Насекомые как объект биоиндикации

     Биологическое исследование стоячих водоемов, как  правило, интерпретируется более легко. Здесь, прежде всего, необходимо проведение комплексных исследований с тем, чтобы иметь более полное представление  о состоянии водоема. Чем крупнее  исследуемый водоем, тем большее количество разнообразных станций надо выбирать по его периметру.

     Почти любое использование воды влияет на ее качество. Использованная вода обычно возвращается в реки или отстойники для восстановления. Это может  оказать нежелательное влияние на жизнь, если использованная вода будет сильно отличаться от естественной.

     Биоиндикация - способ оценки антропогенной нагрузки по реакции на нее живых организмов и их сообществ.

     Биотестирование - использование в контролируемых условиях биологических объектов (тест-объектов) для выявления и оценки действия факторов (в том числе и токсических) окружающей среды на организм, его отдельную функцию или систему организмов. Хорошие результаты дает анализ бентосных (придонных) насекомых. Оценка чистоты водоемов делается по преобладанию, либо отсутствию тех или иных таксонов.

     Шкала загрязнений по индикаторным таксонам

 

     При биоиндикации водной среды с помощью  насекомых используют различные  методы, а именно:

     1.Отбор и обработка проб для анализа

     При выборе участков отбора проб следует  учитывать ряд условий. На них  не должно быть мелководий с густой водной растительностью, а также затонов с застойной водой.

     Пробы грунта с обитающими в нем донными  организмами отбирают с помощью  сачкового скребка.

     Скребок представляет собой сачок, имеющий  в нижней части дугообразного обода заточенную металлическую пластинку длиной 25 см. Сачок обшивают прочной сетчатой тканью. Сачком пробы собирают в ведро или тазик.

     Отбор организмов обычно ведут на месте отбора проб. При этом небольшую порцию грунта переносят в кювету с водой и с помощью пинцета перекладывают животных в баночки с 4%-ным раствором формалина. На баночки наклеиваются этикетки, на которых указываются дата и место отбора пробы. Допускается разбор проб и в лаборатории. Промытые пробы могут храниться в холодильнике в течение 1-2 суток.

     2.Оценка  качества воды пруда по биотическому индексу Майера

     О чистоте воды природного водоема  можно судить по видовому разнообразию и обилию животного населения, в частности по насекомым.

     Чистые  водоемы заселяют личинки веснянок, поденок, вислокрылок и ручейников. Они не выносят загрязнения и  быстро исчезают из водоема, как только в него попадают сточные воды.

     Умеренно  загрязненные водоемы заселяют водяные  ослики, бокоплавы, личинки мошек (мокрецов), битинии, лужанки, личинки стрекоз и пиявки (большая ложноконская, малая ложноконская, клепсина).

     Чрезмерно загрязненные водоемы заселяют личинки  комара-звонца (мотыли) и ильной мухи (крыска).

     Данная  методика подходит для любых типов водоемов. Она более простая и имеет большое преимущество — в ней не надо определять беспозвоночных с точностью до вида. Метод основан на том, что различные группы водных беспозвоночных приурочены к водоемам с определенной степенью загрязненности. При этом организмы-индикаторы относят к одному из трех разделов, представленных в таблице.

     Нужно отметить, какие из приведенных в таблице групп обнаружены в пробах. Количество найденных групп из первого раздела необходимо умножить на 3, количество групп из второго раздела — на 2, а из третьего — на 1. Получившиеся цифры складывают:      Х*3 + Y*2 + Z*1 = S

     По  значению суммы S (в баллах) оценивают  степень загрязненности водоема:

     • более 22 баллов — водоем чистый и  имеет 1 класс качества;

     • 17-21 баллов — 2 класс качества;

     • 11-16 баллов — умеренная загрязненность водоема, 3 класс качества;

     • менее 11 — водоем грязный, 4 -7 класс качества.

     Простота  и универсальность метода Майера дают возможность быстро оценить  состояние исследуемого пруда. Если проводить исследования качества воды регулярно в течение какого-то времени и сравнивать полученные результаты, то даже с использованием этих простых методов можно уловить, в какую сторону изменяется состояние пруда.

