Inom miljöforskning används olika metoder. En av dem kan vara bioindikation. Detta tillvägagångssätt innebär att studera tillståndet hos vissa levande organismer för att få information om deras livsmiljö. För att förstå funktionerna i att genomföra sådana studier bör man överväga vad en bioindikator är. Detta kommer att ge nödvändig information om en sådan forskningsmetod.
Allmän definition
En bioindikator är en levande organism, och möjligen en hel art eller ett samhälle som lever i ett visst ekologiskt system och kan fungera som en återspegling av dess tillstånd. Under studien uppskattas dessutom antalet individer i befolkningen, deras tillstånd och beteende. Baserat på den mottagna informationen är det möjligt att bedöma förekomsten av föroreningar, gifter, cancerframkallande ämnen etc. i den naturliga livsmiljön.
Bioindikatorer är växter eller djur vars tillstånd direkt beror påderas miljö. Användningen av en sådan teknik under studiens gång har många fördelar. Ibland är det möjligt att få nödvändig information om miljöns tillstånd endast på basis av bioindikatorer. Att spara pengar och tid på komplexa fysikaliska och kemiska analyser är en klar fördel.
Bioindikatorer - växter och djur som sammanfattar viktiga data om föroreningar, förändringstakten. De låter dig bestämma platsen för ackumulering och sätt att komma in för skadliga ämnen, graden och svårighetsgraden av effekten av toxiner på levande varelser, inklusive människor.
Under forskningens gång utvärderas biocenosen av sådana indikatorer. Samtidigt är både representanter för fauna och flora intressanta för forskare. Under observationer är det möjligt att bedöma graden av kronisk exponering för toxiner även vid låga koncentrationer. De påverkar funktionerna och det allmänna tillståndet hos djurens inre organ, symmetriska delar av kroppen och deras förhållande.
Typology
Bioindikatorer - växter och djur som lever i vatten, luft, jord. Sådana organismer kan vara bakterier eller alger, såväl som ryggradslösa djur, såsom kräftdjur, ciliater, blötdjur. Data om fisk, djur kan användas under studien.
Bioindikatorer för jord är oftast växter som växer i det vilda. Enligt deras tillstånd är det möjligt att bestämma jordens surhet, fuktkapacitet, densitet och temperatur. Också genom utseendet av vissa växter kan man bestämma syreh alten i jorden, mängdennäringsämnen, samt s alter och tungmetaller.
Barrträd kan ge markinformation under hela året. I det här fallet används inte bara morfologiska indikatorer, utan också ett antal biokemiska förändringar. Detta gör att du kan få tillförlitlig information. Morfologiska tecken varierar ibland.
Så vanliga nässlor kan till exempel visa hur mycket kalcium som finns i jorden. Vissa växter är gallofiler. De älskar s alth altiga jordar. Om de växer i ett visst område och aktivt koloniserar territorier, s altas marken gradvis.
För att bedöma vattnets tillstånd genomförs studier av sådana bioindikatorer som larver från vissa insekter, vissa typer av alger, högre kräftdjur, lysande bakterier.
Mossor och lavar kan vara bioindikatorer för luft. Deras fysiska egenskaper varierar mycket beroende på odlingsförhållanden.
Funktioner av val
Växter och djurbioindikatorer väljs ut för forskning enligt en viss princip. Den formulerades av en av de mest kända amerikanska ekologerna Yu. Odum. Han föreslår att ta hänsyn till följande uttalanden vid valet av bioindikatorer:
- Det finns stenotopiska och eurytopiska arter av levande organismer. De förra kan bara leva under vissa förhållanden, så deras omfattning är begränsad. Eurytopiska arter är vitt spridda i naturen, har ekologisk uthållighet. Därför är de mindre lämpade för forskning än stenotopiska arter.
- Större typer av bioindikatorer studeras oftare än små. Detta förklaras av omsättningshastigheten i biocenosen. Det är högre hos små arter, så vid tidpunkten för studien kanske de inte kommer in i provet, särskilt i processen för analys med lång frekvens.
- För att välja en art eller deras grupp för forskning kommer experimentell och fältinformation om gränsvärdena för en viss faktor att krävas. Samtidigt beaktas möjliga kompensatoriska reaktioner av bioindikatorn, arttolerans.
