Nel corso della ricerca ambientale, vengono utilizzati diversi metodi. Uno di questi potrebbe essere la bioindicazione. Questo approccio prevede lo studio dello stato di alcuni organismi viventi per ottenere informazioni sul loro ambiente. Per comprendere le caratteristiche della conduzione di tali studi, è necessario considerare cos'è un indicatore biologico. Ciò fornirà le informazioni necessarie su una metodologia di ricerca simile.
Definizione generale
Un bioindicatore è un organismo vivente, e forse un'intera specie o comunità che vive in un particolare sistema ecologico e può servire da riflesso della sua condizione. Inoltre, lo studio valuta il numero di individui nella popolazione, le loro condizioni e il comportamento. Sulla base delle informazioni ricevute, si può giudicare la presenza nell'ambiente naturale di inquinanti, tossine, agenti cancerogeni, ecc.
I bioindicatori sono piante o animali la cui condizione dipende direttamente dal loro ambiente. L'applicazione di tale tecnica durante lo studio presenta molti vantaggi. A volte è solo sulla base dei bioindicatori che è possibile ottenere le informazioni necessarie sullo stato dell'ambiente. Risparmiare tempo e denaro per condurre complesse analisi fisico-chimiche è un indubbio vantaggio.
I bioindicatori sono piante e animali che sintetizzano dati importanti sugli inquinanti e il tasso di variazione. Consentono di determinare il luogo di accumulo e la via di entrata delle sostanze nocive, il grado e la gravità dell'effetto delle tossine sulle creature viventi, inclusi gli esseri umani.
Nel corso della ricerca, viene valutata la biocenosi di tali indicatori. Allo stesso tempo, i ricercatori sono interessati a entrambi i rappresentanti della fauna e della flora. Durante le osservazioni, è possibile valutare il grado di esposizione cronica alle tossine anche a basse concentrazioni. Colpiscono le funzioni e le condizioni generali degli organi interni degli animali, le parti simmetriche del corpo e le loro relazioni.
tipologia
Bioindicatori - piante e animali che vivono in acqua, aria, suolo. Tali organismi possono essere batteri o alghe, nonché invertebrati, ad esempio crostacei, ciliati, molluschi. Può essere utilizzato durante i dati di studio su pesci, animali.
I bioindicatori del suolo sono spesso piante che crescono in natura. In base alle loro condizioni, è possibile determinare l'acidità, la capacità di umidità, la densità e la temperatura del suolo. Inoltre, l'aspetto di alcune piante può determinare il contenuto di ossigeno nel terreno, la quantità di sostanze nutritive, nonché sali e metalli pesanti.
Le conifere possono fornire informazioni sul suolo durante tutto l'anno. In questo caso, non vengono applicati solo indicatori morfologici, ma anche una serie di cambiamenti biochimici. Ciò ti consente di ottenere informazioni affidabili. I caratteri morfologici sono talvolta variabili.
Quindi, ad esempio, l'ortica ordinaria può dimostrare la quantità di calcio presente nel terreno. Alcune piante sono gallophils. 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 studiati bioindicatori come le larve di alcuni insetti, alcuni tipi di alghe e crostacei superiori, i batteri luminosi.
I bioindicatori dell'aria possono essere muschi e licheni. Le loro qualità fisiche variano notevolmente a seconda delle condizioni di crescita.
Caratteristiche di scelta
Le piante e i bioindicatori animali sono selezionati per la ricerca secondo un certo principio. È stato formulato da uno dei più famosi ecologi americani, Yu. Odum. Suggerisce di tenere conto delle seguenti dichiarazioni nella scelta dei bioindicatori:
- Esistono specie stenotopiche ed eurytopiche di organismi viventi. I primi sono in grado di vivere solo in determinate condizioni, quindi la portata della loro distribuzione è limitata. Le specie eurytopiche sono diffuse in natura, hanno resistenza ambientale. Pertanto, sono meno adatti per la ricerca rispetto alle specie stenotopiche.
