BIOINDIKAATTORIT: OMINAISUUDET JA TYYPIT - YMPÄRISTÖ - 2025

Biomarkkerit ovat biologisia prosesseja, yhteisöt tai lajeja, arvioida ympäristön laatua ja sen dynamiikasta ajoissa. Niitä käytetään arvioimaan ihmisen toiminnan vaikutuksia ekosysteemeihin tutkimalla elimistön reagointia aiheuttamaan stressiin.

Meidän on otettava huomioon, että jokaisella toiminnalla on ympäristövaikutuksia, jotka voivat olla positiivisia tai kielteisiä. Ihmisen toiminta on kuitenkin lähes yksinomaan aiheuttanut kielteisiä ympäristövaikutuksia, jotka vaikuttavat ekosysteemeihin ja niiden eläimeen.

Kuva 1. Kanarian lintu, jota käytetään kaivoksissa myrkyllisten kaasujen bioindikaattorina. Lähde: pixabay.com

Ihmisen toiminnan aiheuttamista ympäristövahinkoista mainittakoon pilaantuminen päästöillä ja kiinteät teollisuus- tai yhdyskuntajätteet, luonnonvarojen ehtyminen muun muassa ylikuormituksen vuoksi.

Kaikki nämä vaikutukset synnyttävät stressiä olemassa olevassa eläimistössä, ja siksi niitä kutsutaan ihmisen toiminnan aiheuttamiksi stressitekijöiksi, jotta ne voidaan erottaa luonnollisista stressitekijöistä, kuten voimakkaan kuivuuden ja lämpötilan vaihtelut ilmastollisista vaikutuksista johtuen.

Bioindikaattorien kehittäminen ja soveltaminen syntyi 1960-luvulla, ja siitä lähtien niiden ohjelmisto on laajentunut tutkiessaan vesi- ja maaympäristöjä ihmisen aiheuttamien stressitekijöiden vaikutuksesta.

Bioindikaattorien avulla voidaan seurata kemiallisesti fysikaalisia ympäristömuutoksia, seurata ekologisia prosesseja, havaita suoraan tai epäsuorasti pilaavien aineiden esiintyminen ja yleensä havaita ympäristömuutokset.

Bioindikaattorien yleiset ominaisuudet

Bioindikaattorin, olipa kyseessä sitten biologinen prosessi, yhteisö tai laji, riippumatta mitattavasta ympäristömuutoksen tyypistä ja kyseisestä maantieteellisestä alueesta, on täytettävä tietyt ominaisuudet:

- Sen on oltava herkkä häiriöille tai stressille, mutta ei kuole tai katoa sen takia. Bioindikaattorilajilla tai yhteisöillä on oltava kohtuullinen toleranssi ympäristön vaihtelulle.

-S stressisi vastauksen pitäisi olla mahdollista mitata. Yksilön biologiset prosessit voivat toimia myös bioindikaattoreina.

- Vastauksesi on oltava edustava koko ekosysteemille, populaatiolle tai lajille.

-Se on reagoitava pilaantumisen tai ympäristön pilaantumisen asteen mukaan.

- Sen on oltava runsasta ja yleistä, ja sen on tarjottava riittävä väestötiheys tietyllä tutkittavalla alueella. Lisäksi sen on oltava suhteellisen vakaa, ylittäen kohtalaiset ilmasto- ja ympäristövaihtelut.

- Bioindikaattorista on oltava tietoa, sen ekologiasta ja elämähistoriasta on oltava hyvä ymmärrys sekä hyvin dokumentoitu ja vakaa taksonomia. Lisäksi sen näytteenoton on oltava yksinkertaista ja halpaa.

- Sillä on oltava julkinen, taloudellinen ja kaupallinen merkitys muihin tarkoituksiin.

Jos yksilöitä käytetään bioindikaattoreina, heidän ikänsä ja genotyyppinen vaihtelu on otettava huomioon. On myös varmistettava, että muut ympäristötekijät eivät häiritse tutkimusta ja täydentävät tiedot ympäristötoksikologisilla testeillä.

