Ulike metoder brukes i miljøforskning. En av dem kan være bioindikasjon. Denne tilnærmingen innebærer å studere tilstanden til visse levende organismer for å få informasjon om deres habitat. For å forstå funksjonene ved å utføre slike studier, bør man vurdere hva en bioindikator er. Dette vil gi nødvendig informasjon om en slik forskningsmetodikk.
Generell definisjon
En bioindikator er en levende organisme, og muligens en hel art eller et samfunn som lever i et bestemt økologisk system og kan tjene som en refleksjon av dens tilstand. I løpet av studien estimeres dessuten antall individer i befolkningen, deres tilstand og atferd. Basert på den mottatte informasjonen er det mulig å bedømme tilstedeværelsen av forurensninger, giftstoffer, kreftfremkallende stoffer osv. i det naturlige habitatet.
Bioindikatorer er planter eller dyr hvis tilstand direkte avhenger avmiljøet deres. Bruken av en slik teknikk i løpet av studiet har mange fordeler. Noen ganger er det mulig å få den nødvendige informasjonen om miljøtilstanden bare på grunnlag av bioindikatorer. Å spare penger og tid på komplekse fysiske og kjemiske analyser er en klar fordel.
Bioindikatorer - planter og dyr som oppsummerer viktige data om forurensninger, endringshastigheten. De lar deg bestemme stedet for akkumulering og inntreden av skadelige stoffer, graden og alvorlighetsgraden av effekten av giftstoffer på levende vesener, inkludert mennesker.
I løpet av forskningen blir biocenosen til slike indikatorer vurdert. Samtidig er både representanter for fauna og flora interessante for forskere. I løpet av observasjoner er det mulig å vurdere graden av kronisk eksponering for giftstoffer selv ved lave konsentrasjoner. De påvirker funksjonene og den generelle tilstanden til dyrs indre organer, symmetriske deler av kroppen og deres forhold.
Typology
Bioindikatorer - planter og dyr som lever i vann, luft, jord. Slike organismer kan være bakterier eller alger, så vel som virvelløse dyr, som krepsdyr, ciliater, bløtdyr. Data om fisk, dyr kan brukes under studien.
Bioindikatorer for jord er oftest planter som vokser i naturen. I henhold til deres tilstand er det mulig å bestemme surheten, fuktighetskapasiteten, tettheten og temperaturen til jorden. Også ved utseendet til visse planter kan man bestemme oksygeninnholdet i jorda, mengdennæringsstoffer, samt s alter og tungmetaller.
Brtrær kan gi jordinformasjon gjennom hele året. I dette tilfellet brukes ikke bare morfologiske indikatorer, men også en rekke biokjemiske endringer. Dette lar deg få pålitelig informasjon. Morfologiske tegn kan noen ganger variere.
Så vanlige brennesle kan for eksempel demonstrere hvor mye kalsium som er i jorda. Noen planter er galofile. De elsker s altholdig jord. Hvis de vokser i et gitt område og aktivt koloniserer territorier, blir landet gradvis s altet.
For å vurdere tilstanden til vannet er det utført studier på slike bioindikatorer som larvene til enkelte insekter, visse typer alger, høyere krepsdyr, lysende bakterier.
Moser og lav kan være luftbioindikatorer. De fysiske egenskapene deres varierer mye avhengig av vekstforholdene.
valgte funksjoner
Planter og dyrebioindikatorer velges ut for forskning etter et bestemt prinsipp. Den ble formulert av en av de mest kjente amerikanske økologene Yu. Odum. Han foreslår å ta hensyn til følgende utsagn under valget av bioindikatorer:
- Det finnes stenotopiske og eurytopiske arter av levende organismer. De førstnevnte er i stand til å leve bare under visse forhold, så omfanget deres er begrenset. Eurytopiske arter er vidt utbredt i naturen, har økologisk utholdenhet. Derfor er de mindre egnet for forskning enn stenotopiske arter.
- Større typer bioindikatorer studeres oftere enn små. Dette forklares med omløpshastigheten i biocenosen. Det er høyere hos små arter, så på tidspunktet for studien kommer de kanskje ikke inn i prøven, spesielt i prosessen med analyse med lang frekvens.
- For å velge en art eller deres gruppe for forskning, vil det kreves eksperimentell og feltinformasjon om grenseverdiene for en bestemt faktor. Samtidig tas det hensyn til mulige kompenserende reaksjoner av bioindikatoren, artstoleranse.