- I più grandi tipi di bioindicatori sono studiati più spesso di quelli piccoli. Ciò è spiegato dal tasso di turnover nella biocenosi. Nelle piccole specie, è più alto, quindi, al momento dello studio, potrebbero non rientrare nel campione, specialmente nel processo di analisi con una periodicità lunga.
- Per selezionare una specie o il loro gruppo per lo studio, saranno richieste informazioni sperimentali e sul campo sui valori limite di un determinato fattore. Allo stesso tempo, vengono prese in considerazione le possibili reazioni compensative del bioindicatore e la tolleranza delle specie.
- il rapporto quantitativo di diverse popolazioni, specie o comunità è più indicativo, pertanto viene utilizzato come indicatore affidabile. Solo una specie non può comunicare pienamente l'entità dei cambiamenti ambientali. Tali cambiamenti devono essere considerati nel loro insieme, che in una sola direzione.
Vale anche la pena notare che i migliori bioindicatori sono specie che forniscono una risposta immediata, oltre a differire nell'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. Le specie devono essere costantemente presenti in natura in modo che il ricercatore possa valutare le sue condizioni in qualsiasi momento.
specie
Esistono vari tipi e tipi di bioindicatori. Tutti gli organismi viventi adatti a tali studi possono essere divisi in due gruppi:
- Registrazione.
- Accumulare.
Nel primo caso, gli organismi viventi rispondono ai cambiamenti nell'ambiente modificando la dimensione della popolazione. Possono anche cambiare l'aspetto del fenotipo, disturbi somatici o danni ai tessuti. Possono apparire varie deformità, il tasso di crescita varia. Possono essere presenti altri segni chiaramente visibili.
Ad esempio, i licheni, gli aghi degli alberi, sono bioindicatori di registrazione. Appaiono necrosi, clorosi, secchezza. La registrazione di bioindicatori non consente sempre di determinare le cause delle modifiche. In questo caso, saranno necessarie ulteriori ricerche per determinare perché sono cambiate la popolazione, l'aspetto finale, la distribuzione in natura, ecc. Tali cambiamenti possono essere il risultato di diversi processi.
I microrganismi a indicatore biologico possono essere di tipo accumulatore. 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, il bioindicatore che si accumula può essere un guscio di crostacei, larve di insetti e alcuni organi di mammiferi (cervello, reni, milza, fegato, ecc.), Muschi.
Gli organismi viventi rispondono immediatamente all'intero complesso di sostanze nocive che entrano nell'ambiente. Pertanto, per stabilire l'esatta concentrazione di una singola tossina, questa tecnica non consente. Allo stesso tempo, il vantaggio dell'utilizzo della bioindicazione consente di determinare con esattezza la quantità di inquinamento che 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 controllo di qualità delle condizioni ambientali in laboratorio. Conducono esperimenti rilevanti. Può essere, ad esempio, unicellulare, protozoi, artropodi. L'organismo di prova può anche essere piante, ad esempio muschi o piante fiorite.
La caratteristica principale di tali organismi è la capacità di ottenere colture da piante o animali geneticamente omogenei. In questo caso, il prototipo viene confrontato con il controllo. Ciò ti consente di ottenere informazioni affidabili sul fattore offensivo. Altrimenti, a causa delle normali differenze individuali tra gli individui, non sarà possibile ottenere un risultato affidabile.
Metodi di analisi
I bioindicatori e il loro inquinamento ambientale vengono studiati mediante analisi comparative con un'istanza di controllo. In questo caso, è possibile utilizzare approcci diversi.
Il primo metodo prevede il confronto delle caratteristiche pertinenti al di fuori dell'area di influenza. Ad esempio, le piante coltivate nella zona di inquinamento industriale vengono confrontate con colture che sono cresciute al di fuori dell'area di influenza antropica.
Il secondo metodo prevede il confronto del campione con i risultati sperimentali. Una parte degli impianti di prova viene contattata in condizioni di laboratorio con aria, suolo, acqua contaminati e la seconda con mezzi puliti.
