Биоиндикатори: характеристики и видове
Биоиндикатори са биологични процеси, общности или видове, които позволяват да се оцени качеството на околната среда и нейната динамика във времето. Те се използват за оценка на въздействието на човешките дейности върху екосистемите, чрез изследване на реакцията на биотата към генерирания стрес.
Трябва да имаме предвид, че всяка дейност генерира въздействие върху околната среда, което може да бъде положително или отрицателно. Въпреки това, човешката дейност почти изключително генерира отрицателни въздействия върху околната среда, които засягат екосистемите и тяхната флора и фауна.
Сред екологичните щети, причинени от човешката дейност, са замърсяването с емисии и промишлените или градски твърди отпадъци, изчерпването на природните ресурси поради прекомерната експлоатация и др.
Всички тези въздействия генерират стрес в съществуващата биота и поради това се наричат антропогенни фактори на стреса, за да ги разграничат от природни стресови фактори, като например интензивни периоди на суша или разлики в температурите, дължащи се на климатични ефекти.
Разработването и приложението на биоиндикатори се появи през 60-те години и оттогава техният репертоар е разширен в изследването на водните и сухоземни среди под въздействието на антропогенни стресови фактори.
Биоиндикаторите позволяват да се наблюдават химико-физичните промени в околната среда, да се наблюдават екологичните процеси, да се откриват пряко или косвено съществуването на замърсители и като цяло да се откриват екологични промени.
Общи характеристики на биоиндикаторите
Биоиндикатор, било то биологичен процес, общност или вид, независимо от вида на изменението на околната среда, който той измерва, и от въпросния географски регион, трябва да отговарят на някои характеристики:
- Трябва да е чувствителен към смущения или стрес, но не да умре или да изчезне заради него. Биоиндикаторните видове или общността трябва да имат умерена толерантност към променливостта на околната среда.
- Трябва да е възможно да се измери реакцията ви към стреса. Биологичните процеси в рамките на индивида могат да действат и като биоиндикатори.
- Вашият отговор трябва да бъде представителен за целия екосистема, населението или видовете.
- Трябва да реагира според степента на замърсяване или влошаване на околната среда.
- Трябва да има изобилие и често срещано явление, което представлява адекватна гъстота на населението в конкретната изследвана област. В допълнение, тя трябва да бъде относително стабилна, преодолявайки умерени климатични и екологични промени.
- Трябва да има информация за биоиндикатора, добро разбиране на нейната екология и история на живота, както и добре документирана и стабилна таксономия. В допълнение, вашето вземане на проби трябва да бъде просто и икономично.
- Трябва да има обществено, икономическо и търговско значение за други цели.
В случай на използване на индивиди като биоиндикатори, трябва да се има предвид тяхната възраст и генотипна вариация. Трябва също да се провери дали други фактори на околната среда не пречат на проучването и не допълват информацията с токсикологични тестове за околната среда.
Видове биоиндикатори
Класификацията на биоиндикаторите варира в зависимост от характеристиките, които са желани да бъдат подчертани в системата за класификация. Например, можем да класифицираме биоиндикатори според тяхната сложност, по видове, общности или биоиндикаторни екосистеми. Но също така можем да ги класифицираме според средата, която наблюдават.
Биоиндикаторни видове
Всички съществуващи видове (или набор от видове) могат да понасят ограничен диапазон от физични, химични и биологични условия на околната среда. Възможно е да се използва тази функция за оценка на качеството на околната среда.
Например, пъстърва, която живее в студени водни течения в западните щати, толерира температура между 20 и 25 ° C, следователно тази термична чувствителност може да се използва като биоиндикатор на температурата на водата.
Същите тези пъстърви реагират на клетъчно ниво на повишаване на температурата във водата (чрез изгаряне и изсичане на околните гори). В тези случаи те синтезират протеин на топлинен шок, който предпазва вашите клетки от ефектите на повишаване на температурата.
Количественото определяне на тези протеини на токов шок в този вид дава възможност да се измери термичния стрес на пъстървата и индиректно да се оцени промяната на околната среда поради изсичането и изгарянето на горите, обграждащи водния обект.
Биоиндикаторни общности
Цялата общност, която обхваща голямо разнообразие от диапазони на толерантност към множество фактори на околната среда, може да служи като биоиндикатор за оценка на състоянието на околната среда от сложен и холистичен подход. Тези проучвания включват използването на анализи на многобройни екологични променливи.
Биоиндикаторни екосистеми
Загубата на услуги, предоставяни от екосистеми, като чиста вода и въздух, растителни опрашители, наред с другото, се счита за показател за здравословното състояние на екосистемата.
Например загубата на пчелни видове - които са опрашители - се счита за показател за загуба на здравето на околната среда, тъй като те са чувствителни към наличието на тежки метали, пестициди и радиоактивни вещества.
Биоиндикатори според околната среда, която те наблюдават
Както е посочено по-горе, биоиндикаторите могат също да бъдат класифицирани според средата, в която те предоставят информация. Следвайки тази класификация, имаме биоиндикатори за качеството на въздуха, водата и почвата.
Биоиндикатори за качеството на въздуха
Сред биоиндикаторите за качеството на въздуха са тези организми, чувствителни към промени в концентрацията на определени газове.
Например, лишеи (симбиотични връзки между гъбички, микроводорасли и цианобактерии) и бриофити са много чувствителни към атмосферните газове, защото ги абсорбират през тялото ви.
Тези организми нямат кутикула или корените и тяхното високо съотношение повърхност / обем благоприятства усвояването и натрупването на атмосферни замърсители, като серен диоксид. Следователно изчезването му в някои области е показател за лошо качество на въздуха.
От друга страна, има и лишеи (като Lecanora conizaeoides ), чието присъствие е показателно за лошо качество на въздуха.
Тази чувствителност се дължи на факта, че канарчетата имат нисък капацитет на белия дроб и еднопосочна вентилационна система. Поради това канарчетата са много по-чувствителни от хората към вредните газове.
Биоиндикатори за качеството на водата
Сред биоиндикаторите за качеството на водата са бактериални, протозойни, макробезгръбначни, водорасли и мъхови микроорганизми, наред с други; чувствителни към наличието на токсични замърсяващи вещества.
Например, наличието на общности от различни таксони на водни макронебезхребетни в реката е екологичен и биоразнообразен показател. Колкото по-голям е броят на присъстващите таксони, толкова по-голямо е здравето на водния организъм.
Други биоиндикатори на състоянието на реките са видрата, тъй като те бързо напускат водите с ниско съдържание на замърсители. Тогава присъствието му показва доброто състояние на реката.
Морските гъби също са използвани като биоиндикатори на тежки метали, като живак и кадмий, фекални вещества, наред с други. Откриването на изчезването на гъби в морските води е показател за загуба на качеството на водата.
Присъствието на вода във водорасли в плътни концентрации е показателно за високи нива на разтворен фосфор и азот, които могат да се получат от изкуствени торове, изливани във водата. Изхвърлените торове генерират натрупването на техните хранителни вещества и еутрофикацията на водната среда.
Биоиндикатори за качество на почвата
Като индикатори за качеството на почвата можем да споменем част от биотата на това местообитание, т.е. някои растения, гъби и бактериални микроорганизми.
Ако те представят специфични изисквания за тяхното оцеляване, тези организми биха били показатели за съществуването на тези условия.
Например, земните червеи са биоиндикатори за качеството на почвата, като се има предвид, че някои видове, като Eisenia fetida и E. andrei, са чувствителни към пестициди, петролни деривати, тежки метали и др. Тези биоиндикатори се използват в проучвания за почвена токсичност.