- Andelen av ulike populasjoner, arter eller samfunn er mer veiledende og brukes derfor som en pålitelig indikator. Bare én art kan ikke fullt ut formidle omfanget av miljøendringer. Slike endringer må vurderes som en helhet, og ikke bare i én retning.
Det er også verdt å merke seg at de beste bioindikatorene er arter som gir en umiddelbar respons, samt påliteligheten til informasjonen som gis. Feilen bør ikke overstige 20 %. Ved hjelp av slike bioindikatorer bør det også være enkelt å skaffe nødvendig informasjon. Arten må være konstant tilstede i naturen slik at forskeren kan vurdere tilstanden til enhver tid.
varianter
Det finnes forskjellige typer og typer bioindikatorer. Alle levende organismer som er egnet for slik forskning kan deles inn i to grupper:
- Registrering.
- akkumulert.
I det første tilfellet reagerer levende organismer på endringer i miljøet ved å endre segBefolkningsstørrelse. De kan også endre fenotypen, somatiske lidelser eller vevsskade. Ulike deformiteter kan vises, vekstraten endres. Andre svært synlige tegn kan også være tilstede.
Registrerende bioindikatorer er for eksempel lav, trenåler. Nekrose, klorose, tørrhet vises på dem. Registrering av bioindikatorer gjør det ikke alltid mulig å fastslå årsakene til endringene som har skjedd. I dette tilfellet vil det kreves ytterligere forskning for å finne ut hvorfor bestanden, det endelige utseendet, utbredelsen i naturen osv. har endret seg. Slike endringer kan være et resultat av ulike prosesser.
Organismer-bioindikatorer kan være av akkumulerende type. De konsentrerer giftstoffer, forurensning inne i kroppen, i forskjellige vev, kroppsdeler eller organer. Under studien bestemmes graden av miljøforurensning etter kjemisk analyse. For eksempel skjell av krepsdyr, insektlarver, samt enkelte organer fra pattedyr (hjerne, nyrer, milt, lever osv.), kan moser være en akkumulerende bioindikator.
Levende organismer reagerer umiddelbart på hele komplekset av skadelige stoffer som kommer inn i miljøet. Derfor tillater ikke en slik teknikk å etablere den nøyaktige konsentrasjonen av et enkelt toksin. Men samtidig lar fordelen med å bruke bioindikasjon deg bestemme nøyaktig hvordan, hvor mye forurensning påvirker befolkningen.
Testorganismer
Testorganismen kan være en bioindikator på miljøet. Dette er representanter for flora eller fauna som brukes i løpet av kvalitetskontrollen av miljøforholdene i laboratoriet. De utfører passende eksperimenter. Det kan for eksempel være encellede, protozoer, leddyr. Planter som moser eller blomstrende planter kan også være testorganismer.
Hovedtrekket til slike organismer er muligheten for å få kulturer fra genetisk homogene planter eller dyr. I dette tilfellet sammenlignes prototypen med kontrollen. Dette lar deg få pålitelig informasjon om den forstyrrende faktoren. Ellers, på grunn av normale individuelle forskjeller mellom individer, vil det ikke være mulig å oppnå et pålitelig resultat.
Analysemetoder
Bioindikatorer og forurensning av miljøet deres undersøkes ved komparativ analyse med en kontrollprøve. Det kan være forskjellige tilnærminger til dette.
Den første metoden innebærer å sammenligne de tilsvarende egenskapene utenfor påvirkningsområdet. Så for eksempel blir planter dyrket i området for industriell forurensning sammenlignet med avlinger som vokste utenfor området med menneskeskapt påvirkning.
Den andre teknikken innebærer å sammenligne prøven med resultatene av eksperimentet. En del av testplantene kommer i kontakt under laboratorieforhold med forurenset luft, jord, vann, og den andre delen - med rene medier.
Når du bruker den tredje metoden, brukes historiske standarder for sammenligning. Dette vil for eksempel være nyttig nårutforskning av den europeiske steppen. I dag har dette økosystemet praktisk t alt mistet sitt opprinnelige utseende. Det er med hvordan steppen så ut i fortiden at den sammenlignes i nåtid.
Den fjerde teknikken bruker kontroll. Dette er en viss type avhengighet, hvor avviket anses som et brudd. For eksempel, for uforstyrrede artssamfunn, er det konstruert en tilsvarende graf. Hvis det observeres noen avvik, vil dette være umiddelbart merkbart når du sammenligner de to kurvene.
