Биоиндикатор - какво е това? Определение, видове и видове биоиндикатори

Съдържание:

Биоиндикатор - какво е това? Определение, видове и видове биоиндикатори
Биоиндикатор - какво е това? Определение, видове и видове биоиндикатори

Видео: Биоиндикатор - какво е това? Определение, видове и видове биоиндикатори

Видео: Биоиндикатор - какво е това? Определение, видове и видове биоиндикатори
Видео: Лишайник на фруктах – проблема или нет? 2024, Март
Anonim

В изследванията на околната среда се използват различни методи. Едно от тях може да е биоиндикация. Този подход включва изучаване на състоянието на определени живи организми, за да се получи информация за тяхното местообитание. За да разберете особеностите на провеждането на такива изследвания, трябва да помислите какво е биоиндикатор. Това ще предостави необходимата информация за такава методология на изследване.

Обща дефиниция

Биоиндикаторът е жив организъм и вероятно цял вид или общност, която живее в определена екологична система и може да служи като отражение на нейното състояние. Освен това по време на изследването се оценява броят на индивидите в популацията, тяхното състояние и поведение. Въз основа на получената информация е възможно да се прецени наличието на замърсители, токсини, канцерогени и др. в естественото местообитание.

Биоиндикаторът е
Биоиндикаторът е

Биоиндикаторите са растения или животни, чието състояние пряко зависи оттяхната среда. Използването на такава техника в хода на изследването има много предимства. Понякога е възможно да се получи необходимата информация за състоянието на околната среда само въз основа на биоиндикатори. Спестяването на пари и време за сложни физични и химични анализи е определено предимство.

Биоиндикатори - растения и животни, които обобщават важни данни за замърсителите, скоростта на промяна. Те ви позволяват да определите мястото на натрупване и начините на навлизане на вредни вещества, степента и тежестта на въздействието на токсините върху живите същества, включително хората.

В хода на изследването се оценява биоценозата на такива показатели. В същото време и двете представители на фауната и флората са интересни за изследователите. В хода на наблюденията е възможно да се оцени степента на хронично излагане на токсини дори при ниски концентрации. Те засягат функциите и общото състояние на вътрешните органи на животните, симетричните части на тялото и техните съотношения.

Типология

Биоиндикатори - растения и животни, които живеят във вода, въздух, почва. Такива организми могат да бъдат бактерии или водорасли, както и безгръбначни, като ракообразни, реснички, мекотели. Данните за риби, животни могат да бъдат използвани по време на изследването.

Видове биоиндикатори
Видове биоиндикатори

Биоиндикатори на почвата са най-често растения, растящи в дивата природа. Според състоянието им е възможно да се определи киселинността, влагоемкост, плътност и температура на почвата. Също така по появата на определени растения може да се определи съдържанието на кислород в почвата, количествотохранителни вещества, както и соли и тежки метали.

Иглолистните дървета могат да предоставят информация за почвата през цялата година. В този случай се използват не само морфологични показатели, но и редица биохимични промени. Това ви позволява да получите надеждна информация. Морфологичните знаци понякога са променливи.

Така, например, обикновената коприва може да покаже колко калций има в почвата. Някои растения са галофили. Те обичат солените почви. Ако те растат в даден район, активно колонизирайки територии, тогава земята постепенно се осолява.

За да се оцени състоянието на водата, се провеждат изследвания върху биоиндикатори като ларви на някои насекоми, определени видове водорасли, висши ракообразни, светещи бактерии.

Мъховете и лишеите могат да бъдат въздушни биоиндикатори. Техните физически качества варират значително в зависимост от условията на отглеждане.

Функции по избор

Биоиндикатори за замърсяване
Биоиндикатори за замърсяване

Биоиндикаторите за растения и животни се избират за изследване по определен принцип. Тя е формулирана от един от най-известните американски еколози Ю. Одум. Той предлага да се вземат предвид следните твърдения при избора на биоиндикатори:

  1. Съществуват стенотопни и евритопни видове живи организми. Първите могат да живеят само при определени условия, така че обхватът им е ограничен. Евритопните видове са широко разпространени в природата, имат екологична издръжливост. Поради това те са по-малко подходящи за изследвания от стенотопните видове.
  2. По-големите видове биоиндикатори се изучават по-често от малките. Това се обяснява с оборотите в биоценозата. Той е по-висок при малките видове, така че по време на изследването те може да не попаднат в пробата, особено в процеса на анализ с дълга честота.
  3. За да изберете вид или тяхната група за изследване, ще е необходима експериментална и полева информация за пределните стойности на определен фактор. В същото време се вземат предвид възможните компенсаторни реакции на биоиндикатора, толерантността на видовете.
  4. Пропорцията на различните популации, видове или общности е по-показателна и следователно се използва като надежден индикатор. Само един вид не може напълно да предаде мащаба на промените в околната среда. Такива промени трябва да се разглеждат като цяло, а не само в една посока.