Bioindikaattorityypit

Bioindikaattorien luokittelu vaihtelee niiden ominaisuuksien mukaan, jotka on korostettava luokittelujärjestelmässä. Voimme esimerkiksi luokitella bioindikaattorit niiden monimutkaisuuden perusteella bioindikaattorilajeihin, yhteisöihin tai ekosysteemeihin. Mutta voimme myös luokitella ne valvottavan ympäristön mukaan.

Bioindikaattorilajit

Kaikki olemassa olevat lajit (tai lajien ryhmät) voivat sietää rajoitetun määrän fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia ympäristöolosuhteita. Tätä ominaisuutta voidaan käyttää arvioimaan ympäristön laatua.

Esimerkiksi Yhdysvaltain länsiosassa kylmissä vesivirroissa asuvat taimenet sietävät lämpötilan välillä 20-25 ° C, joten tätä lämpöherkkyyttä voidaan käyttää veden lämpötilan bioindikaattorina.

Nämä samat taimenet reagoivat solutasolla veden lämpötilan nousuun (polttamalla ja hajottamalla ympäröivät metsät). Näissä tapauksissa ne syntetisoivat lämpö sokkiproteiinia, joka suojaa solujaan kohonneen lämpötilan vaikutuksilta.

Näiden lajien lämpö sokkiproteiinien kvantifiointi mahdollistaa taimenen lämpörasituksen mittaamisen ja arvioida epäsuorasti ympäristön muutoksia vesistöä ympäröivien metsien leikkaamisen ja palamisen vuoksi.

Bioindikaattoriyhteisöt

Kokonaisyhteisöt, jotka kattavat monenlaisten ympäristötekijöiden toleranssivalikoiman, voivat toimia bioindikaattoreina ympäristöolosuhteiden arvioimiseksi monimutkaisesta ja kokonaisvaltaisesta lähestymistavasta. Näihin tutkimuksiin sisältyy useiden ympäristömuuttujien analysointi.

Bioindikaattorin ekosysteemit

Ekosysteemipalvelujen, kuten puhtaan veden ja ilman, kasvien pölyttäjien, menettämistä pidetään ekosysteemin terveyden indikaattorina.

Esimerkiksi mehiläislajien - jotka ovat pölyttäjiä - häviämistä pidetään ympäristöterveyden menetyksen indikaattorina, koska ne ovat herkkiä raskasmetallien, torjunta-aineiden ja radioaktiivisten aineiden esiintymiselle.

Bioindikaattorit valvottavan ympäristön mukaan

Kuten edellä on osoitettu, bioindikaattorit voidaan luokitella myös sen ympäristön perusteella, josta ne toimittavat tietoa. Tämän luokituksen jälkeen meillä on ilman, veden ja maaperän bioindikaattoreita.

Ilmanlaadun bioindikaattorit

Ilmanlaadun bioindikaattoreita ovat organismit, jotka ovat herkkiä tiettyjen kaasujen pitoisuuden muutoksille.

Esimerkiksi jäkälät (sienen, mikrolevien ja / tai syanobakteerien väliset symbioottiset assosiaatiot) ja sammakot ovat herkkiä ilmakehän kaasuille, koska ne imevät ne vartaloonsa.

Näillä organismeilla ei ole kynsinauhoja tai juuria, ja niiden suuri pinta / tilavuus -suhde edistää ilman epäpuhtauksien, kuten rikkidioksidien, imeytymistä ja kertymistä. Siksi sen häviäminen tietyillä alueilla on osoitus huonosta ilmanlaadusta.

Toisaalta on myös jäkälät (kuten Lecanora conizaeoides), joiden esiintyminen osoittaa huonosta ilmanlaadusta.