- Andelen olika populationer, arter eller samhällen är mer vägledande och används därför som en tillförlitlig indikator. Endast en art kan inte fullt ut förmedla omfattningen av miljöförändringar. Sådana förändringar måste betraktas som en helhet och inte bara i en riktning.
Det är också värt att notera att de bästa bioindikatorerna är arter som ger ett omedelbart svar, såväl som tillförlitligheten hos den information som tillhandahålls. Felet bör inte överstiga 20 %. Med hjälp av sådana bioindikatorer bör det också vara lätt att få den nödvändiga informationen. Arten måste ständigt finnas i naturen så att forskaren kan bedöma dess tillstånd när som helst.
Varieties
Det finns olika typer och typer av bioindikatorer. Alla levande organismer som är lämpliga för sådan forskning kan delas in i två grupper:
- Registrering.
- Akumulativ.
I det första fallet reagerar levande organismer på förändringar i miljön genom att förändrasfolkmängd. De kan också förändra fenotypen, somatiska störningar eller vävnadsskada. Olika missbildningar kan uppstå, tillväxthastigheten förändras. Andra mycket synliga tecken kan också finnas.
Registrerande bioindikatorer är till exempel lavar, trädnålar. Nekros, kloros, torrhet visas på dem. Att registrera bioindikatorer gör det inte alltid möjligt att fastställa orsakerna till de förändringar som har inträffat. I det här fallet kommer ytterligare forskning att krävas för att fastställa varför populationen, det slutliga utseendet, utbredningen i naturen etc. har förändrats. Sådana förändringar kan vara resultatet av olika processer.
Organismer-bioindikatorer kan vara av ackumulerande typ. De koncentrerar gifter, föroreningar inuti sin kropp, i olika vävnader, kroppsdelar eller organ. Under studien bestäms graden av miljöförorening efter kemisk analys. Till exempel skal av kräftdjur, insektslarver, såväl som vissa däggdjursorgan (hjärna, njurar, mjälte, lever etc.), mossor kan vara en ackumulerande bioindikator.
Levande organismer reagerar omedelbart på hela komplexet av skadliga ämnen som kommer in i miljön. Därför tillåter en sådan teknik inte att fastställa den exakta koncentrationen av ett enda toxin. Men samtidigt gör fördelen med att använda bioindikation att du kan avgöra exakt hur, hur mycket föroreningar påverkar befolkningen.
Testorganismer
Testorganismen kan vara en bioindikator på miljön. Dessa är representanter för flora eller fauna som används vid kvalitetskontroll av miljöförhållandena i laboratoriet. De utför lämpliga experiment. Det kan till exempel vara encelliga, protozoer, leddjur. Växter som mossor eller blommande växter kan också vara testorganismer.
Den huvudsakliga egenskapen hos sådana organismer är möjligheten att få kulturer från genetiskt homogena växter eller djur. I det här fallet jämförs prototypen med kontrollen. Detta gör att du kan få tillförlitlig information om den störande faktorn. Annars, på grund av normala individuella skillnader mellan individer, kommer det inte att vara möjligt att få ett tillförlitligt resultat.
Analysmetoder
Bioindikatorer och kontaminering av deras miljö undersöks genom jämförande analys med ett kontrollprov. Det kan finnas olika metoder för detta.
Den första metoden innebär att jämföra motsvarande egenskaper utanför påverkansområdet. Så, till exempel, växter som odlas i området för industriell förorening jämförs med grödor som växte utanför området för antropogen påverkan.
Den andra tekniken innebär att man jämför provet med resultaten från experimentet. En del av testväxterna kommer i kontakt under laboratorieförhållanden med förorenad luft, jord, vatten och den andra delen - med rena medier.
När den tredje metoden används används historiska standarder för jämförelse. Detta skulle vara användbart, till exempel närutforskning av den europeiska stäppen. Idag har detta ekosystem praktiskt taget förlorat sitt ursprungliga utseende. Det är med hur stäppen såg ut förr som den jämförs i nutid.
Den fjärde tekniken använder kontroll. Detta är en viss typ av beroende, vars avvikelse betraktas som en kränkning. Till exempel för ostörda artsamhällen konstrueras en motsvarande graf. Om några avvikelser observeras kommer detta att märkas omedelbart när man jämför de två kurvorna.
