În cursul cercetării de mediu, sunt utilizate diferite metode. Una dintre ele poate fi bioindicarea. Această abordare implică studierea stării anumitor organisme vii pentru a obține informații despre mediul lor. Pentru a înțelege caracteristicile efectuării unor astfel de studii, ar trebui să luați în considerare care este un indicator bio. Aceasta va oferi informațiile necesare despre o metodologie de cercetare similară.
Definiție generală
Un bio-indicator este un organism viu și, eventual, o specie întreagă sau o comunitate care trăiește într-un anumit sistem ecologic și poate servi drept reflecție a stării sale. Mai mult, studiul evaluează numărul de indivizi din populație, starea și comportamentul lor. Pe baza informațiilor primite, se poate judeca prezența în mediul natural a poluanților, toxinelor, cancerigenelor etc.
Bioindicatorii sunt plante sau animale a căror stare depinde direct de mediul lor. Aplicarea unei astfel de tehnici în timpul studiului prezintă multe avantaje. Uneori, numai pe baza bioindicatorilor este posibil să se obțină informațiile necesare despre starea mediului. Economisirea de bani și timp pentru efectuarea unor analize fizice și chimice complexe este un avantaj incontestabil.
Bioindicatorii sunt plante și animale care rezumă date importante privind poluanții și rata schimbării. Acestea vă permit să determinați locul de acumulare și calea de intrare a substanțelor dăunătoare, gradul și severitatea efectului toxinelor asupra viețuitoarelor, inclusiv asupra oamenilor.
În cursul cercetărilor, biocenoza acestor indicatori este evaluată. În același timp, cercetătorii sunt interesați atât de reprezentanții faunei, cât și ai florei. În timpul observațiilor, este posibil să se evalueze gradul de expunere cronică la toxine chiar și în concentrații scăzute. Ele afectează funcțiile și starea generală a organelor interne ale animalelor, părțile simetrice ale corpului și relațiile lor.
tipologie
Bioindicatori - plante și animale care trăiesc în apă, aer, sol. Astfel de organisme pot fi bacterii sau alge, precum și nevertebrate, de exemplu, crustacee, ciliați, moluște. Poate fi utilizat în timpul datelor de studiu cu privire la pești, animale.
Bioindicatorii solului sunt cel mai adesea plante care cresc în sălbăticie. În funcție de starea lor, puteți determina aciditatea, capacitatea de umiditate, densitatea și temperatura solului. De asemenea, apariția anumitor plante poate determina conținutul de oxigen din sol, cantitatea de nutrienți, precum și sărurile și metalele grele.
Coniferele pot oferi informații despre sol pe tot parcursul anului. În acest caz, se aplică nu numai 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, urzica obișnuită poate demonstra cât de mult este calciu în pământ. Unele plante sunt galofile. Adoră solurile saline. Dacă cresc într-o anumită zonă, colonizând activ teritorii, atunci pământul este sărat treptat.
Pentru a evalua starea apei, sunt studiate bacteriile luminoase, precum larvele anumitor insecte, anumite tipuri de alge și crustacee superioare.
Bio-indicatorii de aer pot fi mușchi și licheni. Calitățile lor fizice variază foarte mult în funcție de condițiile de creștere.
Caracteristici de alegere
Plantele și bioindicatorii de animale sunt selectați pentru cercetare după un anumit principiu. A fost formulat de unul dintre cei mai cunoscuți ecologi americani, Yu. Odum. El sugerează luarea în considerare a următoarelor afirmații atunci când alegeți bioindicatori:
- Există specii stenotopice și euritopice ale organismelor vii. Primii sunt capabili să trăiască doar în anumite condiții, astfel că aria de distribuție a acestora este limitată. Speciile eritopice sunt de natură răspândită, au rezistență ecologică. Prin urmare, sunt mai puțin potrivite pentru cercetare decât speciile stenotopice.
- Tipurile mai mari de bioindicatori sunt cercetate mai des decât cele mici. Acest lucru se explică prin rata cifrei de afaceri în biocenoză. La speciile mici, este mai mare, prin urmare, la momentul studiului, acestea nu pot cădea în eșantion, mai ales în timpul analizei cu o periodicitate lungă.
