Arvukad muutused, mis praegu ökosüsteemides tekivad, muu hulgas õhusaaste, metsade hävitamise või vete eutrofeerumise tõttu, põhjustavad erinevusi planeedi erinevates ökoloogilistes niššides. Tänu bioindikaatororganismidele saab neid kvantifitseerida.
Neid variatsioone saab analüüsida füüsikalis-keemiliste meetodite abil, mis tavaliselt annavad teatud asjakohast teavet. Selle tehnikaga ei saada teavet selle kohta, kuidas need muutused elusolendeid mõjutavad. Selleks kasutatakse bioindikaatororganisme ja siin räägime teile nende kohta kõik.
Mis on bioindikaatororganismid?
Bioindikaatororganismid on kõik elusolendid ja nende kooslused, mis on võimelised reageerima erinevatele keskkonnahäiringutele. Need reaktsioonid võivad ilmneda nii füsioloogilisel ja käitumuslikul tasandil kui ka saasteainete kuhjumise tõttu ning anda teavet keskkonna ökoloogiliste omaduste või teatud protsesside põhjustatud mõju kohta.
Bioindikaatorliikide omadused
Enne bioindikaatoritega uuringut on vaja läbi viia eelhindamine, et valida välja organism, mis kõige paremini reageerib keskkonnaprobleemi tüübile, selle geograafilisele ja ajalisele laienemisele. Selleks peavad kasutatavad elusolendid vastama mitmetele nõuetele, mille hulgas on järgmised:
- Olge eriti tundlik erinevate keskkonnategurite häirimise suhtes ja ärge hukkuge selle tõttu.
- Olge hõlpsasti õpitav ja teaduse poolest tuntud.
- Leidub ohtr alt kõigis võimalikes elupaikades.
- Sinu reaktsiooni stressile peaks olema võimalik mõõta.
- Peaks esindama võimalikult palju kogu ökosüsteemi.
Kui bioindikaatoritena kasutada konkreetse populatsiooni isendeid, tuleb arvestada nende vanust ja genotüüpi. Lisaks on vaja kontrollida, et uuringut ja mõõtmisi ei segaks muud keskkonnategurid. Selleks saab läbi viia keskkonna füüsikalis-keemilisi uuringuid.
Milleks kasutatakse bioindikaatorliike?
Bioindikaatororganismid on eriti kasulikud nendes kolmes olukorras: kui keskkonnategurit ei saa mõõta – näiteks mineviku keskkonnategurite rekonstrueerimiseks, ehk paleo – bioseires – kui näidatud tegurit on raske mõõta – ja kui keskkonnategurit on raske tõlgendada.
Kõigil neil põhjustel kasutatakse bioindikaatoreid peamiselt järgmistel juhtudel:
- Mürgiste mõju hindamine: bioindikaatororganismid võivad olla kasulikud tulevaste kahjustuste ennustamisel pärast mürgise aine leket ja sageli isegi esindavad keemiliste ainete kahjulikku mõju, millel on oma füsioloogia.
- Inimtegevuse mõju hindamine: teatud liikide puudumine, olemasolu või muutused inimtekkelise mõju korral ökosüsteemile võimaldab hinnata mõju antud piirkonnas.
- Hoiatus keskkonnamuutuste eest: bioindikaatororganismide tundlikkus annab varakult teavet keskkonnamuutuste kohta, võimaldades ennetada konkreetse sündmuse võimalikke tagajärgi.
- Hinda liigirikkust: ökosüsteemide keerukus ja troofilised seosed muudavad liigirikkuse muutuste hindamise sageli keeruliseks, kuid bioindikaatorite abil saab saadud andmeid ekstrapoleerida keskkonna mitmekesisusele.
Tuleb arvestada, et paljudel juhtudel ei saa üksikut liiki, olgu see nii esinduslik kui tahes, ekstrapoleerida kogu paiga elustikku. Seda tuleb andmete tõlgendamisel arvestada.
Bioindikaatororganismide tüübid
Saame bioindikaatoreid liigitada mitmel viisil. Üks neist on uuritava meediumi järgi. Allpool käsitleme kõiki võimalikke nende omadustega organisme.
