U istraživanju okoliša koriste se različite metode. Jedna od njih može biti bioindikacija. Ovaj pristup uključuje proučavanje stanja određenih živih organizama kako bi se dobile informacije o njihovom staništu. Da bismo razumjeli značajke provođenja takvih studija, treba razmotriti što je bioindikator. To će pružiti potrebne informacije o takvoj metodologiji istraživanja.
Opća definicija
Bioindikator je živi organizam, a moguće i cijela vrsta ili zajednica koja živi u određenom ekološkom sustavu i može poslužiti kao odraz njegovog stanja. Štoviše, tijekom istraživanja procjenjuje se broj jedinki u populaciji, njihovo stanje i ponašanje. Na temelju dobivenih informacija moguće je suditi o prisutnosti zagađivača, toksina, kancerogena itd. u prirodnom staništu.
Bioindikatori su biljke ili životinje o čijem stanju izravno ovisinjihovu okolinu. Korištenje takve tehnike tijekom studija ima brojne prednosti. Ponekad je samo na temelju bioindikatora moguće dobiti potrebne informacije o stanju okoliša. Ušteda novca i vremena na složenim fizikalnim i kemijskim analizama je definitivna prednost.
Bioindikatori - biljke i životinje koji sažimaju važne podatke o zagađivačima, brzini promjene. Omogućuju vam da odredite mjesto nakupljanja i načine ulaska štetnih tvari, stupanj i ozbiljnost djelovanja toksina na živa bića, uključujući ljude.
Tijekom istraživanja procjenjuje se biocenoza takvih pokazatelja. Istodobno, oba predstavnika faune i flore zanimljiva su istraživačima. Tijekom promatranja moguće je procijeniti stupanj kronične izloženosti toksinima čak i pri niskim koncentracijama. Utječu na funkcije i opće stanje unutarnjih organa životinja, na simetrične dijelove tijela i njihove omjere.
Tipologija
Bioindikatori - biljke i životinje koje žive u vodi, zraku, tlu. Takvi organizmi mogu biti bakterije ili alge, kao i beskralješnjaci, kao što su rakovi, cilijati, mekušci. Podaci o ribama, životinjama mogu se koristiti tijekom istraživanja.
Bioindikatori tla najčešće su biljke koje rastu u divljini. Prema njihovom stanju moguće je odrediti kiselost, vlažnost, gustoću i temperaturu tla. Također, po izgledu pojedinih biljaka može se odrediti sadržaj kisika u tlu, količinahranjive tvari, kao i soli i teški metali.
Stabla crnogorice mogu pružiti informacije o tlu tijekom cijele godine. U ovom slučaju se koriste ne samo morfološki pokazatelji, već i niz biokemijskih promjena. To vam omogućuje da dobijete pouzdane informacije. Morfološki znakovi su ponekad promjenjivi.
Tako, na primjer, obična kopriva može pokazati koliko je kalcija u tlu. Neke biljke su galofili. Vole slana tla. Ako rastu na određenom području, aktivno kolonizirajući teritorije, tada se zemlja postupno zasoli.
Za procjenu stanja vode provode se istraživanja na takvim bioindikatorima kao što su ličinke nekih insekata, određene vrste algi, viši rakovi, svjetleće bakterije.
Mahovine i lišajevi mogu biti bioindikatori zraka. Njihove fizičke kvalitete uvelike variraju ovisno o uvjetima uzgoja.
Značajke izbora
Biljke i bioindikatori životinja odabiru se za istraživanje prema određenom principu. Formulirao ga je jedan od najpoznatijih američkih ekologa Yu. Odum. Predlaže da se prilikom odabira bioindikatora u obzir uzmu sljedeće tvrdnje:
- Postoje stenotopne i euritopične vrste živih organizama. Prvi mogu živjeti samo pod određenim uvjetima, pa je njihov opseg ograničen. Euritopske vrste su široko rasprostranjene u prirodi, imaju ekološku izdržljivost. Stoga su manje prikladne za istraživanje od stenotopskih vrsta.
- Veće vrste bioindikatora proučavaju se češće od malih. To se objašnjava stopom prometa u biocenozi. Viši je kod malih vrsta, pa u vrijeme istraživanja možda neće ući u uzorak, posebno u procesu analize s dugom učestalošću.
- Za odabir vrste ili njihove skupine za istraživanje bit će potrebne eksperimentalne i terenske informacije o graničnim vrijednostima određenog faktora. Pritom se uzimaju u obzir moguće kompenzacijske reakcije bioindikatora, tolerancija vrsta.
