Κατά τη διάρκεια της περιβαλλοντικής έρευνας, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι. Ένας από αυτούς μπορεί να είναι βιοδείκτης. Αυτή η προσέγγιση περιλαμβάνει τη μελέτη της κατάστασης ορισμένων ζωντανών οργανισμών για την απόκτηση πληροφοριών σχετικά με το περιβάλλον τους. Για να κατανοήσετε τα χαρακτηριστικά της διεξαγωγής τέτοιων μελετών, θα πρέπει να εξετάσετε ποιος είναι ο δείκτης βιολογίας. Αυτό θα παράσχει τις απαραίτητες πληροφορίες για μια παρόμοια ερευνητική μεθοδολογία.
Γενικός ορισμός
Ένας βιο-δείκτης είναι ένας ζωντανός οργανισμός, και ενδεχομένως ένα ολόκληρο είδος ή κοινότητα που ζει σε ένα συγκεκριμένο οικολογικό σύστημα και μπορεί να χρησιμεύσει ως μια αντανάκλαση της κατάστασής του. Επιπλέον, η μελέτη αξιολογεί τον αριθμό των ατόμων του πληθυσμού, την κατάσταση και τη συμπεριφορά τους. Με βάση τις πληροφορίες που ελήφθησαν, μπορεί κανείς να κρίνει την παρουσία στο φυσικό περιβάλλον ρύπων, τοξινών, καρκινογόνων ουσιών κλπ.
Οι βιοδείκτες είναι φυτά ή ζώα των οποίων η κατάσταση εξαρτάται άμεσα από το περιβάλλον τους. Η εφαρμογή μιας τέτοιας τεχνικής κατά τη διάρκεια της μελέτης έχει πολλά πλεονεκτήματα. Μερικές φορές μόνο βάσει των βιολογικών δεικτών είναι δυνατή η απόκτηση των απαραίτητων πληροφοριών σχετικά με την κατάσταση του περιβάλλοντος. Η εξοικονόμηση χρημάτων και χρόνου για τη διεξαγωγή περίπλοκων φυσικών και χημικών αναλύσεων είναι ένα αναμφισβήτητο πλεονέκτημα.
Οι βιοδείκτες είναι φυτά και ζώα που συνοψίζουν σημαντικά δεδομένα για τους ρύπους και το ρυθμό αλλαγής. Σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε τον τόπο συσσώρευσης και την οδό εισόδου επιβλαβών ουσιών, το βαθμό και τη σοβαρότητα της επίδρασης των τοξινών στα ζώντα πλάσματα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
Κατά τη διάρκεια της έρευνας, αξιολογείται η βιογένεση τέτοιων δεικτών. Ταυτόχρονα, οι ερευνητές ενδιαφέρονται και για τους δύο εκπροσώπους της πανίδας και της χλωρίδας. Κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων, είναι δυνατόν να εκτιμηθεί ο βαθμός χρόνιας έκθεσης σε τοξίνες ακόμη και σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Επηρεάζουν τις λειτουργίες και τη γενική κατάσταση των εσωτερικών οργάνων των ζώων, τα συμμετρικά μέρη του σώματος και τις σχέσεις τους.
Τυπολογία
Βιοδείκτες - φυτά και ζώα που ζουν σε νερό, αέρα, έδαφος. Τέτοιοι οργανισμοί μπορεί να είναι βακτήρια ή άλγη, καθώς και ασπόνδυλα, για παράδειγμα, μαλακόστρακα, ποντίκια, μαλάκια. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια των δεδομένων μελέτης για ψάρια, ζώα.
Οι βιοδείκτες εδάφους είναι συνήθως φυτά που αναπτύσσονται στην άγρια φύση. Σύμφωνα με την κατάστασή τους, μπορείτε να προσδιορίσετε την οξύτητα, την υγρασία, την πυκνότητα και τη θερμοκρασία του εδάφους. Επίσης, η εμφάνιση ορισμένων φυτών μπορεί να καθορίσει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο έδαφος, την ποσότητα των θρεπτικών συστατικών, καθώς και τα άλατα και τα βαρέα μέταλλα.
