Экологические основы биоиндикации

Экологические основы биоиндикации

В ходе онтогенетического  и филогенетического развития любой  организм в отношении любого фактора  обладает генетически детерминированным  и филогенетически приобретённым, уникальным физиологическим диапазоном толерантности, в пределах которой  данный фактор не оказывает существенного  влияния на жизнедеятельность организма, является переносимым. В случае низкой или высокой интенсивности силы фактора организм находится в  зонах физиологического пессимума, когда силы воздействия находится  за максимальными или минимальными пределами для конкретного организма  — наступает угнетение жизнедеятельности  организма и организм погибает. Данный диапазон неодинаков как для различных  особей популяции (но колеблется в пределах определённых для вида) и неодинаков в разные стадии жизненного цикла  организма, а также в случае, когда значение интенсивности других факторов находятся либо в зоне пессимума или угнетения.

Экологическая ниша.

Развитие организма происходит под комплексным, синергетическим  воздействием всевозможных комбинаций факторов среды биотической и  абиотической природы. Зачастую развитие ограничивают факторы, находящиеся в зоне пессимума или угнетения (так называемое расширенное правило Либиха). В природе происходит лишь частичная реализация физиологических потенциалов — так называемая реализованная экологическая ниша (постконкурентная экологическая ниша, популяционная экологическая ниша, экологический диапазон присутствия, экологический потенциал). Экологический потенциал отражает реакцию организма на воздействие факторов. Физиологическая толерантность и экологическая потенция определяют его индикаторную ценность.

В результате, как состояние организма, так и его численность, структура популяции отражает благоприятность состояния окружающей среды. Такие организмы, жизненные функции которых тесно скоррелированными с отдельными факторами среды называются биоиндикаторами

Существует две формы  биоиндикации : когда одинаковые реакции организма могут быть вызваны различными факторами среды (в том числе и антропогенного происхождения) — тогда речь идёт о неспецифической биоиндикации; когда изменения реакции чётко связаны с изменением конкретного фактора — специфическая биоиндикация.

Применение

Применение в эпидемиологии  и санитарии

Оценка угрозы инфекционных заболеваний достигается при  мониторинге загрязнения водоемов сточными водами. Именно канализационные  стоки могут содержать патогенные микроорганизмы — основной источник инфекций, передаваемых через воду. Поскольку патогенных микроорганизмов  много, каждый выявлять трудоемко и  нецелесообразно, разработан тест на кишечную палочку (Escherichia coli). Эта бактерия обитает в огромных количествах в толстой кишке человека и отсутствует во внешней среде. Кишечная палочка не патогенна и даже необходима человеку, но ее присутствие во внешней среде — индикатор неочищенных канализационных стоков, в которой могут быть и патогенные микробы.

Применение в экологии

Биоиндикация — оценка качества среды обитания и её отдельных  характеристик по состоянию биоты  в природных условиях. Для учёта  изменения среды под действием  антропогенного фактора составляются списки индикаторных организмов —  биоиндикаторов. Биоиндикаторы —  виды, группы видов или сообщества, по наличию, степени развития, изменению  морфологических, структурно-функциональных, генетических характеристик которых  судят о качестве воды и состоянии  экосистем. В качестве биоиндикаторов часто выступают лишайники, в  водных объектах — сообщества бактерио-, фито-, зоопланктона, зообентоса, перефитона.

Применение в геологических  исследованиях

Ряд растений-индикаторов  определённым видимым образом реагирует  на повышенные или пониженные концентрации микро- и макроэлементов в почве. Это явление используется для  предварительной оценки почв, определения  возможных мест поиска полезных ископаемых.

Биотестирование

Биоиндикацию часто путают с биотестированием. Но если при биоиндикации организмы извлекаются из природы и по их состоянию оценивают степень загрязнения, то при биотестировании качество воды, почвы оценивается посредством лабораторных объектов (животных, растительных, одноклеточных), помещённых в тестируемую среду уже в лаборатории.

Примечания

Литература

    Биоиндикация загрязнений  наземных экосистем. Шуберт,Р.,1988 год. Москва, издательство «Мир»

    Биоиндикация загрязнений.  Опекунова, М. Г., 2004 год. СПб, издательство санкт-петербургского государственного университета.

    Куриленко В.В,  Зайцева О. В., Новикова Е. А., Осмоловская Н. Г., Уфимцева М. Д. Основы экогеологии, биоиндикации и биотестирования водных экосистем. (Под ред. В. В. Куриленко). 2003. 448 с.

    Мисейко Г. Н., Безматерных Д. М., Тушкова Г. И. Биологический анализ качества пресных вод. — Барнаул: АлтГУ, 2001. — 201 с.

    Environmental Bioindicators

    Методы биоиндикации  Вудивисса и Майера