Біоіндикатор (від bios - життя і пізньолат. indicator — показчик) — організм, вид або біоценоз, за наявністю і станом якого можна судити про властивості середовища, в тому числі про присутність і концентрацію забруднювачів.
Загальний опис
Виділяють дві форми реакції живих організмів, що використовують як біоіндикатори — специфічну і неспецифічну. У першому випадку відбуваються зміни, пов'язані з дією одного якогось фактора. При неспецифічної біоіндикації різні антропогенні фактори викликають однакові реакції.
У залежності від типу відповідної реакції біоіндикатори поділяють на чутливі і кумулятивні. Чутливі біоіндикатори реагують на стрес значним відхиленням від життєвих норм, а кумулятивні накопичують антропогенний вплив, що значно перевищує нормальний рівень в природі, без видимих змін.
Організм-індикатор повинен задовольняти ряду вимог:
- бути типовим для даних умов;
- мати високу чисельність в досліджуваному екотопі;
- мешкати в даному місці протягом ряду років, що дає можливість простежити динаміку забруднення;
- перебувати в умовах, зручних для відбору проб.
Так, кропива є індикатором високої концентрації в ґрунті кальцію; багато рослин-галофілів вказують на високий ступінь . Деякі водні організми свідчать про ступінь забруднення води (наприклад, малощетинкові черв'яки роду Tubifex, личинки двокрилих комах родів , Eristalis та ін.); про чистоту води судять по нормальному розвитку вищих ракоподібних — наприклад, бокоплавів роду Gammarus, водоростей роду та ін. При виборі біоіндикаторів необхідно мати на увазі, що стеноойкні види більш надійні, ніж евріойкні; багаторічні краще, ніж однорічні; великі організми краще, ніж дрібні; біоценози з домінуванням таких видів вельми надійні. Імовірність зв'язку біоценозу з певним фактором середовища виражається у відсотках випадків спряженості або балах умовної шкали (Викторов, Востокова, Вышивкин, 1962): 1 — від 1 до 60% випадків спряженості — біоценоз не є біоіндикатором; 2 — від 61 до 75% — сумнівний біоіндикатор; 3 — від 76 до 90% — задовільний біоіндикатор; 4 — від 91 до 99% — вірний біоіндикатор; 5 — 100% — абсолютний біоіндикатор.
Багато організмів досить чутливі і вибагливі по відношенню до різних факторів середовища проживання (хімічного склад ґрунту, води, атмосфери, кліматичних і погодних умов, присутності інших організмів тощо) і можуть існувати тільки в певних, часто вузьких межах зміни цих факторів. Наприклад, скупчення морських рибоїдних птахів свідчить про підхід косяків риб. Специфічні організми планктону і бентосу вказують на походження водних мас і течій, характеризують певні параметри середовища проживання (солоність, температуру тощо). Лишайники і деякі є біоіндикаторами чистоти повітря. Ряд ґрунтових мікроорганізмів і індикаторні рослини служать біоіндикаторами при пошуках різних корисних копалин. За комплексами ґрунтових тварин можна визначати типи ґрунтів і їх зміни під впливом господарської діяльності людини. Локальні внутрішньовидові угрупування у багатьох тварин, наприклад у риб, характеризуються в залежності від району проживання різними комплексами паразитів-індикаторів. За допомогою біоіндикаторів встановлюють вміст в субстраті вітамінів, антибіотиків, гормонів та інших біологічно активних речовин, а також визначають інтенсивність різних хімічних (рН, вміст солей та ін.) і фізичних (радіоактивність та ін.) факторів середовища. Важливий аспект застосування біоіндикаторів — оцінка з їх допомогою ступеня забруднення навколишнього середовища, постійний контроль (моніторинг) його якості і змін.
Зазвичай рослини-біоіндикатори використовуються для оцінки забруднення повітря, а тварини-біоіндикатори — води. При екологічному моніторингу використання біоіндикаторів часто дає більш цінну інформацію, ніж колишня оцінка забруднення приладами, так як біоіндикатор реагує відразу на весь комплекс забруднень. Крім того, маючи «пам'ять», вони своїми реакціями відображають забруднення за тривалий період. На листках дерев при забрудненні атмосфери з'являються некрози (відмираючі ділянки). По присутності деяких стійких до забруднення видів та відсутності нестійких видів (наприклад, лишайників) визначається рівень забруднення атмосфери міст. Здатність деяких видів біоіндикаторів акумулювати забруднюючі речовини дозволила Швеції виявити наслідки аварії на Чорнобильській АЕС при аналізі лишайників. Береза і осика можуть сигналізувати про підвищений вміст барію та стронцію в навколишньому середовищі неприродно зеленим кольором листя. Аналогічно в ареалі розсіювання урану навколо родовищ пелюстки іван-чаю стають білими (в нормі — рожеві), у лохини темно-сині плоди набувають білий колір і т. д. Для виявлення забруднюючих речовин використовуються різні види біологічних індикаторів: для загального забруднення — лишайники і мохи, для забруднення важкими металами — слива і квасоля, діоксидом сірки — ялина і люцерна, амоніаком — соняшник, сірководнем — шпинат і горох, поліциклічними ароматичними вуглеводнями (ПАВ) — недоторка та ін. Використовуються і так звані «живі прилади» — рослини-індикатори, висаджені на грядках, поміщені в вегетаційні судини або в спеціальні коробочки (в останньому випадку використовуються мохи, коробочки з якими називаються біометрами). «Живі прилади» встановлюють в найзабрудненіших частинах міста. При оцінці забруднення водних екосистем як біоіндикатори можуть використовуватися вищі рослини або мікроскопічні водорості, організми зоопланктону (інфузорії-туфельки) і зообентосу (молюски та ін.). У середній смузі у водоймах при забрудненні води розростається кушир, рдест плаваючий, ряска, а в чистій воді — і сальвінія. За допомогою біологічних індикаторів можна оцінювати , , зміни режиму зволоження і т.і. У цьому випадку весь склад фітоценозу використовується як біоіндикатор. Кожен вид рослин має певні межі поширення (толерантності) по кожному фактору середовища, і тому сам факт їх спільного зростання дозволяє достатньо повно оцінювати екологічні фактори. Широке поширення набуло використання дерев як біоіндикаторів зміни клімату та рівня забруднення навколишнього середовища. Враховується : в роки, коли випадало мало опадів або в атмосфері підвищувалася концентрація забруднюючих речовин, утворювалися вузькі кільця. Таким чином на спилі стовбура можна бачити відображення динаміки екологічних умов.
Можливості оцінки середовища за рослинності вивчаються спеціальним розділом ботаніки — . Її основний метод — використання екологічних шкал, тобто спеціальних таблиць, в яких для кожного виду вказані межі його поширення по факторам зволоження, багатства ґрунту, засолення, випасу і т.і. У СРСР екологічні шкали були складені Л. Г. Раменським.
Розроблено різні методи біоіндакаціі — (картування числа видів і ступеня проективного покриття і порівняння з еталоном), експозиція в забрудненому середовищі рослин-біоіндикаторів, вирощених в нормальних умовах, аналіз видимих пошкоджень організмів, вміст забруднюючих речовин в організмах у разі біоакумуляції. Зазвичай біоіндикатори використовуються при великомасштабних дослідженнях забруднень навколишнього середовища.
У більшості випадків збираються базові дані про біотичні умови в межах попередньо визначеної еталонної ділянки. Еталонні ділянки повинні характеризуватися незначним або відсутнім зовнішнім втручанням (наприклад, антропогенним впливом, змінами у землекористуванні, інвазійними видами). Біотичні умови конкретного індикаторного виду вимірюються як на еталонній ділянці, так і в досліджуваному регіоні з плином часу. Дані, зібрані в досліджуваному регіоні, порівнюються з аналогічними даними, зібраними на еталонній ділянці, для того, щоб зробити висновок про відносний екологічний стан або цілісність досліджуваного регіону.
Див. також
Література
- Викторов С. В., Востокова Е. А., Вышивкин Д. Д. Введение в индикационную геоботанику. — М.: Наука, 1962.
Посилання
- Біологічні індикатори // : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 22-23.
- Види-індикатори // : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 34.
- Газочутливість рослин // : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 44.
- Викторов С. В., Востокова Е. А., Вышивкин Д. Д. Введение в индикационную геоботанику. — 1962
Примітки
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Bioindikator vid bios zhittya i piznolat indicator pokazchik organizm vid abo biocenoz za nayavnistyu i stanom yakogo mozhna suditi pro vlastivosti seredovisha v tomu chisli pro prisutnist i koncentraciyu zabrudnyuvachiv Zagalnij opisVidilyayut dvi formi reakciyi zhivih organizmiv sho vikoristovuyut yak bioindikatori specifichnu i nespecifichnu U pershomu vipadku vidbuvayutsya zmini pov yazani z diyeyu odnogo yakogos faktora Pri nespecifichnoyi bioindikaciyi rizni antropogenni faktori viklikayut odnakovi reakciyi U zalezhnosti vid tipu vidpovidnoyi reakciyi bioindikatori podilyayut na chutlivi i kumulyativni Chutlivi bioindikatori reaguyut na stres znachnim vidhilennyam vid zhittyevih norm a kumulyativni nakopichuyut antropogennij vpliv sho znachno perevishuye normalnij riven v prirodi bez vidimih zmin Organizm indikator povinen zadovolnyati ryadu vimog buti tipovim dlya danih umov mati visoku chiselnist v doslidzhuvanomu ekotopi meshkati v danomu misci protyagom ryadu rokiv sho daye mozhlivist prostezhiti dinamiku zabrudnennya perebuvati v umovah zruchnih dlya vidboru prob Tak kropiva ye indikatorom visokoyi koncentraciyi v grunti kalciyu bagato roslin galofiliv vkazuyut na visokij stupin Deyaki vodni organizmi svidchat pro stupin zabrudnennya vodi napriklad maloshetinkovi cherv yaki rodu Tubifex lichinki dvokrilih komah rodiv Eristalis ta in pro chistotu vodi sudyat po normalnomu rozvitku vishih rakopodibnih napriklad bokoplaviv rodu Gammarus vodorostej rodu ta in Pri vibori bioindikatoriv neobhidno mati na uvazi sho stenoojkni vidi bilsh nadijni nizh evriojkni bagatorichni krashe nizh odnorichni veliki organizmi krashe nizh dribni biocenozi z dominuvannyam takih vidiv velmi nadijni Imovirnist zv yazku biocenozu z pevnim faktorom seredovisha virazhayetsya u vidsotkah vipadkiv spryazhenosti abo balah umovnoyi shkali Viktorov Vostokova Vyshivkin 1962 1 vid 1 do 60 vipadkiv spryazhenosti biocenoz ne ye bioindikatorom 2 vid 61 do 75 sumnivnij bioindikator 3 vid 76 do 90 zadovilnij bioindikator 4 vid 91 do 99 virnij bioindikator 5 100 absolyutnij bioindikator Bagato organizmiv dosit chutlivi i vibaglivi po vidnoshennyu do riznih faktoriv seredovisha prozhivannya himichnogo sklad gruntu vodi atmosferi klimatichnih i pogodnih umov prisutnosti inshih organizmiv tosho i mozhut isnuvati tilki v pevnih chasto vuzkih mezhah zmini cih faktoriv Napriklad skupchennya morskih riboyidnih ptahiv svidchit pro pidhid kosyakiv rib Specifichni organizmi planktonu i bentosu vkazuyut na pohodzhennya vodnih mas i techij harakterizuyut pevni parametri seredovisha prozhivannya solonist temperaturu tosho Lishajniki i deyaki ye bioindikatorami chistoti povitrya Ryad gruntovih mikroorganizmiv i indikatorni roslini sluzhat bioindikatorami pri poshukah riznih korisnih kopalin Za kompleksami gruntovih tvarin mozhna viznachati tipi gruntiv i yih zmini pid vplivom gospodarskoyi diyalnosti lyudini Lokalni vnutrishnovidovi ugrupuvannya u bagatoh tvarin napriklad u rib harakterizuyutsya v zalezhnosti vid rajonu prozhivannya riznimi kompleksami parazitiv indikatoriv Za dopomogoyu bioindikatoriv vstanovlyuyut vmist v substrati vitaminiv antibiotikiv gormoniv ta inshih biologichno aktivnih rechovin a takozh viznachayut intensivnist riznih himichnih rN vmist solej ta in i fizichnih radioaktivnist ta in faktoriv seredovisha Vazhlivij aspekt zastosuvannya bioindikatoriv ocinka z yih dopomogoyu stupenya zabrudnennya navkolishnogo seredovisha postijnij kontrol monitoring jogo yakosti i zmin Zazvichaj roslini bioindikatori vikoristovuyutsya dlya ocinki zabrudnennya povitrya a tvarini bioindikatori vodi Pri ekologichnomu monitoringu vikoristannya bioindikatoriv chasto daye bilsh cinnu informaciyu nizh kolishnya ocinka zabrudnennya priladami tak yak bioindikator reaguye vidrazu na ves kompleks zabrudnen Krim togo mayuchi pam yat voni svoyimi reakciyami vidobrazhayut zabrudnennya za trivalij period Na listkah derev pri zabrudnenni atmosferi z yavlyayutsya nekrozi vidmirayuchi dilyanki Po prisutnosti deyakih