- Udio različitih populacija, vrsta ili zajednica više je indikativan i stoga se koristi kao pouzdan pokazatelj. Samo jedna vrsta ne može u potpunosti prenijeti razmjere promjena okoliša. Takve promjene treba promatrati kao cjelinu, a ne samo u jednom smjeru.
Vrijedi napomenuti da su najbolji bioindikatori vrste koje pružaju trenutni odgovor, kao i pouzdanost dostavljenih informacija. Pogreška ne smije biti veća od 20%. Također, uz pomoć ovakvih bioindikatora trebalo bi biti lako doći do potrebnih informacija. Vrsta mora biti stalno prisutna u prirodi kako bi istraživač u bilo kojem trenutku mogao procijeniti njezino stanje.
Varieties
Postoje različite vrste i vrste bioindikatora. Svi živi organizmi prikladni za takva istraživanja mogu se podijeliti u dvije skupine:
- Registracija.
- akumulativno.
U prvom slučaju, živi organizmi reagiraju na promjene u okolišu promjenomveličina populacije. Također mogu promijeniti fenotip, somatske poremećaje ili oštećenje tkiva. Mogu se pojaviti razne deformacije, mijenja se brzina rasta. Mogu biti prisutni i drugi vrlo vidljivi znakovi.
Na primjer, registracijski bioindikatori su lišajevi, iglice drveća. Na njima se pojavljuju nekroza, kloroza, suhoća. Snimanje bioindikatora ne omogućuje uvijek utvrđivanje uzroka nastalih promjena. U tom slučaju bit će potrebna dodatna istraživanja kako bi se utvrdilo zašto se promijenila populacija, konačni izgled, rasprostranjenost u prirodi itd. Takve promjene mogu biti rezultat različitih procesa.
Organizmi-bioindikatori mogu biti akumulativnog tipa. Oni koncentriraju toksine, onečišćenja unutar svog tijela, u različitim tkivima, dijelovima tijela ili organima. Tijekom elaborata nakon kemijske analize utvrđuje se stupanj onečišćenja okoliša. Na primjer, školjke rakova, ličinke insekata, kao i neki organi sisavaca (mozak, bubrezi, slezena, jetra itd.), mahovine mogu biti akumulacijski bioindikator.
Živi organizmi odmah reagiraju na cijeli kompleks štetnih tvari koje ulaze u okoliš. Stoga takva tehnika ne dopušta utvrđivanje točne koncentracije jednog toksina. Ali u isto vrijeme, prednost korištenja bioindikacije omogućuje vam da točno odredite kako, koliko zagađenje utječe na populaciju.
Testirajte organizme
Testni organizam može biti bioindikator okoliša. Riječ je o predstavnicima flore ili faune koji se koriste pri kontroli kvalitete okolišnih uvjeta u laboratoriju. Izvode odgovarajuće eksperimente. To može biti, na primjer, jednostanični, protozoa, člankonošci. Biljke kao što su mahovine ili biljke cvjetnice također mogu biti testni organizmi.
Glavna značajka takvih organizama je mogućnost dobivanja kultura iz genetski homogenih biljaka ili životinja. U ovom slučaju, prototip se uspoređuje s kontrolom. To vam omogućuje da dobijete pouzdane informacije o uznemirujućem čimbeniku. Inače, zbog normalnih individualnih razlika među pojedincima, neće biti moguće dobiti pouzdan rezultat.
Metode analize
Bioindikatori i kontaminacija njihovog okoliša ispituju se komparativnom analizom s kontrolnim uzorkom. Mogu postojati različiti pristupi tome.
Prva metoda uključuje usporedbu odgovarajućih karakteristika izvan područja utjecaja. Tako se, na primjer, biljke uzgajane u zoni industrijskog onečišćenja uspoređuju s usjevima koji su rasli izvan područja antropogenog utjecaja.
Druga tehnika uključuje usporedbu uzorka s rezultatima eksperimenta. Jedan dio ispitnih biljaka dolazi u kontakt u laboratorijskim uvjetima sa zagađenim zrakom, tlom, vodom, a drugi dio - s čistim medijem.
Kada se koristi treća metoda, za usporedbu se koriste povijesni standardi. Ovo bi bilo korisno, na primjer, kadaistraživanje europske stepe. Danas je ovaj ekosustav praktički izgubio svoj izvorni izgled. Upravo s onim kako je stepa izgledala u prošlosti uspoređuje se u sadašnjosti.
Četvrta tehnika koristi kontrolu. Ovo je određena vrsta ovisnosti, odstupanje od koje se smatra kršenjem. Na primjer, za neporemećene zajednice vrsta konstruira se odgovarajući graf. Ako se uoče bilo kakva odstupanja, to će biti odmah uočljivo kada se usporede dvije krivulje.