Mulla bioindikaatorid
Linnaplaneerimise ja ressursside kasutamisega seotud mitmesugused inimtegevused on tekitanud mullale mitmeid variatsioone ja mõjusid. Selle tulemusena on elupaigad kadunud, hüdrograafia ja erosioon on muutunud ning paljud substraadid on saastunud. Nende mõjude hindamisel paistavad silma kolm bioindikaatororganismi:
- Seened: neid organisme kasutatakse peamiselt pinnase radioaktiivsuse uurimiseks.Seened koguvad oma kudedesse radionukliide, mis võivad seejärel kanduda teistesse toiduahelatesse, näiteks närilistele või inimestele. Sel põhjusel viiakse nende kudede kvaliteediuuringud läbi, et kontrollida, kas neis on radioaktiivsust kogunenud.
- Lestad: lestad on rohked, esinduslikud ja kergesti kogutavad. Nad on tundlikud mitme saasteaine suhtes ja tänu oma laiale geograafilisele levikule võimaldavad hõlpsasti võrrelda nende reaktsiooni erinevates ökosüsteemides. Tavaliselt on nad väga tundlikud insektitsiidide suhtes, mis põhjustavad populatsiooni vähenemist.
- Colémbolos: nad on üks tähtsamaid loomarühmi maa peal. Nende suur arv, mitmekesisus, liikide arvukus ja aktiivsus teevad neist suurepärased bioindikaatororganismid. Nende organismide kokkupuude hapete, raskmetallide, lämmastikuühendite ja pestitsiididega põhjustab nende arvukuse ja liigirikkuse vähenemist.
Vee bioindikaatorid
Antroopne reostus mõjutab lisaks klimaatilistele, geograafilistele ja sümbiootilistele teguritele ka veeliikide levikut ja kasvu. Sellel rindel paistavad silma järgmised bioindikaatororganismid:
- Kala: kui keskkond, milles nad elavad, muutub, võivad kalad esineda keskkonnatingimustest põhjustatud stressist põhjustatud etoloogiliste, morfoloogiliste, füsioloogiliste, biokeemiliste ja molekulaarsete muutustega. Nad on nende muutuste suhtes väga tundlikud, mistõttu nad lõpuks surevad või kaovad. Forelli ja lõhe olemasolu jões viitab ökosüsteemi tervisele.
- Kahepaiksed: need loomad on väga tundlikud nii põua kui ka saasteainete suhtes. Kuna neil on läbilaskev nahk, imenduvad saasteained, happevihmad, väetised ja insektitsiidid kergesti ja kogunevad kehasse.Seetõttu on nad ühed esimesed liigid, kes kaovad, kui nende ökosüsteem muutub.
- Putukad: vees elavate makroselgrootute seas on putukad üks kõige sobivamaid bioloogilisi rühmi süsteemi kvaliteedi määramiseks. Sellised omadused nagu nende tundlikkus saasteainete suhtes, kiire reageerimine muutustele ja asjaolu, et nad kasutavad ära peaaegu kõiki olemasolevaid elupaiku, teevad neist suurepärase uurimisrühma.
Õhu bioindikaatorid
Õhusaaste on tänapäeval üks suurimaid keskkonnaprobleeme. Õhukvaliteedi kontrollimise võimalus on ökosüsteemide ja inimeste tervise nõuetekohaseks toimimiseks hädavajalik. Mõned kasutatavad bioindikaatororganismid on järgmised:
- Mesilased: mesilased on ökosüsteemide võtmeliigid. Erinevad uuringud on näidanud, et need näitavad kliimamuutuste ja elupaikade killustumise mõju.Lisaks kasutatakse neid keskkonnasaaste, raskmetallide, radioaktiivsuse, tööstusjäätmete ja saasteainete, pestitsiidide ja herbitsiidide esinemise jälgimiseks.
- Samblikud: samblikud on sümbiootilised suhted vetika ja seene vahel. Kuna nad saavad suurema osa toitainetest atmosfäärist, on nad õhumuutuste suhtes väga tundlikud. Selle üks peamisi kadumise põhjuseid on vääveldioksiid, mis põhjustab keskkonna hapestumist.