- Pentru a selecta o specie sau grupul ei pentru studiu, vor fi necesare informații experimentale și de teren despre valorile limitante ale unui anumit factor. În același timp, sunt luate în considerare posibilele reacții compensatorii ale bioindicatorului și toleranța speciilor.
- raportul cantitativ al diferitelor populații, specii sau comunități este mai indicativ, prin urmare, este utilizat ca indicator fiabil. O singură specie nu poate transmite pe deplin amploarea schimbărilor de mediu. Astfel de schimbări trebuie luate în considerare ca un întreg, decât într-o singură direcție.
De remarcat, de asemenea, că cei mai buni indicatori bio sunt specii care oferă un răspuns instantaneu, precum și diferă în fiabilitatea informațiilor furnizate. Eroarea nu trebuie să depășească 20%. De asemenea, cu ajutorul unor astfel de indicatori bio, ar trebui să fie ușor să obțineți informațiile necesare. Specia trebuie să fie constantă în natură, astfel încât cercetătorul să-și poată evalua starea în orice moment.
specie
Există diferite tipuri și tipuri de bio-indicatori. Toate organismele vii potrivite pentru astfel de studii pot fi împărțite în două grupuri:
- Înregistrarea.
- Acumulând.
În primul caz, organismele vii răspund la schimbările din mediu schimbând dimensiunea populației. De asemenea, pot schimba aspectul fenotipului, tulburărilor somatice sau leziunilor tisulare. Pot apărea diverse deformări, rata de creștere variază. Pot exista și alte semne vizibile.
De exemplu, lichenii, ace de copaci sunt bioindicatori de înregistrare. Apar necroză, cloroză, uscăciune. Înregistrarea bioindicatorilor nu permite întotdeauna să se determine cauzele modificărilor. În acest caz, va fi necesară o cercetare suplimentară pentru a determina de ce s-au schimbat populația, aspectul final, distribuția în natură etc. Astfel de modificări pot fi rezultatul diferitelor procese.
Organismele bio-indicator pot fi de tip acumulator. Ele concentrează toxinele, poluarea în interiorul corpului lor, în diferite țesuturi, părți ale corpului sau organe. În timpul studiului, gradul de poluare a mediului este determinat după analiza chimică. De exemplu, bioindicatorul acumulator poate fi scoici de crustacee, larve de insecte, precum și unele organe de mamifere (creier, rinichi, splină, ficat etc.), mușchi.
Organismele vii răspund imediat la întregul complex de substanțe nocive care intră în mediu. Prin urmare, pentru a stabili concentrația exactă a unei singure toxine, această tehnică nu permite. În același timp, avantajul utilizării bioindicării vă permite să determinați cât de mult afectează populația.
Organisme de testare
Organismul de testare poate fi un bioindicator al mediului. Aceștia sunt reprezentanți ai florei sau faunei, care sunt folosiți în controlul calității condițiilor de mediu din laborator. Ei efectuează experimente relevante. Poate fi, de exemplu, unicelulare, protozoare, artropode. Organismul de testare poate fi, de asemenea, plante, de exemplu, mușchi sau plante cu flori.
Principala caracteristică a unor astfel de organisme este capacitatea de a obține culturi de la plante sau animale omogene genetic. În acest caz, prototipul este comparat cu controlul. Acest lucru vă permite să obțineți informații fiabile despre factorul infracțional. În caz contrar, din cauza diferențelor individuale normale între indivizi, nu va fi posibilă obținerea unui rezultat fiabil.
Metode de analiză
Bioindicatorii și poluarea mediului lor sunt cercetați folosind analiza comparativă cu o instanță de control. Cu toate acestea, se pot utiliza diferite abordări.
Prima metodă implică compararea caracteristicilor relevante în afara zonei de influență. De exemplu, plantele cultivate în zona de poluare industrială sunt comparate cu culturile care au crescut în afara zonei de influență antropică.
A doua metodă implică compararea eșantionului cu rezultatele experimentale. O parte din instalațiile de testare este contactată în condiții de laborator cu aer contaminat, sol, apă și a doua cu medii curate.
