Nella ricerca ambientale vengono utilizzati metodi diversi. Uno di questi potrebbe essere la bioindicazione. Questo approccio prevede lo studio dello stato di alcuni organismi viventi per ottenere informazioni sul loro habitat. Per comprendere le caratteristiche della conduzione di tali studi, si dovrebbe considerare cos'è un bioindicatore. Ciò fornirà le informazioni necessarie su tale metodologia di ricerca.
Definizione generale
Un bioindicatore è un organismo vivente, e possibilmente un'intera specie o comunità che vive in un certo sistema ecologico e può fungere da riflesso del suo stato. Inoltre, durante lo studio, vengono stimati il numero di individui nella popolazione, le loro condizioni e comportamenti. Sulla base delle informazioni ricevute è possibile valutare la presenza nell'habitat naturale di inquinanti, tossine, cancerogeni, ecc.
I bioindicatori sono piante o animali la cui condizione dipende direttamenteil loro ambiente. L'uso di tale tecnica nel corso dello studio presenta molti vantaggi. A volte è possibile ottenere le informazioni necessarie sullo stato dell'ambiente solo sulla base di bioindicatori. Risparmiare tempo e denaro in complesse analisi fisiche e chimiche è un indubbio vantaggio.
Bioindicatori - piante e animali che riassumono dati importanti sugli inquinanti, il tasso di cambiamento. Consentono di determinare il luogo di accumulo e le vie di ingresso delle sostanze nocive, il grado e la gravità dell'effetto delle tossine sugli esseri viventi, compreso l'uomo.
Nel corso della ricerca viene valutata la biocenosi di tali indicatori. Allo stesso tempo, sia i rappresentanti della fauna che della flora sono interessanti per i ricercatori. Nel corso delle osservazioni è possibile valutare il grado di esposizione cronica alle tossine anche a basse concentrazioni. Influiscono sulle funzioni e sulle condizioni generali degli organi interni degli animali, sulle parti simmetriche del corpo e sui loro rapporti.
Tipologia
Bioindicatori: piante e animali che vivono nell'acqua, nell'aria, nel suolo. Tali organismi possono essere batteri o alghe, nonché invertebrati, come crostacei, ciliati, molluschi. I dati su pesci e animali possono essere utilizzati durante lo studio.
I bioindicatori del suolo sono nella maggior parte dei casi piante che crescono allo stato selvatico. In base alle loro condizioni, è possibile determinare l'acidità, la capacità di umidità, la densità e la temperatura del terreno. Inoltre, dall'aspetto di alcune piante, si può determinare il contenuto di ossigeno nel terreno, la quantitàsostanze nutritive, nonché sali e metalli pesanti.
Le conifere possono fornire informazioni sul suolo durante tutto l'anno. In questo caso, vengono utilizzati non solo indicatori morfologici, ma anche una serie di cambiamenti biochimici. Ciò consente di ottenere informazioni affidabili. I caratteri morfologici a volte sono variabili.
Quindi, ad esempio, le normali ortiche possono dimostrare quanto calcio c'è nel terreno. Alcune piante sono gallofile. Amano i terreni salini. Se crescono in una determinata area, colonizzando attivamente i territori, la terra viene gradualmente salata.
Per valutare lo stato dell'acqua, vengono condotti studi su bioindicatori come le larve di alcuni insetti, alcuni tipi di alghe, crostacei superiori, batteri luminosi.
Muschi e licheni possono essere bioindicatori dell'aria. Le loro qualità fisiche variano notevolmente a seconda delle condizioni di crescita.
Caratteristiche a scelta
Piante e bioindicatori animali sono selezionati per la ricerca secondo un certo principio. È stato formulato da uno dei più famosi ecologisti americani Yu Odum. Propone di tenere conto delle seguenti affermazioni durante la selezione dei bioindicatori:
- Ci sono specie di organismi viventi stenotopici ed euritopici. I primi sono in grado di vivere solo a determinate condizioni, quindi la loro portata è limitata. Le specie euritopiche sono ampiamente distribuite in natura, hanno resistenza ecologica. Pertanto, sono meno adatti alla ricerca rispetto alle specie stenotopiche.
- I tipi più grandi di bioindicatori vengono studiati più spesso di quelli piccoli. Ciò è spiegato dal tasso di turnover nella biocenosi. È più alto nelle piccole specie, quindi al momento dello studio potrebbero non entrare nel campione, specialmente nel processo di analisi con una frequenza lunga.
- Per selezionare una specie o il suo gruppo per la ricerca, saranno necessarie informazioni sperimentali e sul campo sui valori limite di un determinato fattore. Allo stesso tempo, vengono prese in considerazione le possibili reazioni compensatorie del bioindicatore, la tolleranza alle specie.