- Gekod või salamanquesad: need roomajad on head bioindikaatororganismid, kuna nad kipuvad koguma õhust mürgiseid aineid, mis pärinevad peamiselt toidust. Mõned neist elementidest on muu hulgas Cd, Se, As, Pb. Lisaks on viljakuse vähenemise tõttu saastunud aladel tavaliselt väiksem isendite arvukus.
Bioindikaatorite näited
Vastav alt bioindikaatorite erinevatele rakendustele saame eristada kolme kategooriat:
- Ökoloogilised bioindikaatorid: liigid, mis on teadaolev alt tundlikud reostuse, elupaikade killustumise või muude stresside suhtes. Indikaatori vastus on kogukonda esindav.
- Keskkonnabioindikaatorid: liigid või liigirühmad, mis reageerivad prognoositav alt keskkonnahäiringutele või -muutustele.
- Elurikkuse bioindikaatorid: koosluse liigirikkuse indikaatorina kasutatakse indikaatortaksoni liigirikkust. See võib toimuda ka mõõdetavate mitmekesisuse parameetrite kaudu, nagu endemism, geneetilised parameetrid või populatsioonispetsiifilised parameetrid.
Paljud bioindikaatororganismid võivad olla samaaegselt ökoloogilised, keskkonna- ja bioloogilise mitmekesisuse näitajad, seega ei ole need välistavad kategooriad. Vaatame teema lõpetuseks mõnda konkreetset näidet.
saarmad
Need Mustelidae sugukonna lihasööjad imetajad elavad praktiliselt kogu maailmas. Nad toituvad peamiselt kaladest ja vähilaadsetest, mistõttu on nad veeökosüsteemides üks peamisi kiskjaid.
On tõestatud, et kui ökosüsteem on oluliselt muutunud, hülgavad saarmad oma territooriumi. See võib olla seotud ka teie toidu kvaliteedi languse või langusega.
Lisaks on läbi viidud uuringuid teie väljaheidete kaudu, et kontrollida raskmetallide ja muude ainete hulka, mis võivad sattuda teie kehasse tänu toiduahelas toimuvale bioakumulatsioonile. Need väljaheited suudavad üsna täpselt, lihts alt ja kiiresti kajastada vee kvaliteeti, milles saarmad elavad.
Mardikad
Need putukad võivad olla suurepärased bioindikaatororganismid. Olenev alt perekonnast ja liigist võivad nad anda meile erinevat asjakohast teavet ökosüsteemide kohta.
Sõnnikumardikad, kes toituvad väljaheitest, on väga tundlikud metsa killustumise ja muutumise suhtes. Need võivad omakorda aidata hinnata ka ökosüsteemi taastamise protsesse.
Skolitiinmardikad (Scolytinae) on oluline kahjur – nad toituvad okaspuudest –, mis tekivad siis, kui ökosüsteemis on pikad põuaperioodid. Need putukad võivad ennustada kliimamuutustest ja võimalikust kõrbestumisest tingitud muutusi keskkonnas. Peale nende esineb põuaga mitmeid liike.
Teine hea näide on alpikannid, mis on väga tundlikud temperatuurimuutuste suhtes ja sageli endeemilised. Need mardikad kasvavad temperatuuri tõustes või veemardikate puhul võib see tähendada nende kadumist.
Linnud
SEO linnustiku andmetel on linnud suurepärane vahend ökosüsteemide mitmekesisuse ja terviklikkuse hindamiseks globaalselt. Seda seetõttu, et nad reageerivad kiiresti muutustele toiduahelas või muutustele nende füüsilises keskkonnas.
Hästi uuritud näide – mis on seotud toiduahelaga – on märgaladega seotud linnud. Kui söödud toiduga leitakse seda saastunud piirkondades, kogunevad nad kehasse raskemetalle ja muid toksiine.
Bioindikaatorite mõistmise ja uurimise suurendamine on ökosüsteemides tekkida võivate muutuste kaitsmiseks ja korrigeerimiseks hädavajalik. Need elusolendid võimaldavad meil näha keskkonna halvenemist enam-vähem kiiresti ja tõhus alt, aga ka rakendada ökosüsteemides parandusi, mis võimaldavad meil planeeti säästa.