Când se utilizează a treia tehnică, se utilizează standarde istorice pentru comparare. Acest lucru, de exemplu, va fi recomandabil în studiul stepei europene. Astăzi, acest ecosistem și-a pierdut aproape aspectul inițial. Este cu modul în care arăta stepa în trecut, încât este comparată în prezent.
A patra tehnică folosește controlul. Acesta este un anumit tip de dependență, deviere de la care este considerată o încălcare. De exemplu, pentru comunitățile de specii nedisturbate, se creează un program adecvat. Dacă se observă abateri, aceasta va fi observată imediat dacă sunt comparate două curbe.
Metode de bioindicare
Folosind monitorizarea adecvată a mediului, sunt cercetați bioindicatori în natură. Este realizat atât la nivel micro cât și macro. Studiile de bioindicare pot fi biocenotice și de specie. În cel de-al doilea caz, este investigată prezența organismului în mediu, frecvența apariției acestuia. Proprietățile fiziologice, biochimice, anatomice și morfologice ale bioindicatorului pot fi, de asemenea, cercetate.
În timpul studiului biocenotic, diversitatea speciilor este luată în considerare folosind un sistem de indicatori relevanți, precum și productivitatea comunității.
În funcție de influența diverșilor factori asupra sistemului, monitorizarea bioindicării poate fi specifică și nespecifică. Studiază reacțiile speciei la apariția poluării, toxinelor din habitatul lor. În cazul bioindicării nespecifice, aceeași reacție poate fi cauzată de factori diferiți. Dacă modificările survenite sunt explicate prin influența unui singur factor, vorbim despre o indicație specifică.
De exemplu, coniferele și lichenii pot oferi informații despre curățenia aerului din regiune, despre prezența poluării industriale în habitatele lor. Lista speciilor de plante, animale care trăiesc în sol, este specifică pentru diferite tipuri de sol. Dacă apar aceste schimbări în aceste grupuri, putem vorbi despre contaminarea solului cu substanțe chimice sau o modificare a structurii sale din cauza activităților umane.
Astăzi se crede că cea mai eficientă este utilizarea cercetării instrumentale în combinație cu bio-indicatori. O astfel de simbioză oferă cele mai complete, fiabile informații despre starea populației, impactul asupra acesteia asupra factorilor adversi.
Bioindicarea solului
Utilizând în studiul bioindicatorilor de poluare a solului, este posibil să obținem rezultate fiabile. Plantele oferă informații despre fertilitatea solului. O analiză completă a compoziției solului necesită mult timp și efort. Solul este considerat fertil, dacă urzica, zmeura, rostopasca, valeriana etc. cresc pe el, aceste plante nu supraviețuiesc pe solul sărac.
Solul moderat fertil este dat de angelica, lunatică, fesea de pajiște, etc. Mosses turba, licheni, afine și lingonberry cresc pe solul cu o fertilitate scăzută.
Pe lângă indicatorul de fertilitate, compoziția solului poate fi determinată de plante. Prezența unei cantități mari de azot este indicată de plante precum grâu de grâu, zmeură, cinquefoil de gâscă, nodotă etc. Culoarea acestor plante va fi de un verde strălucitor. Dacă este palid, înseamnă că în sol există puțin azot. La plante, ramurile și numărul de frunze sunt reduse.
O serie de alte minerale, aciditate și alte caracteristici ale solului pot fi determinate în sol folosind bioindicatori.
Bioindicarea aerului
Un bio-indicator este un organism viu care își schimbă semnificativ calitățile atunci când apar anomalii în mediu. Pot fi folosite pentru a determina dacă aerul este contaminat. Acești poluanți precum oxidul nitric, dioxidul de sulf, hidrocarburile etc. au un impact imens asupra fitocenozei.
Rezistența plantelor la toxinele similare este diferită. Chiar și o cantitate mică de dioxid de sulf în aer poate fi ușor determinată folosind licheni. Printre plante, conținutul crescut de acest tip de poluanți poate fi determinat de arbori de conifere.
Grâul sensibil, bradul, porumbul, molidul, căpșuna etc. sunt sensibile la conținutul de fluor, clorură de hidrogen din aer.