Bioindikasjonsmetoder
Bioindikatorer i naturen studeres ved hjelp av passende miljøovervåking. Det utføres både på mikro- og makronivå. Bioindikative studier kan være biokenotiske og arter. I det andre tilfellet studeres tilstedeværelsen av en organisme i miljøet og hyppigheten av dens forekomst. Fysiologiske, biokjemiske, anatomiske og morfologiske egenskaper til bioindikatoren kan også studeres.
I løpet av en biokenotisk studie blir artsmangfoldet tatt i betraktning ved hjelp av et system med passende indikatorer, samt fellesskapsproduktivitet.
I henhold til påvirkningen av ulike faktorer på systemet, kan bioindikasjonsovervåking være spesifikk og uspesifikk. De studerer reaksjonene til en art på utseendet av forurensning, giftstoffer i deres habitat. Med uspesifikk bioindikasjon kan den samme reaksjonen være forårsaket av forskjellige faktorer. Hvis endringene som skjer skyldes påvirkning av kun én faktor, snakker vi om en spesifikk indikasjon.
Så for eksempel bartrær og lavkan gi informasjon om renheten til luften i regionen, tilstedeværelsen av industriell forurensning i deres habitater. Listen over plante- og dyrearter som lever i jord er spesifikk for ulike typer jord. Hvis det skjer endringer i disse grupperingene, kan vi snakke om jordforurensning med kjemikalier eller en endring i strukturen på grunn av menneskelige aktiviteter.
I dag antas det at instrumentelle studier brukes mest effektivt i kombinasjon med bioindikatorer. En slik symbiose gir den mest komplette, pålitelige informasjonen om befolkningens tilstand, virkningen av negative faktorer på den.
jordbioindikasjon
Ved bruk av bioindikatorer i studiet av jordforurensning er det mulig å oppnå pålitelige resultater. Planter gir informasjon om jords fruktbarhet. En fullstendig analyse av sammensetningen av jorda krever mye tid og krefter. Jorden regnes som fruktbar hvis det vokser brennesle, bringebær, svalort, valerian etc. Disse plantene overlever ikke på dårlig jord.
Angelica, lungeurt, engsvingel osv. gir ut moderat fruktbar jord Torvmoser, lav, tyttebær, tyttebær vokser på lite fruktbar jord.
I tillegg til indikatoren for fruktbarhet, kan sammensetningen av jorda også bestemmes ut fra planter. Tilstedeværelsen av en stor mengde nitrogen er bevist av slike planter som hvetegress, bringebær, gås cinquefoil, knotweed, etc. Fargen på slike planter vil være lysegrønn. Hvis den er blek, så er det lite nitrogen i jorda. Planter har redusert forgrening og antall blader.
En rekke andremineraler, surhet og andre egenskaper ved jorda kan bestemmes i jorda ved hjelp av bioindikatorer.
Air bioindikasjon
En bioindikator er en levende organisme som vesentlig endrer sine egenskaper når det oppstår avvik i miljøet. Med deres hjelp kan du finne ut om luften er forurenset. Fytocenose er sterkt påvirket av forurensninger som nitrogenoksid, svoveldioksid, hydrokarboner, etc.
Plantes motstand mot slike giftstoffer er annerledes. Selv en liten mengde svoveldioksid i luften er lett å bestemme ved hjelp av lav. Blant planter kan det økte innholdet av denne typen miljøgifter bestemmes av bartrær.
Hvete, gran, mais, gran, hagejordbær osv. er følsomme for innholdet av hydrogenfluorid i luften, hydrogenklorid osv.
Vannbioindikasjon
For vannkvalitetskontroll er bioindikasjon en av de beste metodene. I motsetning til kjemiske og fysiske metoder for overvåking, er denne tilnærmingen den mest objektive. Spesialutstyr er i stand til å spore bare visse typer forurensning. Bioindikasjon avslører fullstendig informasjon om tilstanden til det omkringliggende vannmiljøet.
Overvåking lar deg vurdere hvilke driftsområder et reservoar er egnet for. En av de enkleste måtene å bioindikere vann på er å bruke gjærkulturer. En nefelometrisk vurdering av væskens turbiditet utføres. Det avhenger av mengden gjær i prøven. Hvis vann hemmer utviklingen, vil prøven være lettere enn kontrollprøven.
Fiskene kan ogsåbrukes som en bioindikator. De samler opp giftstoffer i kroppen. Som et resultat er det mulig å fastslå hvilke kvaliteter som karakteriserer vannet i en elv eller innsjø ved å visuelt vurdere fiskens tilstand.