Τα κωνοφόρα μπορούν να παρέχουν πληροφορίες για το έδαφος όλο το χρόνο. Στην περίπτωση αυτή εφαρμόζονται όχι μόνο οι μορφολογικοί δείκτες αλλά και ορισμένες βιοχημικές αλλαγές. Αυτό σας επιτρέπει να έχετε αξιόπιστες πληροφορίες. Οι μορφολογικοί χαρακτήρες είναι μερικές φορές μεταβλητοί.
Έτσι, για παράδειγμα, η συνηθισμένη τσουκνίδα μπορεί να αποδείξει πόσο ασβέστιο βρίσκεται στο έδαφος. Ορισμένα φυτά είναι γαλόφιλα. Λατρεύουν τα αλατώδη εδάφη. Εάν αναπτύσσονται σε μια δεδομένη περιοχή, αποικίζοντας ενεργά τα εδάφη, τότε η γη αλατοποιείται σταδιακά.
Για να εκτιμηθεί η κατάσταση του νερού, μελετώνται βιο-δείκτες όπως οι προνύμφες ορισμένων εντόμων, ορισμένοι τύποι φυκών και υψηλότερα καρκινοειδή.
Οι βιοδείκτες του αέρα μπορεί να είναι βρύα και λειχήνες. Οι φυσικές τους ιδιότητες ποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με τις συνθήκες καλλιέργειας.
Χαρακτηριστικά επιλογής
Τα φυτά και οι βιοδείκτες των ζώων επιλέγονται για έρευνα σύμφωνα με μια συγκεκριμένη αρχή. Διατυπώθηκε από έναν από τους πιο διάσημους Αμερικανούς οικολόγους, Yu. Odum. Προτείνει να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθες δηλώσεις κατά την επιλογή βιο-δεικτών:
- Υπάρχουν στενοτοπικά και ευρυπτοειδή είδη ζωντανών οργανισμών. Οι πρώτοι μπορούν να ζήσουν μόνο υπό ορισμένες συνθήκες, οπότε το εύρος της διανομής τους είναι περιορισμένο. Τα ευρυτομικά είδη είναι ευρέως διαδεδομένα στη φύση, έχουν περιβαλλοντική αντοχή. Ως εκ τούτου, είναι λιγότερο κατάλληλα για έρευνα από τα στενοτοπικά είδη.
- Οι μεγαλύτεροι τύποι βιοδείκτες διερευνούνται συχνότερα από τους μικρούς. Αυτό εξηγείται από το ρυθμό κύκλου εργασιών στην βιοενέση. Σε μικρά είδη, είναι υψηλότερο, συνεπώς, κατά την εποχή της μελέτης, μπορεί να μην εμπίπτουν στο δείγμα, ειδικά στη διαδικασία ανάλυσης με μεγάλη περιοδικότητα.
- Για την επιλογή ενός είδους ή της ομάδας του για τη μελέτη, θα απαιτηθούν πειραματικές πληροφορίες και πληροφορίες πεδίου σχετικά με τις οριακές τιμές ενός συγκεκριμένου παράγοντα. Ταυτόχρονα, λαμβάνονται υπόψη οι πιθανές αντισταθμιστικές αντιδράσεις του βιοδείκτη και η ανοχή του είδους.
- η ποσοτική αναλογία διαφορετικών πληθυσμών, ειδών ή κοινοτήτων είναι πιο ενδεικτική · επομένως, χρησιμοποιείται ως αξιόπιστος δείκτης. Μόνο ένα είδος δεν μπορεί να μεταφέρει πλήρως την έκταση των περιβαλλοντικών αλλαγών. Οι αλλαγές αυτές πρέπει να εξεταστούν συνολικά, παρά μόνο σε μία κατεύθυνση.
Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι οι καλύτεροι βιο-δείκτες είναι είδη που παρέχουν άμεση ανταπόκριση, καθώς και διαφορετική αξιοπιστία των παρεχόμενων πληροφοριών. Το σφάλμα δεν πρέπει να υπερβαίνει το 20%. Επίσης, με τη βοήθεια τέτοιων βιο-δεικτών, θα πρέπει να είναι εύκολο να αποκτηθούν οι απαραίτητες πληροφορίες. Τα είδη πρέπει να είναι συνεχώς παρόντα στη φύση, έτσι ώστε ο ερευνητής να μπορεί να αξιολογήσει την κατάστασή του ανά πάσα στιγμή.