Quando si utilizza la terza tecnica, gli standard storici vengono utilizzati per il confronto. Ciò, ad esempio, sarà consigliabile nello studio della steppa europea. Oggi questo ecosistema ha quasi perso il suo aspetto originale. È con il modo in cui la steppa sembrava nel passato che viene confrontata nel presente.
La quarta tecnica utilizza il controllo. Questo è un certo tipo di dipendenza, la deviazione dalla quale è considerata una violazione. Ad esempio, per le comunità di specie indisturbate, viene creato un programma adeguato. Se si osservano deviazioni, ciò si noterà immediatamente se si confrontano due curve.
Metodi di bioindicazione
Utilizzando un adeguato monitoraggio ambientale, vengono studiati i bioindicatori in natura. È condotto sia a livello micro che macro. Gli studi di bioindicazione possono essere biocenotici e di specie. Nel secondo caso, viene studiata la presenza dell'organismo nell'ambiente, la frequenza della sua insorgenza. È inoltre possibile studiare le proprietà fisiologiche, biochimiche, anatomiche e morfologiche del bioindicatore.
Durante lo studio biocenotico, la diversità delle specie viene presa in considerazione utilizzando un sistema di indicatori pertinenti, nonché la produttività della comunità.
In base all'influenza di vari fattori sul sistema, il monitoraggio della bioindicazione può essere specifico e non specifico. Studiano le reazioni delle specie alla comparsa di inquinamento, tossine nel loro habitat. Con bioindicazione non specifica, la stessa reazione può essere causata da diversi fattori. Se i cambiamenti che si verificano sono spiegati dall'influenza di un solo fattore, stiamo parlando di un'indicazione specifica.
Ad esempio, conifere e licheni possono fornire informazioni sulla pulizia dell'aria nella regione, sulla presenza di inquinamento industriale nei loro habitat. L'elenco delle specie vegetali, animali che vivono nel suolo, è specifico per diversi tipi di suolo. Se si verificano cambiamenti in questi gruppi, possiamo parlare di contaminazione del suolo con sostanze chimiche o di un cambiamento nella sua struttura a causa delle attività umane.
Oggi si ritiene che il più efficace sia l'uso della ricerca strumentale in combinazione con bioindicatori. Tale simbiosi fornisce le informazioni più complete e affidabili sullo stato della popolazione, sull'impatto su di essa di fattori avversi.
Bioindicazione del suolo
Utilizzando nello studio dei bioindicatori 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 ortica, lamponi, celidonia, valeriana, ecc. Queste piante non sopravvivono su terreni poveri.
Il terreno moderatamente fertile è dato da angelica, folle, felce di prato, ecc. Muschi di torba, licheni, mirtilli e mirtilli rossi crescono su terreni a bassa fertilità.
Oltre all'indicatore di fertilità, la composizione del suolo può essere determinata dalle piante. La presenza di una grande quantità di azoto è indicata da piante come erba di grano, lamponi, cinquefoil d'oca, nodi, ecc. Il colore di tali piante sarà verde brillante. Se è pallido, significa che c'è poco azoto nel terreno. Nelle piante, la ramificazione e il numero di foglie sono ridotti.
Un certo numero di altri minerali, acidità e altre caratteristiche del suolo possono essere determinati nel suolo usando bioindicatori.
Bioindicazione dell'aria
Un bioindicatore è un organismo vivente che cambia significativamente le sue qualità quando si verificano anomalie nell'ambiente. Possono essere utilizzati per determinare se l'aria è contaminata. Tali inquinanti come ossido nitrico, anidride solforosa, idrocarburo, ecc. Hanno un enorme impatto sulla fitocenosi.
La resistenza delle piante a tossine simili è diversa. Anche una piccola quantità di anidride solforosa nell'aria può essere facilmente determinata usando i licheni. Tra le piante, l'aumento del contenuto di questo tipo di inquinante può essere determinato dalle conifere.
Grano sensibile, abete, mais, abete rosso, fragola, ecc. Sono sensibili al contenuto di fluoruro, acido cloridrico nell'aria.
