נעשה שימוש בשיטות שונות במחקר סביבתי. אחד מהם עשוי להיות ביואינדיקציה. גישה זו כוללת חקר מצבם של אורגניזמים חיים מסוימים כדי לקבל מידע על בית הגידול שלהם. כדי להבין את התכונות של ביצוע מחקרים כאלה, יש לשקול מהו ביואינדיקטור. זה יספק את המידע הדרוש על מתודולוגיית מחקר כזו.
הגדרה כללית
אינדיקטור ביולוגי הוא אורגניזם חי, ואולי מין או קהילה שלמים שחיים במערכת אקולוגית מסוימת ויכולים לשמש כהשתקפות של מצבו. זאת ועוד, במהלך המחקר נאמדים מספר הפרטים באוכלוסייה, מצבם והתנהגותם. על סמך המידע המתקבל, ניתן לשפוט הימצאות של מזהמים, רעלים, חומרים מסרטנים וכדומה בבית הגידול הטבעי.
אינדיקטורים ביולוגיים הם צמחים או בעלי חיים שמצבם תלוי ישירותהסביבה שלהם. לשימוש בטכניקה כזו במהלך הלימוד יש יתרונות רבים. לפעמים אפשר לקבל את המידע הדרוש על מצב הסביבה רק על בסיס ביואינדיקטורים. חיסכון בכסף ובזמן בניתוחים פיזיקליים וכימיים מורכבים הוא יתרון מובהק.
ביואינדיקטורים - צמחים ובעלי חיים המסכמים נתונים חשובים על מזהמים, קצב השינוי. הם מאפשרים לקבוע את מקום ההצטברות ודרכי הכניסה של חומרים מזיקים, את מידת וחומרת ההשפעה של רעלים על יצורים חיים, כולל בני אדם.
במהלך המחקר, הביוקנוזה של אינדיקטורים כאלה מוערכת. יחד עם זאת, שני נציגי החי והצומח מעניינים עבור החוקרים. במהלך התצפיות ניתן להעריך את מידת החשיפה הכרונית לרעלים גם בריכוזים נמוכים. הם משפיעים על התפקודים והמצב הכללי של האיברים הפנימיים של בעלי החיים, חלקים סימטריים של הגוף והיחסים ביניהם.
טיפולוגיה
ביואינדיקטורים - צמחים ובעלי חיים שחיים במים, באוויר, באדמה. אורגניזמים כאלה יכולים להיות חיידקים או אצות, כמו גם חסרי חוליות, כגון סרטנים, ריסים, רכיכות. ניתן להשתמש בנתונים על דגים, בעלי חיים במהלך המחקר.
אינדיקטורים ביולוגיים של אדמה הם לרוב צמחים הגדלים בטבע. על פי מצבם, ניתן לקבוע את החומציות, יכולת הלחות, הצפיפות והטמפרטורה של הקרקע. כמו כן, לפי הופעת צמחים מסוימים, אפשר לקבוע את תכולת החמצן באדמה, את הכמותחומרים מזינים, כמו גם מלחים ומתכות כבדות.
עצים מחטניים יכולים לספק מידע על הקרקע לאורך כל השנה. במקרה זה, לא רק אינדיקטורים מורפולוגיים משמשים, אלא גם מספר שינויים ביוכימיים. זה מאפשר לך לקבל מידע אמין. תווים מורפולוגיים משתנים לפעמים.
אז, למשל, סרפד רגיל יכול להדגים כמה סידן יש באדמה. חלק מהצמחים הם גלופילים. הם אוהבים קרקעות מלוחות. אם הם גדלים באזור נתון, תוך התיישבות פעילה של טריטוריות, אז האדמה מומלחת בהדרגה.
כדי להעריך את מצב המים, מחקרים מבוצעים על אינדיקטורים ביולוגיים כגון זחלים של חרקים מסוימים, סוגים מסוימים של אצות, סרטנים גבוהים יותר, חיידקים זוהרים.
אזובים וחזזיות יכולים להיות אינדיקטורים ביולוגיים באוויר. התכונות הפיזיות שלהם משתנות מאוד בהתאם לתנאי הגידול.
תכונות לבחירה
צמחים וביואינדיקטורים של בעלי חיים נבחרים למחקר על פי עיקרון מסוים. הוא נוסח על ידי אחד האקולוגים האמריקאים המפורסמים ביותר יו. אודום. הוא מציע לקחת בחשבון את ההצהרות הבאות במהלך בחירת הביואינדיקטורים:
- ישנם מינים סטנוטופיים ואיוריטופיים של אורגניזמים חיים. הראשונים מסוגלים לחיות רק בתנאים מסוימים, ולכן היקפם מוגבל. מינים Eurytopic מופצים באופן נרחב בטבע, יש סיבולת אקולוגית. לכן, הם פחות מתאימים למחקר מאשר מינים סטנוטופיים.
- סוגים גדולים יותר של ביואינדיקטורים נחקרים לעתים קרובות יותר מאשר קטנים. זה מוסבר על ידי קצב התחלופה בביוצנוזיס. הוא גבוה יותר במינים קטנים, כך שבזמן המחקר הם עלולים לא להיכנס לדגימה, במיוחד בתהליך של ניתוח בתדירות ארוכה.
- כדי לבחור מין או קבוצתו למחקר, יידרש מידע ניסיוני ושטח על הערכים המגבילים של גורם מסוים. במקביל, נלקחות בחשבון תגובות פיצוי אפשריות של הביואינדיקטור, סובלנות מינים.
- השיעור של אוכלוסיות, מינים או קהילות שונות מעיד יותר ולכן משמש כאינדיקטור אמין. רק מין אחד אינו יכול להעביר באופן מלא את היקף השינויים הסביבתיים. שינויים כאלה צריכים להיחשב כמכלול, ולא רק בכיוון אחד.
כדאי לציין גם שהאינדיקטורים הביולוגיים הטובים ביותר הם מינים הנותנים מענה מיידי, כמו גם מהימנות המידע המסופק. השגיאה לא תעלה על 20%. כמו כן, בעזרת ביואינדיקטורים כאלה, זה אמור להיות קל להשיג את המידע הדרוש. המין חייב להיות נוכח כל הזמן בטבע כדי שהחוקר יוכל להעריך את מצבו בכל עת.
זנים
ישנם סוגים וסוגים שונים של ביואינדיקטורים. ניתן לחלק את כל האורגניזמים החיים המתאימים למחקר כזה לשתי קבוצות:
- רישום.
- צבר.
במקרה הראשון, אורגניזמים חיים מגיבים לשינויים בסביבה בשינויגודל אוכלוסייה. הם יכולים גם לשנות את הפנוטיפ, הפרעות סומטיות או נזק לרקמות. עלולים להופיע עיוותים שונים, קצב הגדילה משתנה. ייתכן גם שיהיו סימנים אחרים שנראים לעין.
לדוגמה, רישום ביואינדיקטורים הם חזזיות, מחטי עצים. נמק, כלורוזיס, יובש מופיעים עליהם. רישום ביואינדיקטורים לא תמיד מאפשר לקבוע את הגורמים לשינויים שהתרחשו. במקרה זה, יידרש מחקר נוסף כדי לקבוע מדוע השתנו האוכלוסייה, המראה הסופי, התפוצה בטבע וכו'. שינויים כאלה יכולים להיות תוצאה של תהליכים שונים.
אורגניזמים-ביואינדיקטורים יכולים להיות מסוג מצטבר. הם מרכזים רעלים, זיהום בתוך גופם, ברקמות, חלקי גוף או איברים שונים. במהלך המחקר נקבעת מידת הזיהום הסביבתי לאחר ניתוח כימי. לדוגמה, קונכיות של סרטנים, זחלי חרקים, כמו גם כמה איברים של יונקים (מוח, כליות, טחול, כבד וכו'), טחבים יכולים להיות אינדיקטור ביולוגי מצטבר.
אורגניזמים חיים מגיבים מיד לכל מכלול החומרים המזיקים הנכנסים לסביבה. לכן, טכניקה כזו אינה מאפשרת לקבוע את הריכוז המדויק של רעלן בודד. אך יחד עם זאת, היתרון בשימוש ביואינדיקציה מאפשר לקבוע בדיוק כיצד, כמה זיהום משפיע על האוכלוסייה.
