнього середовища не перешкоджають вивченню та доповнюють інформацію екологічними токсикологічними тестами.

Типи біоіндикаторів

Класифікація біоіндикаторів змінюється залежно від характеристик, які слід виділити в системі класифікації. Наприклад, ми можемо класифікувати біоіндикатори за їх складністю на види біоіндикаторів, спільноти чи екосистеми. Але ми також можемо класифікувати їх відповідно до середовища, яке вони контролюють.

Види біоіндикаторів

Усі існуючі види (або збори видів) можуть переносити обмежений спектр фізичних, хімічних та біологічних умов навколишнього середовища. Ця функція може бути використана для оцінки якості навколишнього середовища.

Наприклад, форель, яка мешкає в потоках холодної води на заході США, переносить температуру від 20 до 25 ° C, тому ця теплочутливість може використовуватися як біоіндикатор температури води.

Ці ж форелі реагують на клітинному рівні на підвищення температури води (спалюючи та вирубуючи навколишні ліси). У цих випадках вони синтезують білок теплового шоку, який захищає їх клітини від впливу підвищеної температури.

Кількісне визначення цих білків теплового шоку у цього виду дає змогу виміряти теплову напругу форелі та опосередковано оцінити зміни навколишнього середовища за рахунок вирубки та спалювання лісів, що оточують водойми.

Біоіндикаторні спільноти

Цілі громади, які охоплюють широкий спектр толерантності до численних факторів навколишнього середовища, можуть слугувати біоіндикаторами для оцінки стану навколишнього середовища за допомогою комплексного і цілісного підходу. Ці дослідження передбачають використання аналізу кількох змінних довкілля.

Біоіндикаторні екосистеми

Втрата екосистемних послуг, таких як чиста вода та повітря, забруднювачі рослин, серед іншого, вважається показником здоров’я екосистеми.

Наприклад, втрата видів бджіл - які є запилювачами - вважається показником втрати екологічного здоров'я, оскільки вони чутливі до наявності важких металів, пестицидів та радіоактивних речовин.

Біоіндикатори відповідно до середовища, яке вони контролюють

Як зазначено вище, біоіндикатори також можуть бути класифіковані відповідно до середовища, з якого вони надають інформацію. Дотримуючись цієї класифікації, ми маємо біоіндикатори якості повітря, води та ґрунту.

Біоіндикатори якості повітря

Серед біоіндикаторів якості повітря є ті організми, які чутливі до змін концентрації певних газів.

Наприклад, лишайники (симбіотичні асоціації між грибком, мікроводоростями та цианобактеріями) та мохоподібні дуже чутливі до атмосферних газів, оскільки вони поглинають їх через свій організм.

Ці організми не мають кутикули чи коріння, а їх високе співвідношення поверхня / обсяг сприяє поглинанню та накопиченню забруднюючих речовин атмосфери, таких як діоксид сірки. Тому його зникнення в певних районах є показником поганої якості повітря.

З іншого боку, є також лишайники (наприклад, Lecanora conizaeoides), наявність яких свідчить про низьку якість повітря.

Малюнок 2. Лишайник Lecanora conizaeoides. Джерело: Єжи Опіола, з Wikimedia Commons Іншим прикладом є давнє використання канарей як біоіндикаторів небезпечних умов у підземних вугільних шахтах Великобританії, завдяки їх гострій чутливості до низьких концентрацій оксиду вуглецю (CO ₂ ) та метану. (СН ₄ ).

Ця чутливість пояснюється тим, що канарки мають низьку ємність легенів і однонаправлену вентиляційну систему. З цієї причини канарки набагато чутливіші, ніж людина, до шкідливих газів.

Біоіндикатори якості води

Серед біоіндикаторів якості води - бактеріальні мікроорганізми, найпростіші, макроігнаточні, водорості та мохи; чутливий до наявності токсичних забруднюючих речовин.

Наприклад, присутність у річці спільнот різних водних макрохребетних таксонів є показником екологічного та біорізноманіття. Чим більша кількість присутніх таксонів, тим більше здоров'я водного об'єкта.

Інші біоіндикатори стану річок є видрами, оскільки вони швидко залишають водойми з малою кількістю забруднюючих речовин. Потім їх присутність вказує на гарний стан річки.

Морські губки також використовувались як біоіндикатори важких металів, таких як ртуть та кадмій, фекальні речовини. Виявлення зникнення губок у морських водах є показником втрати якості води.

Наявність у водоймі водоростей у щільних концентраціях свідчить про високий вміст розчиненого фосфору та азоту, які можуть надходити з добрив, скинутих у воду. Вивантажені добрива генерують накопичення поживних речовин та евтрофікацію водного середовища.

Біоіндикатори якості ґрунту

Як показники якості ґрунту можна згадати частину біоти цього середовища проживання, тобто деякі рослини, гриби та бактеріальні мікроорганізми.

Якщо вони пред'являють конкретні вимоги до їх виживання, ці організми були б показниками існування цих умов.

Наприклад, дощові черв’яки є біоіндикаторами якості ґрунту, оскільки деякі види, такі як Eisenia fétida та E. andrei, чутливі до пестицидів, нафтових похідних, важких металів. Ці біоіндикатори використовуються в дослідженнях токсичності ґрунту.

Список літератури

1. Celli, G. and Maccagnani, B. (2003). Медоносні бджоли як біоіндикатори забруднення навколишнього середовища. Вісник інсектології 56 (1): 137-139.
2. Conesa Fdez-Vítora, V. (2010). методичний посібник з оцінки впливу на навколишнє середовище. Четверте видання. Видання Mundi-Prensa. С. 864.
3. Gadzala-Kopciuch, R., Berecka, B., Bartoszewicz, J. and Buszewski, B. (2004). Деякі міркування щодо біоіндикаторів при моніторингу навколишнього середовища. Польський журнал екологічних досліджень, т. 13, № 5, 453-462.
4. Market, BA, Breure, AM та Zechmeister, HG (2003). Визначення, стратегії та принципи біоіндикації / біомоніторингу довкілля. В: Біоіндикатори та біомонітори. Маркет, BA, Breure, AM та Zechmeister, редактори HG. Elsevier Science Ltd.
5. Маркерт, Б. (2007). Визначення та принципи біоіндикації та біомоніторингу мікроелементів у навколишньому середовищі. Журнал мікроелементів у медицині та біології, 21, 77–82. doi: 10.1016 / j.jtemb.2007.09.015