Ympäristötutkimuksessa käytetään erilaisia menetelmiä. Yksi niistä voi olla bioindikaatio. Tämä lähestymistapa sisältää tiettyjen elävien organismien tilan tutkimisen saadakseen tietoa niiden elinympäristöstä. Tällaisten tutkimusten suorittamisen ominaisuuksien ymmärtämiseksi on pohdittava, mikä bioindikaattori on. Tämä antaa tarvittavat tiedot tällaisesta tutkimusmetodologiasta.
Yleinen määritelmä
Bioindikaattori on elävä organismi ja mahdollisesti koko laji tai yhteisö, joka elää tietyssä ekologisessa järjestelmässä ja voi toimia tilansa heijastuksena. Lisäksi tutkimuksen aikana arvioidaan populaation yksilöiden lukumäärää, tilaa ja käyttäytymistä. Saatujen tietojen perusteella on mahdollista arvioida saasteiden, toksiinien, syöpää aiheuttavien aineiden jne. esiintymistä luonnollisessa elinympäristössä.
Bioindikaattorit ovat kasveja tai eläimiä, joiden tila riippuu suoraanheidän ympäristössään. Tällaisen tekniikan käytöllä tutkimuksen aikana on monia etuja. Joskus vain bioindikaattoreiden perusteella on mahdollista saada tarvittavaa tietoa ympäristön tilasta. Rahan ja ajan säästäminen monimutkaisissa fysikaalisissa ja kemiallisissa analyyseissä on ehdoton etu.
Bioindikaattorit - kasvit ja eläimet, jotka tiivistävät tärkeitä tietoja saasteista ja muutosnopeudesta. Niiden avulla voit määrittää haitallisten aineiden kerääntymispaikan ja sisäänpääsytavat, myrkkyjen vaikutuksen asteen ja vakavuuden eläviin olentoihin, mukaan lukien ihmiset.
Tutkimuksen aikana arvioidaan tällaisten indikaattoreiden biokenoosia. Samaan aikaan sekä eläimistön että kasviston edustajat ovat kiinnostavia tutkijoille. Havaintojen aikana on mahdollista arvioida kroonisen myrkky altistuksen aste pienilläkin pitoisuuksilla. Ne vaikuttavat eläinten sisäelinten toimintaan ja yleistilaan, kehon symmetrisiin osiin ja niiden suhteisiin.
Typologia
Bioindikaattorit - vedessä, ilmassa, maaperässä elävät kasvit ja eläimet. Tällaisia eliöitä voivat olla bakteereja tai leviä sekä selkärangattomia, kuten äyriäisiä, ripsiä, nilviäisiä. Kaloja ja eläimiä koskevia tietoja voidaan käyttää tutkimuksen aikana.
Maan bioindikaattoreita ovat useimmiten luonnossa kasvavia kasveja. Niiden kunnon mukaan on mahdollista määrittää maaperän happamuus, kosteuskapasiteetti, tiheys ja lämpötila. Myös tiettyjen kasvien ulkonäön perusteella voidaan määrittää maaperän happipitoisuus, määräravinteita sekä suoloja ja raskasmetalleja.
Havupuut voivat tarjota maaperää koskevia tietoja ympäri vuoden. Tässä tapauksessa ei käytetä vain morfologisia indikaattoreita, vaan myös useita biokemiallisia muutoksia. Näin voit saada luotettavaa tietoa. Morfologiset merkit vaihtelevat joskus.
Joten esimerkiksi tavalliset nokkoset voivat osoittaa, kuinka paljon kalsiumia on maaperässä. Jotkut kasvit ovat gallofiilejä. He rakastavat suolaista maaperää. Jos ne kasvavat tietyllä alueella, asuttaen aktiivisesti alueita, maa suolataan vähitellen.
Veden tilan arvioimiseksi tehdään tutkimuksia sellaisista bioindikaattoreista kuin joidenkin hyönteisten toukat, tietyntyyppiset levit, korkeammat äyriäiset, valobakteerit.
Sammaleet ja jäkälät voivat olla ilman bioindikaattoreita. Niiden fyysiset ominaisuudet vaihtelevat suuresti kasvuolosuhteiden mukaan.