Заслужава да се отбележи също, че най-добрите биоиндикатори са видовете, които осигуряват незабавен отговор, както и надеждността на предоставената информация. Грешката не трябва да надвишава 20%. Също така, с помощта на такива биоиндикатори трябва да бъде лесно да се получи необходимата информация. Видът трябва да присъства постоянно в природата, за да може изследователят да оцени състоянието му по всяко време.

Разновидности

Има различни видове и видове биоиндикатори. Всички живи организми, подходящи за такива изследвания, могат да бъдат разделени на две групи:

  1. Регистрация.
  2. Натрупване.

В първия случай живите организми реагират на промените в околната среда чрез промянаразмер на населението. Те могат също да променят фенотипа, соматичните нарушения или увреждането на тъканите. Могат да се появят различни деформации, скоростта на растеж се променя. Може да има и други силно видими знаци.

Биоиндикатори в природата
Биоиндикатори в природата

Например, регистрираните биоиндикатори са лишеи, игли на дървета. Върху тях се появяват некроза, хлороза, сухота. Регистрирането на биоиндикатори не винаги дава възможност да се установят причините за настъпилите промени. В този случай ще са необходими допълнителни изследвания, за да се определи защо са се променили популацията, крайният вид, разпространението в природата и т. н. Такива промени могат да бъдат резултат от различни процеси.

Организмите-биоиндикатори могат да бъдат от акумулативен тип. Те концентрират токсини, замърсяване вътре в тялото си, в различни тъкани, части на тялото или органи. По време на изследването се определя степента на замърсяване на околната среда след химичен анализ. Например черупките на ракообразни, ларви на насекоми, както и някои органи на бозайници (мозък, бъбреци, далак, черен дроб и др.), мъховете могат да бъдат акумулиращ биоиндикатор.

Живите организми реагират незабавно на целия комплекс от вредни вещества, навлизащи в околната среда. Следователно, такава техника не позволява да се установи точната концентрация на единичен токсин. Но в същото време предимството на използването на биоиндикация ви позволява да определите точно как, колко замърсяване засяга населението.

Тестови организми

Въздушни биоиндикатори
Въздушни биоиндикатори

Тестовият организъм може да бъде биоиндикатор на околната среда. Това са представители на флората или фауната, които се използват при качествен контрол на условията на околната среда в лабораторията. Те провеждат подходящи експерименти. Може да бъде например едноклетъчни, протозои, членестоноги. Растения като мъхове или цъфтящи растения също могат да бъдат тестови организми.

Основната характеристика на такива организми е възможността за получаване на култури от генетично хомогенни растения или животни. В този случай прототипът се сравнява с контрола. Това ви позволява да получите надеждна информация за смущаващия фактор. В противен случай, поради нормалните индивидуални различия между индивидите, няма да е възможно да се получи надежден резултат.

Методи за анализ

Биоиндикаторите и замърсяването на тяхната среда се изследват чрез сравнителен анализ с контролен образец. Може да има различни подходи към това.

Биоиндикатор на околната среда
Биоиндикатор на околната среда

Първият метод включва сравняване на съответните характеристики извън зоната на влияние. Така например растенията, отглеждани в зоната на промишлено замърсяване, се сравняват с култури, които са израснали извън зоната на антропогенно влияние.

Втората техника включва сравняване на пробата с резултатите от експеримента. Една част от тестовите растения влизат в контакт в лабораторни условия със замърсен въздух, почва, вода, а втората част - с чиста среда.

При използване на третия метод за сравнение се използват исторически стандарти. Това би било полезно, например, когатоизследване на европейската степ. Днес тази екосистема на практика е загубила първоначалния си вид. Именно с това как е изглеждала степта в миналото, тя се сравнява в настоящето.

Четвъртата техника използва контрол. Това е определен вид зависимост, отклонението от която се счита за нарушение. Например за необезпокоявани видове съобщества се изгражда съответна графика. Ако се наблюдават отклонения, това ще се забележи веднага при сравняване на двете криви.