- La proporzione di diverse popolazioni, specie o comunità è più indicativa ed è quindi utilizzata come indicatore affidabile. Solo una specie non può trasmettere completamente la portata dei cambiamenti ambientali. Tali cambiamenti devono essere considerati nel loro insieme, e non solo in una direzione.
Vale anche la pena notare che i migliori bioindicatori sono specie che forniscono una risposta immediata, così come l'affidabilità delle informazioni fornite. L'errore non deve superare il 20%. Inoltre, con l'aiuto di tali bioindicatori, dovrebbe essere facile ottenere le informazioni necessarie. La specie deve essere costantemente presente in natura in modo che il ricercatore possa valutarne le condizioni in qualsiasi momento.
Varietà
Ci sono diversi tipi e tipi di bioindicatori. Tutti gli organismi viventi adatti a tale ricerca possono essere divisi in due gruppi:
- Registrazione.
- Accumulativo.
Nel primo caso, gli organismi viventi reagiscono ai cambiamenti dell'ambiente cambiandodimensione della popolazione. Possono anche modificare il fenotipo, disturbi somatici o danni ai tessuti. Possono comparire varie deformità, il tasso di crescita cambia. Possono essere presenti anche altri segni molto visibili.
Ad esempio, i bioindicatori registrati sono licheni, aghi degli alberi. Su di essi compaiono necrosi, clorosi, secchezza. La registrazione dei bioindicatori non sempre consente di stabilire le cause dei cambiamenti avvenuti. In questo caso, saranno necessarie ulteriori ricerche per determinare perché sono cambiati la popolazione, l'aspetto finale, la distribuzione in natura, ecc.. Tali cambiamenti possono essere il risultato di vari processi.
Gli organismi-bioindicatori possono essere di tipo cumulativo. Concentrano le tossine, l'inquinamento all'interno del loro corpo, in diversi tessuti, parti del corpo o organi. Durante lo studio, il grado di inquinamento ambientale viene determinato dopo l'analisi chimica. Ad esempio, gusci di crostacei, larve di insetti e alcuni organi di mammiferi (cervello, reni, milza, fegato, ecc.), i muschi possono essere un bioindicatore cumulativo.
Gli organismi viventi reagiscono immediatamente all'intero complesso di sostanze nocive che entrano nell'ambiente. Pertanto, una tale tecnica non consente di stabilire l'esatta concentrazione di una singola tossina. Ma allo stesso tempo, il vantaggio di utilizzare la bioindicazione consente di determinare esattamente come, quanto inquinamento colpisce la popolazione.
Organismi di prova
L'organismo di prova può essere un bioindicatore dell'ambiente. Questi sono rappresentanti della flora o della fauna che vengono utilizzati nel corso del controllo di qualità delle condizioni ambientali in laboratorio. Svolgono esperimenti appropriati. Può essere, ad esempio, unicellulare, protozoo, artropodi. Anche piante come muschi o piante da fiore possono essere organismi di prova.
La caratteristica principale di tali organismi è la possibilità di ottenere colture da piante o animali geneticamente omogenei. In questo caso, il prototipo viene confrontato con il controllo. Ciò consente di ottenere informazioni affidabili sul fattore di disturbo. Diversamente, a causa delle normali differenze individuali tra gli individui, non sarà possibile ottenere un risultato affidabile.
Metodi di analisi
I bioindicatori e la contaminazione del loro ambiente vengono esaminati mediante analisi comparativa con un campione di controllo. Potrebbero esserci approcci diversi a questo.
Il primo metodo consiste nel confrontare le caratteristiche corrispondenti al di fuori dell'area di influenza. Quindi, ad esempio, le piante coltivate nella zona di inquinamento industriale vengono confrontate con le colture che sono cresciute al di fuori dell'area di influenza antropica.
La seconda tecnica consiste nel confrontare il campione con i risultati dell'esperimento. Una parte delle piante di prova entra in contatto in condizioni di laboratorio con aria, suolo, acqua inquinati e la seconda parte - con mezzi puliti.
Quando si utilizza il terzo metodo, gli standard storici vengono utilizzati per il confronto. Ciò sarebbe utile, ad esempio, quandoesplorazione della steppa europea. Oggi questo ecosistema ha praticamente perso il suo aspetto originario. È con l'aspetto della steppa in passato che viene confrontata nel presente.
La quarta tecnica usa il controllo. Questo è un certo tipo di dipendenza, la cui deviazione è considerata una violazione. Ad esempio, per le comunità di specie indisturbate, viene costruito un grafico corrispondente. Se si osservano deviazioni, questo sarà immediatamente evidente quando si confrontano le due curve.