Valittavat ominaisuudet
Kasvien ja eläinten bioindikaattorit valitaan tutkimukseen tietyn periaatteen mukaan. Sen on muotoillut yksi tunnetuimmista amerikkalaisista ekologeista Yu. Odum. Hän ehdottaa, että bioindikaattoreita valittaessa otetaan huomioon seuraavat lausunnot:
- Eläviä organismeja on stenotooppisia ja eurytooppisia lajeja. Ensimmäiset pystyvät elämään vain tietyissä olosuhteissa, joten heidän ulottuvuutensa on rajallinen. Eurytooppiset lajit ovat laajalle levinneitä luonnossa, niillä on ekologinen kestävyys. Siksi ne soveltuvat vähemmän tutkimukseen kuin stenotooppiset lajit.
- Suurempia bioindikaattoreita tutkitaan useammin kuin pieniä. Tämä selittyy biokenoosin vaihtuvuusnopeudella. Se on korkeampi pienissä lajeissa, joten ne eivät tutkimushetkellä välttämättä pääse näytteeseen, etenkään analyysissä, jossa tiheys on pitkä.
- Lajien tai niiden ryhmän valitsemiseksi tutkimukseen tarvitaan kokeellista ja kenttätietoa tietyn tekijän raja-arvoista. Samalla huomioidaan bioindikaattorin mahdolliset kompensaatioreaktiot, lajitoleranssi.
- Erilaisten populaatioiden, lajien tai yhteisöjen osuus on suuntaa-antavampi ja siksi sitä käytetään luotettavana indikaattorina. Vain yksi laji ei pysty täysin ilmaisemaan ympäristön muutosten laajuutta. Tällaisia muutoksia on tarkasteltava kokonaisuutena, eikä vain yhteen suuntaan.
On myös syytä huomata, että parhaita bioindikaattoreita ovat lajit, jotka antavat välittömän vastauksen, sekä annettujen tietojen luotettavuus. Virhe ei saa ylittää 20%. Myös tällaisten bioindikaattoreiden avulla tarvittavan tiedon saamisen pitäisi olla helppoa. Lajin tulee olla jatkuvasti luonnossa, jotta tutkija voi arvioida sen kunnon milloin tahansa.
Lajikkeet
Bioindikaattoreita on erilaisia ja tyyppejä. Kaikki tällaiseen tutkimukseen sopivat elävät organismit voidaan jakaa kahteen ryhmään:
- Rekisteröityminen.
- Kertyvä.
Ensimmäisessä tapauksessa elävät organismit reagoivat ympäristön muutoksiin muuttumallapopulaation koko. Ne voivat myös muuttaa fenotyyppiä, somaattisia häiriöitä tai kudosvaurioita. Erilaisia epämuodostumia voi esiintyä, kasvunopeus muuttuu. Muita hyvin näkyviä merkkejä voi myös esiintyä.
Rekisteröiviä bioindikaattoreita ovat esimerkiksi jäkälät, neulaset. Niissä näkyy nekroosi, kloroosi, kuivuus. Bioindikaattoreilla ei aina voida selvittää tapahtuneiden muutosten syitä. Tässä tapauksessa tarvitaan lisätutkimuksia sen selvittämiseksi, miksi populaatio, lopullinen ulkonäkö, levinneisyys luonnossa on muuttunut jne. Tällaiset muutokset voivat johtua erilaisista prosesseista.
Organismi-bioindikaattorit voivat olla kumulatiivisia. Ne keskittyvät myrkkyjä, saasteita kehoonsa, eri kudoksiin, kehon osiin tai elimiin. Tutkimuksen aikana ympäristön pilaantumisaste määritetään kemiallisen analyysin jälkeen. Esimerkiksi äyriäisten, hyönteisten toukkien kuoret sekä jotkin nisäkkäiden elimet (aivot, munuaiset, perna, maksa jne.), sammalet voivat olla kumulatiivisia bioindikaattoreita.