Bioindikationsmetoder
Bioindikatorer i naturen studeras med hjälp av lämplig miljöövervakning. Det utförs både på mikro- och makronivå. Bioindikativa studier kan vara biokenotiska och arter. I det andra fallet studeras närvaron av en organism i miljön och frekvensen av dess förekomst. Fysiologiska, biokemiska, anatomiska och morfologiska egenskaper hos bioindikatorn kan också studeras.
I loppet av en biokenotisk studie tas hänsyn till arternas mångfald med hjälp av ett system med lämpliga indikatorer, såväl som samhällets produktivitet.
Beroende på inverkan av olika faktorer på systemet kan bioindikationsövervakning vara specifik och ospecifik. De studerar reaktionerna hos en art på uppkomsten av föroreningar, gifter i deras livsmiljö. Med ospecifik bioindikation kan samma reaktion orsakas av olika faktorer. Om förändringarna som sker beror på påverkan av endast en faktor, talar vi om en specifik indikation.
Så till exempel barrträd och lavarkan ge information om luftens renhet i regionen, förekomsten av industriella föroreningar i deras livsmiljöer. Listan över växt- och djurarter som lever i jordar är specifik för olika typer av jord. Om förändringar sker i dessa grupperingar kan vi tala om markförorening med kemikalier eller en förändring i dess struktur på grund av mänskliga aktiviteter.
Idag tror man att instrumentella studier används mest effektivt i kombination med bioindikatorer. En sådan symbios ger den mest fullständiga, tillförlitliga informationen om befolkningens tillstånd, effekterna av negativa faktorer på den.
Jordbioindikation
Med hjälp av bioindikatorer i studien av markföroreningar är det möjligt att få tillförlitliga resultat. Växter ger information om jordens bördighet. En fullständig analys av jordens sammansättning kräver mycket tid och ansträngning. Jorden anses bördig om det växer nässlor, hallon, svalört, valeriana etc. Dessa växter överlever inte på mager jord.
Angelica, lungört, ängssvingel etc. ger ut måttligt bördig jord. Torvmossor, lavar, tranbär, lingon växer på lågbördig jord.
Förutom indikatorn på fertilitet kan jordens sammansättning också bestämmas från växter. Närvaron av en stor mängd kväve bevisas av sådana växter som vetegräs, hallon, gås cinquefoil, knotweed, etc. Färgen på sådana växter kommer att vara ljusgrön. Om den är blek så finns det lite kväve i jorden. Växter har minskat förgrening och antalet löv.
Ett antal andramineraler, surhet och andra egenskaper hos jorden kan bestämmas i jorden med hjälp av bioindikatorer.
Airbioindikation
En bioindikator är en levande organism som väsentligt förändrar sina egenskaper när avvikelser uppstår i miljön. Med deras hjälp kan du avgöra om luften är förorenad. Fytocenos påverkas kraftigt av föroreningar som kväveoxid, svaveldioxid, kolväten, etc.
Växts resistens mot sådana gifter är annorlunda. Även en liten mängd svaveldioxid i luften är lätt att bestämma med hjälp av lavar. Bland växter kan det ökade innehållet av denna typ av föroreningar bestämmas av barrträd.
Vete, gran, majs, gran, trädgårdsjordgubbar etc. är känsliga för innehållet av fluorväte i luften, väteklorid etc.
Vattenbioindikation
För kontroll av vattenkvalitet är bioindikering en av de bästa metoderna. Till skillnad från kemiska och fysikaliska metoder för övervakning är detta tillvägagångssätt det mest objektiva. Specialutrustning kan endast spåra vissa typer av föroreningar. Bioindikation avslöjar fullständig information om tillståndet i den omgivande vattenmiljön.
Övervakning låter dig bedöma för vilka verksamhetsområden en reservoar är lämplig. Ett av de enklaste sätten att bioindikera vatten är att använda jästkulturer. En nefelometrisk bedömning av vätskans grumlighet utförs. Det beror på mängden jäst i provet. Om vatten hämmar deras utveckling kommer provet att vara lättare än kontrollprovet.
Fiskarna kan ocksåanvändas som en bioindikator. De samlar gifter i kroppen. Som ett resultat är det möjligt att fastställa vilka egenskaper som kännetecknar vattnet i en flod eller sjö genom att visuellt utvärdera fiskens tillstånd.