Ποικιλίες
Υπάρχουν διάφοροι τύποι και τύποι βιο-δεικτών. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί που είναι κατάλληλοι για τέτοιες μελέτες μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες:
- Εγγραφή.
- Συσσώρευση.
Στην πρώτη περίπτωση, οι ζωντανοί οργανισμοί ανταποκρίνονται στις αλλαγές στο περιβάλλον μεταβάλλοντας το μέγεθος του πληθυσμού. Μπορούν επίσης να αλλάξουν την εμφάνιση του φαινοτύπου, σωματικών διαταραχών ή βλάβης ιστών. Μπορεί να εμφανιστούν διάφορες παραμορφώσεις, ο ρυθμός ανάπτυξης ποικίλλει. Μπορεί να υπάρχουν και άλλα ευδιάκριτα σημεία.
Για παράδειγμα, οι λειχήνες, οι βελόνες των δέντρων, καταγράφουν βιοδείκτες. Εμφανίζονται νέκρωση, χλωρόζη, ξηρότητα. Η καταγραφή των βιο-δεικτών δεν επιτρέπει πάντα τον προσδιορισμό των αιτίων των αλλαγών. Στην περίπτωση αυτή, θα απαιτηθούν πρόσθετες έρευνες για να προσδιοριστούν οι λόγοι για τους οποίους ο πληθυσμός, η τελική εμφάνιση, η κατανομή στη φύση, κλπ. Έχουν αλλάξει. Τέτοιες αλλαγές μπορεί να είναι αποτέλεσμα διαφορετικών διαδικασιών.
Οι βιο-δείκτες οργανισμοί μπορεί να είναι συσσωρευμένου τύπου. Συγκεντρώνουν τοξίνες, ρύπανση στο σώμα τους, σε διαφορετικούς ιστούς, μέρη του σώματος ή των οργάνων. Κατά τη διάρκεια της μελέτης, ο βαθμός περιβαλλοντικής ρύπανσης προσδιορίζεται μετά από χημική ανάλυση. Για παράδειγμα, ο συσσωρευμένος βιοδείκτης μπορεί να είναι κελύφη καρκινοειδών, προνύμφες εντόμων, καθώς και κάποια όργανα θηλαστικών (εγκέφαλος, νεφρά, σπλήνα, ήπαρ κλπ.), Βρύα.
Οι ζωντανοί οργανισμοί ανταποκρίνονται άμεσα στο σύνολο των επιβλαβών ουσιών που εισέρχονται στο περιβάλλον. Ως εκ τούτου, για να καθοριστεί η ακριβής συγκέντρωση μιας μόνο τοξίνης, η τεχνική αυτή δεν επιτρέπει. Αλλά ταυτόχρονα, το πλεονέκτημα της χρήσης βιοδείκτη σας επιτρέπει να καθορίσετε πόσο ακριβώς ρύπανση επηρεάζει τον πληθυσμό.
Δοκιμαστικοί οργανισμοί
Ο οργανισμός δοκιμής μπορεί να είναι βιοδείκτης του περιβάλλοντος. Αυτοί είναι εκπρόσωποι της χλωρίδας ή της πανίδας, οι οποίοι χρησιμοποιούνται στον ποιοτικό έλεγχο των περιβαλλοντικών συνθηκών στο εργαστήριο. Διεξάγουν σχετικά πειράματα. Μπορεί να είναι, για παράδειγμα, μονοκύτταρα, πρωτόζωα, αρθρόποδα. Ο οργανισμός δοκιμής μπορεί επίσης να είναι φυτά, για παράδειγμα, βρύα ή ανθοφόρα φυτά.
Το κύριο χαρακτηριστικό αυτών των οργανισμών είναι η ικανότητα λήψης καλλιεργειών από γενετικά ομογενή φυτά ή ζώα. Σε αυτή την περίπτωση, το πρωτότυπο συγκρίνεται με τον έλεγχο. Αυτό σας επιτρέπει να έχετε αξιόπιστες πληροφορίες σχετικά με τον παραβατικό παράγοντα. Διαφορετικά, λόγω των φυσιολογικών ατομικών διαφορών μεταξύ των ατόμων, δεν θα είναι δυνατόν να επιτευχθεί ένα αξιόπιστο αποτέλεσμα.
Μέθοδοι ανάλυσης
Οι βιοδείκτες και η περιβαλλοντική τους ρύπανση διερευνώνται χρησιμοποιώντας συγκριτική ανάλυση με ένα παράδειγμα ελέγχου. Στην περίπτωση αυτή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές προσεγγίσεις.
Η πρώτη μέθοδος περιλαμβάνει τη σύγκριση των σχετικών χαρακτηριστικών εκτός της περιοχής επιρροής. Για παράδειγμα, τα φυτά που καλλιεργούνται στη ζώνη βιομηχανικής ρύπανσης συγκρίνονται με καλλιέργειες που αναπτύσσονται εκτός της περιοχής ανθρωπογενούς επιρροής.
Η δεύτερη μέθοδος περιλαμβάνει τη σύγκριση του δείγματος με τα πειραματικά αποτελέσματα. Ένα μέρος των εξεταστικών φυτών έρχεται σε επαφή σε εργαστηριακές συνθήκες με μολυσμένο αέρα, χώμα, νερό και το δεύτερο με καθαρά μέσα.
Όταν χρησιμοποιείται η τρίτη τεχνική, χρησιμοποιούνται ιστορικά πρότυπα για σύγκριση. Αυτό, για παράδειγμα, θα είναι σκόπιμο στη μελέτη της ευρωπαϊκής στέπας. Σήμερα, αυτό το οικοσύστημα έχει σχεδόν χάσει την αρχική του εμφάνιση. Είναι με τον τρόπο που η στέπα κοίταξε στο παρελθόν ότι συγκρίνεται στο παρόν.
Η τέταρτη τεχνική χρησιμοποιεί τον έλεγχο. Αυτό είναι ένα ορισμένο είδος εξάρτησης, απόκλιση από την οποία θεωρείται ως παραβίαση. Για παράδειγμα, για τις ανενόχλητες κοινότητες ειδών, δημιουργείται ένα κατάλληλο χρονοδιάγραμμα. Εάν παρατηρηθούν κάποιες αποκλίσεις, αυτό θα παρατηρηθεί αμέσως εάν συγκριθούν δύο καμπύλες.
Μέθοδοι βιοδείκτη
Χρησιμοποιώντας την κατάλληλη περιβαλλοντική παρακολούθηση, διερευνώνται οι βιοδείκτες στη φύση. Διεξάγεται τόσο σε μικροοικονομικό όσο και σε μακροοικονομικό επίπεδο. Οι μελέτες βιοδείκτη μπορούν να είναι βιοκεντρικές και είδη. Στη δεύτερη περίπτωση, διερευνάται η παρουσία του οργανισμού στο περιβάλλον, η συχνότητα εμφάνισής του. Οι φυσιολογικές, βιοχημικές, ανατομικές και μορφολογικές ιδιότητες του βιοδείκτη μπορούν επίσης να διερευνηθούν.
Κατά τη διάρκεια της βιοκενομετρικής μελέτης, λαμβάνεται υπόψη η ποικιλότητα των ειδών με τη χρήση ενός συστήματος σχετικών δεικτών, καθώς και της κοινοτικής παραγωγικότητας.
Σύμφωνα με την επίδραση διαφόρων παραγόντων στο σύστημα, η παρακολούθηση της βιοδείκτης μπορεί να είναι συγκεκριμένη και μη ειδική. Μελετούν τις αντιδράσεις των ειδών στην εμφάνιση ρύπανσης, τοξινών στο περιβάλλον τους. Με τη μη ειδική βιολογική ένδειξη, η ίδια αντίδραση μπορεί να προκληθεί από διάφορους παράγοντες. Εάν οι αλλαγές που συμβαίνουν εξηγούνται από την επίδραση μόνο ενός παράγοντα, μιλάμε για μια συγκεκριμένη ένδειξη.
Για παράδειγμα, τα κωνοφόρα και οι λειχήνες μπορούν να παράσχουν πληροφορίες σχετικά με την καθαριότητα του αέρα στην περιοχή, την παρουσία βιομηχανικής ρύπανσης στα ενδιαιτήματά τους. Ο κατάλογος των φυτικών ειδών, τα ζώα που ζουν στο έδαφος, είναι ειδικά για διαφορετικούς τύπους εδάφους. Εάν προκύψουν αλλαγές σε αυτές τις ομάδες, μπορούμε να μιλήσουμε για μόλυνση του εδάφους με χημικές ουσίες ή αλλαγή της δομής του λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων.
Σήμερα πιστεύεται ότι η πιο αποτελεσματική είναι η χρήση της οργανικής έρευνας σε συνδυασμό με τους βιο-δείκτες. Η συμβίωση αυτή παρέχει τις πληρέστερες, αξιόπιστες πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του πληθυσμού, την επίπτωση των δυσμενών παραγόντων.
Βιοαναγνώριση εδάφους
Χρησιμοποιώντας στη μελέτη των βιο-δεικτών ρύπανσης του εδάφους, είναι δυνατόν να ληφθούν αξιόπιστα αποτελέσματα. Τα φυτά παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη γονιμότητα του εδάφους. Μια πλήρης ανάλυση της σύνθεσης του εδάφους απαιτεί πολύ χρόνο και προσπάθεια. Το έδαφος θεωρείται εύφορο αν αναπτυχθούν πάνω σε αυτό η τσουκνίδα, τα σμέουρα, η φελάνδη, η βαλεριάνα κλπ. Τα φυτά αυτά δεν επιβιώνουν σε φτωχό έδαφος.
Μικρά εύφορο έδαφος δίνεται από την αγγελική, την αφανή, την κοραλλιογεννή, κλπ. Οι βρύσες τύρφης, οι λειχήνες, τα βακκίνια και τα λουλούδια αναπτύσσονται σε χαμηλά γόνιμα εδάφη.
Εκτός από τον δείκτη γονιμότητας, η σύνθεση του εδάφους μπορεί να προσδιοριστεί από τα φυτά. Η παρουσία μιας μεγάλης ποσότητας αζώτου υποδεικνύεται από φυτά όπως χόρτο σιταριού, σμέουρα, χυλό τσίχλας, τριαντάφυλλο κτλ. Το χρώμα των φυτών αυτών θα είναι ανοιχτό πράσινο. Εάν είναι χλωμό, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει μικρό άζωτο στο έδαφος. Στα φυτά, η διακλάδωση και ο αριθμός των φύλλων μειώνονται.
Ορισμένα άλλα ορυκτά, οξύτητα και άλλα χαρακτηριστικά εδάφους μπορούν να προσδιοριστούν στο έδαφος χρησιμοποιώντας βιοδείκτες.
Βιοαναγνώριση του αέρα
Ένας βιο-δείκτης είναι ένας ζωντανός οργανισμός που αλλάζει σημαντικά τις ιδιότητές του όταν εμφανίζονται ανωμαλίες στο περιβάλλον. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διαπιστωθεί εάν ο αέρας είναι μολυσμένος. Τέτοιοι ρύποι όπως το οξείδιο του αζώτου, το διοξείδιο του θείου, ο υδρογονάνθρακας κλπ. Έχουν τεράστιο αντίκτυπο στη φυτοκένωση.
Η αντοχή των φυτών σε παρόμοιες τοξίνες είναι διαφορετική. Ακόμα και μια μικρή ποσότητα διοξειδίου του θείου στον αέρα μπορεί να προσδιοριστεί εύκολα χρησιμοποιώντας λειχήνες. Μεταξύ των φυτών, η αυξημένη περιεκτικότητα αυτού του τύπου ρύπων μπορεί να καθοριστεί από κωνοφόρα δέντρα.
Ευαίσθητο σιτάρι, έλατο, καλαμπόκι, ερυθρελάτης, φράουλα κλπ. Είναι ευαίσθητα στην περιεκτικότητα του φθοριούχου, υδροχλωρίου στον αέρα.