Elävät organismit reagoivat välittömästi ympäristöön joutuviin haitallisten aineiden kokonaisuuteen. Siksi tällainen tekniikka ei mahdollista yksittäisen toksiinin tarkan pitoisuuden määrittämistä. Mutta samalla bioindikaation käytön etuna voit määrittää tarkasti, kuinka ja kuinka paljon saastuminen vaikuttaa väestöön.
Testaa organismit
Koe-organismi voi olla ympäristön bioindikaattori. Nämä ovat kasviston tai eläimistön edustajia, joita käytetään laboratorion ympäristöolosuhteiden laadunvalvonnassa. He tekevät asianmukaisia kokeita. Se voi olla esimerkiksi yksisoluinen, alkueläin, niveljalkainen. Kasvit, kuten sammalet tai kukkivat kasvit, voivat myös olla testiorganismeja.
Tällaisten organismien pääominaisuus on mahdollisuus saada viljelmiä geneettisesti homogeenisista kasveista tai eläimistä. Tässä tapauksessa prototyyppiä verrataan kontrolliin. Näin voit saada luotettavaa tietoa häiritsevästä tekijästä. Muuten ei ole mahdollista saada luotettavaa tulosta yksittäisten normaalien yksilöllisten erojen vuoksi.
Analyysimenetelmät
Bioindikaattoreita ja niiden ympäristön kontaminaatiota tutkitaan vertailevalla analyysillä kontrollinäytteellä. Tähän voi olla erilaisia lähestymistapoja.
Ensimmäinen menetelmä sisältää vastaavien ominaisuuksien vertailun vaikutusalueen ulkopuolella. Joten esimerkiksi teollisuuden saastevyöhykkeellä kasvatettuja kasveja verrataan kasveihin, jotka kasvoivat ihmisen vaikutuksen alueen ulkopuolella.
Toisessa tekniikassa näytettä verrataan kokeen tuloksiin. Osa testikasveista joutuu laboratorio-olosuhteissa kosketuksiin saastuneen ilman, maaperän, veden kanssa ja toinen osa puhtaan väliaineen kanssa.
Kolmatta menetelmää käytettäessä vertailussa käytetään historiallisia standardeja. Tästä olisi hyötyä esimerkiksi silloin, kunEuroopan steppien tutkimus. Nykyään tämä ekosysteemi on käytännössä menettänyt alkuperäisen ulkoasunsa. Nykyisyydessä sitä verrataan siihen, miltä aro näytti menneisyydessä.
Neljäs tekniikka käyttää ohjausta. Tämä on tietyntyyppinen riippuvuus, josta poikkeamista pidetään rikkomuksena. Esimerkiksi häiriintymättömille lajiyhteisöille muodostetaan vastaava graafi. Jos havaitaan poikkeamia, se on heti havaittavissa kahta käyrää verrattaessa.
Bioindikaatiomenetelmät
Bioindikaattoreita luonnossa tutkitaan asianmukaisen ympäristöseurannan avulla. Se suoritetaan sekä mikro- että makrotasolla. Bioindikatiiviset tutkimukset voivat olla biokenoottisia ja lajikkeita. Toisessa tapauksessa tutkitaan organismin esiintymistä ympäristössä ja sen esiintymistiheyttä. Myös bioindikaattorin fysiologisia, biokemiallisia, anatomisia ja morfologisia ominaisuuksia voidaan tutkia.
Biokenoottisen tutkimuksen aikana lajien monimuotoisuus otetaan huomioon asianmukaisten indikaattorien järjestelmän avulla sekä yhteisön tuottavuus.
Erilaisten tekijöiden vaikutuksesta järjestelmään riippuen bioindikaatiovalvonta voi olla spesifistä ja epäspesifistä. He tutkivat lajien reaktioita saasteiden, myrkkyjen ilmaantumiseen elinympäristöönsä. Epäspesifisellä bioindikaatiolla saman reaktion voivat aiheuttaa eri tekijät. Jos tapahtuvat muutokset johtuvat vain yhden tekijän vaikutuksesta, puhumme tietystä indikaatiosta.
Joten esimerkiksi havupuut ja jäkälätvoivat tarjota tietoa alueen ilman puhtaudesta ja teollisuuden saasteista elinympäristöissään. Luettelo maaperässä elävistä kasvi- ja eläinlajeista on erityyppinen maaperä. Jos näissä ryhmittelyssä tapahtuu muutoksia, voidaan puhua maaperän saastumisesta kemikaaleilla tai sen rakenteen muutoksesta ihmisen toiminnasta.
Nykyään uskotaan, että instrumentaalitutkimuksia käytetään tehokkaimmin yhdessä bioindikaattoreiden kanssa. Tällainen symbioosi tarjoaa täydellisimmän ja luotettavimman tiedon väestön tilasta ja haitallisten tekijöiden vaikutuksesta siihen.
Maaperän bioindikaatio
Bioindikaattoreita käyttämällä maaperän saastumisen tutkimuksessa on mahdollista saada luotettavia tuloksia. Kasvit antavat tietoa maaperän hedelmällisyydestä. Maaperän koostumuksen täydellinen analyysi vaatii paljon aikaa ja vaivaa. Maaperää pidetään hedelmällisenä, jos siinä kasvaa nokkosta, vadelmaa, verisuonia, valerianaa jne. Nämä kasvit eivät selviydy huonolla maaperällä.
Enkeli, keuhkojuuri, niittynata jne. antavat kohtalaisen hedelmällistä maaperää. Turvesammaleet, jäkälät, karpalot, puolukat kasvavat heikosti hedelmällisessä maassa.
Hedelmällisyyden indikaattorin lisäksi maaperän koostumus voidaan määrittää myös kasveista. Suuren typen läsnäolon osoittavat sellaiset kasvit, kuten vehnänurmi, vadelmat, hanhen kinkku, oksaruoho jne. Tällaisten kasvien väri on kirkkaan vihreä. Jos se on vaalea, maaperässä on vähän typpeä. Kasvien haarautuminen ja lehtien määrä on vähentynyt.
Useat muutmaaperän mineraalit, happamuus ja muut ominaisuudet voidaan määrittää maaperässä bioindikaattoreilla.
Ilman bioindikaatio
Bioindikaattori on elävä organismi, joka muuttaa merkittävästi ominaisuuksiaan, kun ympäristössä tapahtuu poikkeamia. Niiden avulla voit määrittää, onko ilma saastunut. Epäpuhtaudet, kuten typen oksidit, rikkidioksidi, hiilivedyt jne., vaikuttavat suuresti fytosenoosiin.
Kasvien vastustuskyky tällaisia myrkkyjä kohtaan on erilainen. Pienikin määrä rikkidioksidia ilmassa on helppo määrittää jäkälän avulla. Kasveista tämän tyyppisen saasteen lisääntynyt pitoisuus voidaan määrittää havupuiden avulla.
Vehnä, kuusi, maissi, kuusi, puutarhamansikat jne. ovat herkkiä ilman fluorivetypitoisuudelle, kloorivetylle jne.
Veden bioindikaatio
Veden laadunvalvontaan bioindikaatio on yksi parhaista menetelmistä. Toisin kuin kemialliset ja fysikaaliset seurantamenetelmät, tämä lähestymistapa on objektiivisin. Erikoislaitteet pystyvät seuraamaan vain tietyntyyppisiä saasteita. Bioindikaatio paljastaa täydelliset tiedot ympäröivän vesiympäristön tilasta.
Monitoroinnin avulla voit arvioida, mille käyttöalueelle säiliö sopii. Yksi yksinkertaisimmista tavoista bioindikoida vettä on käyttää hiivaviljelmiä. Suoritetaan nesteen sameuden nefelometrinen arviointi. Se riippuu näytteessä olevan hiivan määrästä. Jos vesi estää niiden kehittymisen, näyte on kevyempi kuin kontrollinäyte.
Kalat voivat myöskäyttää bioindikaattorina. He keräävät myrkkyjä kehoonsa. Tämän seurauksena on mahdollista määrittää, mitkä ominaisuudet luonnehtivat joen tai järven vettä arvioimalla visuaalisesti kalojen tilaa.