Методи за биоиндикация

Биоиндикаторни организми
Биоиндикаторни организми

Биоиндикаторите в природата се изследват с помощта на подходящ мониторинг на околната среда. Извършва се както на микро, така и на макро ниво. Биоиндикативните изследвания могат да бъдат биоценотични и видови. Във втория случай се изследва наличието на организъм в околната среда и честотата на неговото появяване. Физиологични, биохимични, анатомични и морфологични свойства на биоиндикатора също могат да бъдат изследвани.

В хода на биоценотичното изследване се взема предвид видовото разнообразие, като се използва система от подходящи индикатори, както и производителността на общността.

Според въздействието на различни фактори върху системата, биоиндикационният мониторинг може да бъде специфичен и неспецифичен. Те изучават реакциите на даден вид към появата на замърсяване, токсини в тяхното местообитание. При неспецифична биоиндикация една и съща реакция може да бъде причинена от различни фактори. Ако настъпилите промени се дължат на влиянието само на един фактор, говорим за конкретна индикация.

Така, например, иглолистни дървета и лишеимогат да предоставят информация за чистотата на въздуха в района, наличието на промишлено замърсяване в техните местообитания. Списъкът с растителни и животински видове, които живеят в почви, е специфичен за различните типове почви. Ако настъпят промени в тези групи, можем да говорим за замърсяване на почвата с химикали или промяна в нейната структура поради човешка дейност.

Днес се смята, че инструменталните изследвания се използват най-ефективно в комбинация с биоиндикатори. Такава симбиоза предоставя най-пълна и надеждна информация за състоянието на населението, влиянието на неблагоприятните фактори върху него.

Биоиндикация на почвата

Използвайки биоиндикатори при изследване на замърсяването на почвата, е възможно да се получат надеждни резултати. Растенията предоставят информация за плодородието на почвата. Пълният анализ на състава на почвата изисква много време и усилия. Почвата се счита за плодородна, ако върху нея растат коприва, малини, жълтурчета, валериана и др. Тези растения не оцеляват на бедна почва.

Ангелика, бял дроб, ливадна власатка и др. дават умерено плодородна почва. Торфени мъхове, лишеи, червени боровинки, боровинки растат на слабо плодородна почва.

Освен индикатора за плодородие, съставът на почвата може да се определи и от растенията. Наличието на голямо количество азот се доказва от такива растения като житна трева, малини, гъша тинтява, тръстика и др. Цветът на такива растения ще бъде ярко зелен. Ако е бледа, значи има малко азот в почвата. Растенията имат намалено разклоняване и броя на листата.

Някои другиминерали, киселинност и други характеристики на почвата могат да бъдат определени в почвата с помощта на биоиндикатори.

Въздушна биоиндикация

Биоиндикаторът е жив организъм, който значително променя качествата си, когато се появят отклонения в околната среда. С тяхна помощ можете да определите дали въздухът е замърсен. Фитоценозата е силно засегната от замърсители като азотен оксид, серен диоксид, въглеводороди и др.

Устойчивостта на растенията към такива токсини е различна. Дори малко количество серен диоксид във въздуха е лесно да се определи с помощта на лишеи. Сред растенията повишеното съдържание на този вид замърсител може да се определи от иглолистни дървета.

Пшеница, ела, царевица, смърч, градински ягоди и др. са чувствителни към съдържанието на флуороводород във въздуха, хлороводород и др.

Биоиндикация за вода

За контрол на качеството на водата биоиндикацията е един от най-добрите методи. За разлика от химическите и физичните методи за наблюдение, този подход е най-обективен. Специалното оборудване е в състояние да проследява само определени видове замърсяване. Биоиндикацията разкрива пълна информация за състоянието на заобикалящата водна среда.

Мониторингът ви позволява да прецените за кои зони на работа е подходящ даден резервоар. Един от най-простите начини за биоиндикация на водата е използването на култури от дрожди. Извършва се нефелометрична оценка на мътността на течността. Зависи от количеството дрожди в пробата. Ако водата възпрепятства развитието им, пробата ще бъде по-лека от контролната проба.

Рибите също могатда се използва като биоиндикатор. Те натрупват токсини в тялото си. В резултат на това е възможно да се установи какви качества характеризира водата в река или езеро чрез визуална оценка на състоянието на рибата.

Препоръчано: