БИОИНДИКАТОРИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВИДОВЕ - ОКОЛЕН СВЯТ - 2025

На биомаркерите са биологични процеси, общности или видове, за оценка на 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 биота на генерирания стрес.

Трябва да вземем предвид, че всяка дейност поражда въздействие върху околната среда, което може да бъде положително или отрицателно. Човешката дейност обаче почти изключително генерира отрицателни въздействия върху околната среда, които засягат екосистемите и тяхната биота.

Фигура 1. Канарка, птица, използвана като биоиндикатор на токсични газове в мини. Източник: pixabay.com

Сред екологичните щети, причинени от човешките дейности, са замърсяването с емисии и твърди промишлени или градски отпадъци, изчерпването на природните ресурси поради свръхексплоатация.

Всички тези въздействия пораждат стрес в съществуващата биота и поради това се наричат ​​антропогенни фактори на стреса, за да ги разграничат от естествените стресови фактори, като периоди на интензивна суша или промени в температурите поради климатичните въздействия.

Разработването и прилагането на биоиндикатори се появява през 60-те години на миналия век и оттогава репертоарът им се разширява при изучаването на водни и сухоземни среди под влияние на антропогенни стресори.

Биоиндикаторите позволяват наблюдение на химично-физическите промени в околната среда, мониторинг на екологичните процеси, пряко или косвено откриване на наличието на замърсители и като цяло, откриване на промени в околната среда.

Обща характеристика на биоиндикаторите

Биоиндикатор, било то биологичен процес, общност или вид, независимо от вида на изменението на околната среда, който измерва, и въпросния географски регион, трябва да отговаря на определени характеристики:

-Той трябва да е чувствителен към смущения или стрес, но да не умре или да изчезне заради него. Биоиндикаторният вид или общност трябва да има умерена толерантност към променливостта на околната среда.

-Трябва да бъде възможно да се измери реакцията ви на стрес. Биологичните процеси в даден индивид могат също да действат като биоиндикатори.

-Вашият отговор трябва да е представителен на този на цялата екосистема, популация или видове.

-Тя трябва да реагира според степента на замърсяване или влошаване на околната среда.

-Той трябва да е обилен и често срещан, като представя адекватна гъстота на населението в конкретната изследвана област. Освен това тя трябва да бъде сравнително стабилна, да преодолява умерените климатични и екологични изменения.

-Трябва да има информация за биоиндикатора, добро разбиране на неговата екология и история на живота и добре документирана и стабилна таксономия. Освен това неговото вземане на проби трябва да е просто и евтино.

-Тя трябва да има обществено, икономическо и търговско значение за други цели.

В случай на използване на индивиди като биоиндикатори, трябва да се вземе предвид възрастта и генотипичното им изменение. Трябва също да се провери дали други фактори на околната среда не пречат на изследването и да допълнят информацията с екологични токсикологични тестове.

Видове биоиндикатори

Класификацията на биоиндикаторите варира в зависимост от характеристиките, които трябва да бъдат подчертани в системата за класификация. Например, можем да класифицираме биоиндикаторите според сложността им на биоиндикаторни видове, общности или екосистеми. Но можем и да ги класифицираме според средата, която наблюдават.

Биоиндикаторни видове

Всички съществуващи видове (или групи от видове) могат да понасят ограничен набор от физически, химически и биологични условия на околната среда. Тази функция може да се използва за оценка на качеството на околната среда.

Например пъстървата, която живее в потоци със студена вода в западните Съединени щати, толерира температура между 20 и 25 ° C, следователно тази топлинна чувствителност може да се използва като биоиндикатор за температурата на водата.

Същите тези пъстърви реагират на клетъчно ниво на повишаване на температурата на водата (чрез изгаряне и сеч на околните гори). В тези случаи те синтезират протеин от топлинен шок, който защитава клетките им от въздействието на повишена температура.

Количественото определяне на тези протеини от топлинен удар при този вид дава възможност да се измери топлинният стрес на пъстървата и индиректно да се оцени промяната на околната среда поради рязането и изгарянето на горите, заобикалящи водното тяло.

Биоиндикаторни общности

Цели общности, които обхващат голямо разнообразие от толерантност към множество фактори на околната среда, могат да послужат като биоиндикатори за оценка на състоянието на околната среда от комплексен и цялостен подход. Тези проучвания включват използване на анализ на множество променливи на околната среда.

Биоиндикаторни екосистеми

Загубата на услугите, предоставяни от екосистеми, като чиста вода и въздух, опрашители на растения, наред с други, се счита за показател за здравословното състояние на екосистемата.

Например, загубата на пчелни видове - които са опрашители - се счита за показател за загубата на здравето на околната среда, тъй като те са чувствителни към наличието на тежки метали, пестициди и радиоактивни вещества.

Биоиндикатори според средата, която наблюдават

Както беше посочено по-горе, биоиндикаторите могат също да бъдат класифицирани според средата, от която 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 онези организми, които са чувствителни към изменения в концентрацията на определени газове.

Например лишеите (симбиотични асоциации между гъбички, микроводорасли и или цианобактерии) и бриофити са много чувствителни към атмосферните газове, защото ги абсорбират през тялото си.

Тези организми нямат кожички или корени и тяхното високо съотношение повърхност / обем благоприятства усвояването и натрупването на атмосферни замърсители, като серен диоксид. Следователно изчезването му в определени райони 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.

Фигура 2. Лихен Lecanora conizaeoides. Източник: Jerzy Opioła, от Wikimedia Commons Друг пример е дългогодишната употреба на канарчета като биоиндикатори на опасни условия в подземни въглищни мини във Великобритания, благодарение на тяхната остра чувствителност към малки концентрации на въглероден окис (CO ₂) и метан. (СН ₄).

Тази чувствителност се дължи на факта, че канарчетата имат нисък капацитет на белите дробове и еднопосочна вентилационна система. Поради тази причина канарчетата са много по-чувствителни от хората към вредните газове.

Биоиндикатори за качеството на водата

Сред биоиндикаторите за качеството на водата са бактериални микроорганизми, протозои, макроигръбначни, водорасли и мъхове; чувствителен към наличието на токсични замърсители.

Например наличието на съобщества от различни водни таксони на макрогръбначни животни в река е показател за екологично и биологично разнообразие. Колкото по-голям е броят на наличните таксони, толкова по-голямо е здравето на водното тяло.

Други биоиндикатори на състоянието на реките са видри, тъй като те бързо напускат водни тела с ниско количество замърсители. След това тяхното присъствие показва доброто състояние на реката.

Морските гъби също са били използвани като биоиндикатори на тежки метали, като живак и кадмий, фекални вещества. Откриването на изчезването на гъбите в морските води е показател за загубата на качеството на водата.

Присъствието на водорасли в плътни концентрации е индикатор за високи нива на разтворен фосфор и азот, които могат да идват от торове, изхвърлени във водата. Изхвърлените торове генерират натрупването на техните хранителни вещества и еутрофикацията на водната среда.

Биоиндикатори за качество на почвата

Като показатели за качеството на почвата можем да споменем част от биотата на това местообитание, тоест някои растения, гъби и бактериални микроорганизми.

Ако представят специфични изисквания за своето оцеляване, тези организми биха били индикатори за съществуването на тези условия.

Например, земните червеи са биоиндикатори за качеството на почвата, тъй като някои видове, като Eisenia fetida и E. andrei, са чувствителни към пестициди, маслени производни, тежки метали, наред с други. Тези биоиндикатори се използват в проучвания за почвена токсичност.

Препратки

1. Celli, G. and Maccagnani, B. (2003). Медоносните пчели като биоиндикатори на замърсяването на околната среда. Бюлетин по инсектология 56 (1): 137-139.
2. Conesa Fdez-Vítora, V. (2010). методическо ръководство за оценка на въздействието върху околната среда. Четвърто издание. Издания Mundi-Prensa. стр. 864.
3. Gadzala-Kopciuch, R., Berecka, B., Bartoszewicz, J. and Buszewski, B. (2004). Някои съображения относно биоиндикаторите при мониторинга на околната среда. Полски журнал за екологични изследвания том 13, № 5, 453-462.
4. Market, BA, Breure, AM и Zechmeister, HG (2003). Дефиниции, стратегии и принципи за биоиндикация / биомониторинг на околната среда. В: Биоиндикатори и биомонитори. Market, BA, Breure, AM и Zechmeister, HG редактори. Elsevier Science Ltd.
5. Markert, B. (2007). Определения и принципи за биоиндикация и биомониторинг на микроелементи в околната среда. Списание за микроелементи в медицината и биологията, 21, 77–82. doi: 10.1016 / j.jtemb.2007.09.015