stijkih do zabrudnennya vidiv ta vidsutnosti nestijkih vidiv napriklad lishajnikiv viznachayetsya riven zabrudnennya atmosferi mist Zdatnist deyakih vidiv bioindikatoriv akumulyuvati zabrudnyuyuchi rechovini dozvolila Shveciyi viyaviti naslidki avariyi na Chornobilskij AES pri analizi lishajnikiv Bereza i osika mozhut signalizuvati pro pidvishenij vmist bariyu ta stronciyu v navkolishnomu seredovishi neprirodno zelenim kolorom listya Analogichno v areali rozsiyuvannya uranu navkolo rodovish pelyustki ivan chayu stayut bilimi v normi rozhevi u lohini temno sini plodi nabuvayut bilij kolir i t d Dlya viyavlennya zabrudnyuyuchih rechovin vikoristovuyutsya rizni vidi biologichnih indikatoriv dlya zagalnogo zabrudnennya lishajniki i mohi dlya zabrudnennya vazhkimi metalami sliva i kvasolya dioksidom sirki yalina i lyucerna amoniakom sonyashnik sirkovodnem shpinat i goroh policiklichnimi aromatichnimi vuglevodnyami PAV nedotorka ta in Vikoristovuyutsya i tak zvani zhivi priladi roslini indikatori visadzheni na gryadkah pomisheni v vegetacijni sudini abo v specialni korobochki v ostannomu vipadku vikoristovuyutsya mohi korobochki z yakimi nazivayutsya biometrami Zhivi priladi vstanovlyuyut v najzabrudnenishih chastinah mista Pri ocinci zabrudnennya vodnih ekosistem yak bioindikatori mozhut vikoristovuvatisya vishi roslini abo mikroskopichni vodorosti organizmi zooplanktonu infuzoriyi tufelki i zoobentosu molyuski ta in U serednij smuzi u vodojmah pri zabrudnenni vodi rozrostayetsya kushir rdest plavayuchij ryaska a v chistij vodi i salviniya Za dopomogoyu biologichnih indikatoriv mozhna ocinyuvati zmini rezhimu zvolozhennya i t i U comu vipadku ves sklad fitocenozu vikoristovuyetsya yak bioindikator Kozhen vid roslin maye pevni mezhi poshirennya tolerantnosti po kozhnomu faktoru seredovisha i tomu sam fakt yih spilnogo zrostannya dozvolyaye dostatno povno ocinyuvati ekologichni faktori Shiroke poshirennya nabulo vikoristannya derev yak bioindikatoriv zmini klimatu ta rivnya zabrudnennya navkolishnogo seredovisha Vrahovuyetsya v roki koli vipadalo malo opadiv abo v atmosferi pidvishuvalasya koncentraciya zabrudnyuyuchih rechovin utvoryuvalisya vuzki kilcya Takim chinom na spili stovbura mozhna bachiti vidobrazhennya dinamiki ekologichnih umov Mozhlivosti ocinki seredovisha za roslinnosti vivchayutsya specialnim rozdilom botaniki Yiyi osnovnij metod vikoristannya ekologichnih shkal tobto specialnih tablic v yakih dlya kozhnogo vidu vkazani mezhi jogo poshirennya po faktoram zvolozhennya bagatstva gruntu zasolennya vipasu i t i U SRSR ekologichni shkali buli skladeni L G Ramenskim Rozrobleno rizni metodi bioindakacii kartuvannya chisla vidiv i stupenya proektivnogo pokrittya i porivnyannya z etalonom ekspoziciya v zabrudnenomu seredovishi roslin bioindikatoriv viroshenih v normalnih umovah analiz vidimih poshkodzhen organizmiv vmist zabrudnyuyuchih rechovin v organizmah u razi bioakumulyaciyi Zazvichaj bioindikatori vikoristovuyutsya pri velikomasshtabnih doslidzhennyah zabrudnen navkolishnogo seredovisha U bilshosti vipadkiv zbirayutsya bazovi dani pro biotichni umovi v mezhah poperedno viznachenoyi etalonnoyi dilyanki Etalonni dilyanki povinni harakterizuvatisya neznachnim abo vidsutnim zovnishnim vtruchannyam napriklad antropogennim vplivom zminami u zemlekoristuvanni invazijnimi vidami Biotichni umovi konkretnogo indikatornogo vidu vimiryuyutsya yak na etalonnij dilyanci tak i v doslidzhuvanomu regioni z plinom chasu Dani zibrani v doslidzhuvanomu regioni porivnyuyutsya z analogichnimi danimi zibranimi na etalonnij dilyanci dlya togo shob zrobiti visnovok pro vidnosnij ekologichnij stan abo cilisnist doslidzhuvanogo regionu Div takozhBioindikaciya Roslini indikatori Monitoring IndikatorLiteraturaViktorov S V Vostokova E A Vyshivkin D D Vvedenie v indikacionnuyu geobotaniku M Nauka 1962 PosilannyaBiologichni indikatori navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 22 23 Vidi indikatori navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 34 Gazochutlivist roslin navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 44 Viktorov S V Vostokova E A Vyshivkin D D Vvedenie v indikacionnuyu geobotaniku 1962Primitki