Bioindikacijske metode
Bioindikatori u prirodi proučavaju se uz pomoć odgovarajućeg praćenja okoliša. Provodi se i na mikro i na makro razini. Bioindikativne studije mogu biti biocenotičke i vrste. U drugom slučaju proučava se prisutnost organizma u okolišu i učestalost njegove pojave. Fiziološka, biokemijska, anatomska i morfološka svojstva bioindikatora također se mogu proučavati.
Tijekom biocenotičke studije, raznolikost vrsta uzima se u obzir korištenjem sustava odgovarajućih pokazatelja, kao i produktivnost zajednice.
Prema utjecaju različitih čimbenika na sustav, bioindikacijsko praćenje može biti specifično i nespecifično. Proučavaju reakcije vrste na pojavu onečišćenja, toksina u njihovom staništu. Kod nespecifične bioindikacije istu reakciju mogu uzrokovati različiti čimbenici. Ako su promjene koje nastaju zbog utjecaja samo jednog čimbenika, govorimo o specifičnoj indikaciji.
Pa, na primjer, crnogorice i lišajevimogu dati informacije o čistoći zraka u regiji, prisutnosti industrijskog onečišćenja u njihovim staništima. Popis biljnih i životinjskih vrsta koje žive u tlima specifičan je za različite tipove tla. Ako dođe do promjena u tim skupinama, možemo govoriti o onečišćenju tla kemikalijama ili o promjeni njegove strukture zbog ljudskih aktivnosti.
Danas se vjeruje da se instrumentalne studije najučinkovitije koriste u kombinaciji s bioindikatorima. Takva simbioza pruža najpotpunije, pouzdane informacije o stanju stanovništva, utjecaju štetnih čimbenika na njega.
Bioindikacija tla
Upotrebom bioindikatora u proučavanju onečišćenja tla moguće je dobiti pouzdane rezultate. Biljke pružaju informacije o plodnosti tla. Potpuna analiza sastava tla zahtijeva puno vremena i truda. Tlo se smatra plodnim ako na njemu rastu kopriva, malina, celandin, valerijana itd. Ove biljke ne opstaju na siromašnom tlu.
Anđelika, plućnjak, livadska vlasulja itd. daju umjereno plodno tlo. Tresetne mahovine, lišajevi, brusnice, brusnice rastu na niskoplodnom tlu.
Osim pokazatelja plodnosti, sastav tla se može odrediti i iz biljaka. Prisutnost velike količine dušika svjedoče takve biljke kao što su pšenična trava, maline, guska peterica, knotweed itd. Boja takvih biljaka bit će svijetlo zelena. Ako je blijedo, onda je u tlu malo dušika. Biljke imaju smanjeno grananje i broj listova.
Nekoliko drugihminerali, kiselost i druga svojstva tla mogu se odrediti u tlu pomoću bioindikatora.
bioindikacija zraka
Bioindikator je živi organizam koji značajno mijenja svoje kvalitete kada dođe do odstupanja u okolišu. Uz njihovu pomoć možete utvrditi je li zrak zagađen. Na fitocenozu uvelike utječu zagađivači kao što su dušikov oksid, sumporov dioksid, ugljikovodici, itd.
Otpornost biljaka na takve toksine je drugačija. Čak i malu količinu sumporovog dioksida u zraku lako je odrediti uz pomoć lišajeva. Među biljkama, povećani sadržaj ove vrste zagađivača mogu odrediti crnogorična stabla.
Pšenica, jela, kukuruz, smreka, vrtne jagode, itd. osjetljivi su na sadržaj fluorovodika u zraku, klorovodika, itd.
Bioindikacija vode
Za kontrolu kvalitete vode, bioindikacija je jedna od najboljih metoda. Za razliku od kemijskih i fizikalnih metoda praćenja, ovaj pristup je najobjektivniji. Posebna oprema može pratiti samo određene vrste onečišćenja. Bioindikacija otkriva potpune informacije o stanju okolnog vodenog okoliša.
Monitoring vam omogućuje da procijenite za koja područja rada je rezervoar prikladan. Jedan od najjednostavnijih načina za bioindikaciju vode je korištenje kultura kvasca. Provodi se nefelometrijska procjena zamućenosti tekućine. Ovisi o količini kvasca u uzorku. Ako voda inhibira njihov razvoj, uzorak će biti lakši od kontrolnog uzorka.
Mogu i Ribekoristiti kao bioindikator. Akumuliraju toksine u svom tijelu. Kao rezultat, moguće je ustanoviti koje kvalitete karakteriziraju vodu u rijeci ili jezeru vizualnom procjenom stanja ribe.