     3.Определение  степени загрязнения водоема  по индексу Гуднайта и Уотлея

     Показателем качества воды в озерах и прудах является ее трофность - количество органических веществ, накопленных в процессе фотосинтеза в условиях наличия биогенных элементов (азот, фосфор, калий). Органическое вещество обеспечивает существование животного населения и его видовое разнообразие, численность популяций зависит от количества пищи. После смерти животных возникают проблемы с разложением их трупов и изменением газового состава воды. Процесс повышения трофности водоема называется эвтрофикацией. К наиболее заметным проявлениям эвтрофикации относятся летнее «цветение» водоемов, зимние заморы, быстрое обмеление и зарастание водоемов. Эвтрофикацию можно выявить в процессе исследования с применением биоиндикаторов. Роль биоиндикаторов в этом случае могут играть личинки комаров-дергунов или хирономусов и малощетинковые кольчецы, обитающие в донных илах, богатых органикой. Личинки хирономусов, называемые в народе «мотылем», и кольчецы живут в иле, питаются органическими остатками и приспособлены к недостатку кислорода благодаря содержанию в крови гемоглобина. Если в составе донного ила присутствуют названные организмы - это верный признак эвтрофикации. Для выяснения этого факта необходимо с помощью водного сачка или черпака добыть ил со дна водоема, затем тщательно отмыть на сите или металлической сетке с мелкими ячейками обитающих организмов. По количеству кольчецов и хирономид определяют степень эвтрофикации. Принято выделять три степени эвтрофикации: 1) слабая, 2) средняя, 3) сильная. При сильной эвтрофикации в иле многочисленны трубочники, они часто покрывают дно сплошным слоем, в летнее время вода становится зеленой от массового размножения водорослей, а в зимнее время наблюдаются заморы рыб и водоемы нуждаются в аэрации. Воды таких водоемов малопригодны для  бытового использования. При средней эвтрофикации наблюдается увеличение численности «мотыля», трубочники единичны. При слабой  эвтрофикации эти признаки отсутствуют.

     Для оздоровления водоемов с сильной  эвтрофикацией можно рекомендовать скашивание и уборку водных растений, удаление со дна ила, называемого сапропелем. Сапропель в свежем виде можно вносить в почву в качестве ценного органического удобрения.

     Показателем эвтрофикации может служить также  индекс Гуднайта и Уотлея. Для определения  индекса собирают бентосные организмы  с определенной площади дна. С помощью скребка или лопаты снимают донный грунт, тщательно промывают его на сите. Организмы, оставшиеся на сите, помещают в емкость с водой. В лаборатории собранных животных разбирают на две группы: одна группа - малощетинковые кольчецы - олигохеты, вторая - прочие виды. После подсчета организмов в группах находят индекс Гуднайта и Уотлея по формуле

     а= М Х 100

          В

     где а - индекс, М - численность малощетинковых червей и В - численность всех видов организмов. После нахождения индекса определяют степень загрязнения водоема по таблице.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение 

     Таким образом, из выше сказанного можно сделать вывод, что методы биоиндикации являются важными в проведение экологического мониторинга, что они, в последнее время получили широкое признание и распространённость. Какой бы современной ни была аппаратура для контроля загрязнения и определения вредных примесей в окружающей среде, она не может сравниться со сложно устроенным «живым прибором», реагирующим на те или иные изменения, отражающим воздействие всего комплекса факторов, включая сложные соединения различных ингредиентов.

     Биоиндикацию  можно определить как совокупность методов и критериев, предназначенных для поиска информативных компонентов экосистем, которые могли бы:

     а) адекватно отражать уровень воздействия  среды, включая комплексный характер загрязнения с учетом явлений  синергизма действующих факторов;

     б) диагностировать ранние нарушения  в наиболее чувствительных компонентах  биотических сообществ и оценивать  их значимость для всей экосистемы в ближайшем и отдаленном будущем .

     Биоиндикация основана на тесной взаимосвязи живых организмов с условиями среды, в которой они обитают. Изменения этих условий, например повышение солености или рН воды, изменение газового состава воздуха может привести к исчезновению определенных видов организмов, наиболее чувствительных к этим показателям и появлению других, для которых такая среда будет оптимальной. В качестве биоиндикаторов используются различные группы организмов, в том числе и насекомые.

     С помощью насекомых можно проводить биоиндикацию таких природных сред как вода и почва. По морфологическим, физиологическим изменениям, изменениями в онтогенезе насекомых можно судить о степени и характере загрязнения почвы и воды, об их санитарном состоянии и качестве. Таким образом, можно сказать что насекомые – это группа организмов широко применяемая в биоиндикационных исследованиях.