Kuva 2. Lichen Lecanora conizaeoides. Lähde: Jerzy Opioła, Wikimedia Commons. Toinen esimerkki on kanaarien pitkäaikainen käyttö vaarallisten olosuhteiden bioindikaattoreina maanalaisissa hiilikaivoksissa Yhdistyneessä kuningaskunnassa johtuen akuutista herkkyydestään pienille hiilimonoksidipitoisuuksille (CO ₂) ja metaanikaasulle. (CH ₄).

Tämä herkkyys johtuu siitä, että kanarilla on pieni keuhkokapasiteetti ja yksisuuntainen tuuletusjärjestelmä. Tästä syystä kanariansaaret ovat paljon herkempiä ihmisille kuin haitalliset kaasut.

Veden laadun bioindikaattorit

Veden laadun bioindikaattoreihin kuuluvat mm. Bakteerimikro-organismit, alkueläimet, makro-selkärangattomat, levät ja sammalit; herkkä myrkyllisten epäpuhtauksien esiintymiselle.

Esimerkiksi vesistössä esiintyvien erilaisten vedessä olevien selkärangattomien taksonien yhteisöjen esiintyminen joessa on ekologisen ja biologisen monimuotoisuuden indikaattori. Mitä suurempi määrä takseja on, sitä parempi on vesimuodostuman terveys.

Muut jokien tilan bioindikaattorit ovat saukkoja, koska ne jättävät nopeasti vesistöjä, joissa on vähän saasteita. Heidän läsnäolonsa osoittavat sitten joen hyvästä kunnosta.

Merisieniä on käytetty myös muun muassa raskasmetallien, kuten elohopean ja kadmiumin, biologisina indikaattoreina. Sienien häviämisen havaitseminen merivedessä on osoitus veden laadun heikkenemisestä.

Levien esiintyminen vesistössä tiheinä pitoisuuksina osoittaa korkeita liuenneen fosforin ja typen pitoisuuksia, jotka voivat olla peräisin veteen laskettavista lannoitteista. Poistetut lannoitteet aiheuttavat niiden ravintoaineiden kertymisen ja vesipitoisen väliaineen rehevöitymisen.

Maaperän laadun bioindikaattorit

Maaperän laadun indikaattoreina voidaan mainita osa tämän elinympäristön eliöstään eli joitain kasveja, sieniä ja bakteerimikro-organismeja.

Jos ne esittävät erityisiä vaatimuksia selviytymiselle, nämä organismit olisivat indikaattoreita näiden olosuhteiden olemassaololle.

Esimerkiksi kastemadot ovat bioindikaattoreita maan laadulle, koska jotkut lajit, kuten Eisenia fetida ja E. andrei, ovat herkkiä muun muassa torjunta-aineille, öljyjohdannaisille ja raskasmetalleille. Näitä bioindikaattoreita käytetään maaperän toksisuustutkimuksissa.

Viitteet

1. Celli, G. ja Maccagnani, B. (2003). Hunaja mehiläiset ympäristösaasteiden bioindikaattoreina. Hyönteistutkimus 56 (1): 137 - 139.
2. Conesa Fdez-Vítora, V. (2010). ympäristövaikutusten arvioinnin metodinen opas. Neljäs painos. Painokset Mundi-Prensa. ss 864.
3. Gadzala-Kopciuch, R., Berecka, B., Bartoszewicz, J. ja Buszewski, B. (2004). Joitakin huomioita bioindikaattoreista ympäristön seurannassa. Polish Journal of Environmental Studies, osa 13, nro 5, 453-462.
4. Market, BA, Breure, AM ja Zechmeister, HG (2003). Määritelmät, strategiat ja periaatteet ympäristön bioindikaatiolle / biomonitoroinnille. Julkaisussa: Bioindicators and biomonitors. Market, BA, Breure, AM ja Zechmeister, HG toimittajat. Elsevier Science Ltd.
5. Markert, B. (2007). Määritelmät ja periaatteet ympäristössä olevien metallien bioindikaatiolle ja biomonitoroinnille. Journal of Trace Elements in Medicine ja biologia, 21, 77–82. doi: 10.1016 / j.jtemb.2007.09.015