Metodi di bioindicazione
I bioindicatori in natura sono studiati con l'ausilio di un adeguato monitoraggio ambientale. Viene svolto sia a livello micro che macro. Gli studi bioindicativi possono essere biocenotici e di specie. Nel secondo caso si studia la presenza di un organismo nell'ambiente e la frequenza della sua comparsa. Possono essere studiate anche le proprietà fisiologiche, biochimiche, anatomiche e morfologiche del bioindicatore.
Nel corso di uno studio biocenotico, la diversità delle specie viene presa in considerazione utilizzando un sistema di indicatori appropriati, nonché la produttività della comunità.
Secondo l'impatto di vari fattori sul sistema, il monitoraggio della bioindicazione può essere specifico e non specifico. Studiano le reazioni di una specie alla comparsa dell'inquinamento, delle tossine nel loro habitat. Con la bioindicazione non specifica, la stessa reazione può essere causata da diversi fattori. Se i cambiamenti che si verificano sono dovuti all'influenza di un solo fattore, si tratta di un'indicazione specifica.
Quindi, ad esempio, conifere e lichenipuò fornire informazioni sulla purezza dell'aria nella regione, sulla presenza di inquinamento industriale nei loro habitat. L'elenco delle specie vegetali e animali che vivono nei suoli è specifico per i diversi tipi di suolo. Se si verificano cambiamenti in questi raggruppamenti, possiamo parlare di contaminazione del suolo con sostanze chimiche o di un cambiamento nella sua struttura dovuto alle attività umane.
Oggi si ritiene che gli studi strumentali siano utilizzati in modo più efficace in combinazione con i bioindicatori. Tale simbiosi fornisce le informazioni più complete e affidabili sullo stato della popolazione, sull'impatto di fattori avversi su di essa.
Bioindicazione del suolo
Utilizzando i bioindicatori nello studio dell'inquinamento del suolo, è possibile ottenere risultati affidabili. Le piante forniscono informazioni sulla fertilità del suolo. Un'analisi completa della composizione del suolo richiede molto tempo e fatica. Il terreno è considerato fertile se su di esso crescono ortiche, lamponi, celidonia, valeriana, ecc.. Queste piante non sopravvivono su terreno povero.
Angelica, lungwort, festuca dei prati, ecc. danno terreno moderatamente fertile. Muschi di torba, licheni, mirtilli rossi, mirtilli rossi crescono su un terreno poco fertile.
Oltre all'indicatore di fertilità, la composizione del suolo può essere determinata anche dalle piante. La presenza di una grande quantità di azoto è evidenziata da piante come erba di grano, lamponi, cinquefoglia d'oca, poligono, ecc. Il colore di tali piante sarà verde brillante. Se è pallido, allora c'è poco azoto nel terreno. Le piante hanno ramificazioni e numero di foglie ridotti.
Un certo numero di altriminerali, acidità e altre caratteristiche del suolo possono essere determinati nel suolo utilizzando bioindicatori.
Bioindicazione dell'aria
Un bioindicatore è un organismo vivente che cambia significativamente le sue qualità quando si verificano deviazioni nell'ambiente. Con il loro aiuto, puoi determinare se l'aria è inquinata. La fitocenosi è fortemente influenzata da inquinanti come ossido di azoto, anidride solforosa, idrocarburi, ecc.
La resistenza delle piante a tali tossine è diversa. Anche una piccola quantità di anidride solforosa nell'aria è facile da determinare con l'aiuto dei licheni. Tra le piante, l'aumento del contenuto di questo tipo di inquinante può essere determinato dalle conifere.
Grano, abete, mais, abete rosso, fragole da giardino, ecc. sono sensibili al contenuto di acido fluoridrico nell'aria, acido cloridrico, ecc.
Bioindicazione dell'acqua
Per il controllo della qualità dell'acqua, la bioindicazione è uno dei metodi migliori. A differenza dei metodi di monitoraggio chimico e fisico, questo approccio è il più obiettivo. Un'attrezzatura speciale è in grado di tracciare solo determinati tipi di inquinamento. La bioindicazione rivela informazioni complete sullo stato dell'ambiente acquatico circostante.
Il monitoraggio consente di valutare per quali aree operative è adatto un giacimento. Uno dei modi più semplici per bioindicare l'acqua è utilizzare colture di lievito. Viene effettuata una valutazione nefelometrica della torbidità del liquido. Dipende dalla quantità di lievito nel campione. Se l'acqua ne inibisce lo sviluppo, il campione sarà più leggero del campione di controllo.
Anche i Pesci possonoessere utilizzato come bioindicatore. Accumulano tossine nel loro corpo. Di conseguenza, è possibile stabilire quali qualità caratterizzino l'acqua di un fiume o di un lago valutando visivamente le condizioni del pesce.