בדיקת אורגניזמים
האורגניזם הנבדק יכול להיות אינדיקטור ביולוגי של הסביבה. מדובר בנציגי החי או הצומח המשמשים במסגרת בקרת איכות התנאים הסביבתיים במעבדה. הם מבצעים ניסויים מתאימים. זה יכול להיות, למשל, חד-תאיים, פרוטוזואים, פרוקי רגליים. צמחים כגון טחבים או צמחים פורחים יכולים להיות גם אורגניזמים נבדקים.
התכונה העיקרית של אורגניזמים כאלה היא האפשרות להשיג תרבויות מצמחים או בעלי חיים הומוגניים מבחינה גנטית. במקרה זה, אב הטיפוס מושווה עם הבקרה. זה מאפשר לך לקבל מידע אמין על הגורם המטריד. אחרת, עקב הבדלים אינדיבידואליים נורמליים בין אנשים, לא ניתן יהיה להשיג תוצאה מהימנה.
שיטות ניתוח
ביואינדיקטורים וזיהום סביבתם נבדקים על ידי ניתוח השוואתי עם דגימת בקרה. עשויות להיות גישות שונות לכך.
השיטה הראשונה כוללת השוואת המאפיינים התואמים מחוץ לאזור ההשפעה. כך, למשל, צמחים הגדלים באזור הזיהום התעשייתי מושווים לגידולים שגדלו מחוץ לאזור של השפעה אנתרופוגנית.
הטכניקה השנייה כוללת השוואת המדגם לתוצאות הניסוי. חלק אחד של מפעלי הבדיקה בא במגע בתנאי מעבדה עם אוויר, אדמה, מים מזוהמים, והחלק השני - עם מדיה נקייה.
כאשר משתמשים בשיטה השלישית, משתמשים בסטנדרטים היסטוריים להשוואה. זה יהיה שימושי, למשל, מתיחקר הערבה האירופית. כיום, מערכת אקולוגית זו כמעט איבדה את המראה המקורי שלה. עם איך שהערבה נראתה בעבר היא מושווה בהווה.
הטכניקה הרביעית משתמשת בשליטה. מדובר בסוג מסוים של תלות, שהסטייה ממנה נחשבת כהפרה. לדוגמה, עבור קהילות מינים לא מופרעים, נבנה גרף מתאים. אם נצפו סטיות כלשהן, הדבר יהיה מורגש מיד בעת השוואת שתי העקומות.
שיטות ביולוגיות
אינדיקטורים ביולוגיים בטבע נלמדים בעזרת ניטור סביבתי מתאים. זה מתבצע הן ברמת המיקרו והן ברמת המאקרו. מחקרים ביואינדיקטיביים יכולים להיות ביו-קנוטיים ומינים. במקרה השני, נבדקים נוכחות של אורגניזם בסביבה ותדירות התרחשותו. ניתן ללמוד גם תכונות פיזיולוגיות, ביוכימיות, אנטומיות ומורפולוגיות של הביואינדיקטור.
במהלך מחקר ביו-קנוטי, מגוון המינים נלקח בחשבון באמצעות מערכת של אינדיקטורים מתאימים, כמו גם פריון קהילתי.
בהתאם להשפעה של גורמים שונים על המערכת, ניטור ביואינדיקציה יכול להיות ספציפי ולא ספציפי. הם חוקרים את התגובות של מין להופעת זיהום, רעלים בבית הגידול שלהם. עם אינדיקציה ביולוגית לא ספציפית, אותה תגובה יכולה להיגרם על ידי גורמים שונים. אם השינויים המתרחשים נובעים מהשפעה של גורם אחד בלבד, אנחנו מדברים על אינדיקציה ספציפית.
אז, למשל, עצי מחט וחזזיותיכולים לספק מידע על טוהר האוויר באזור, נוכחות של זיהום תעשייתי בבתי הגידול שלהם. הרשימה של מיני צמחים ובעלי חיים החיים בקרקעות ספציפית לסוגי קרקע שונים. אם מתרחשים שינויים בקבוצות הללו, נוכל לדבר על זיהום קרקע בכימיקלים או שינוי במבנה שלה עקב פעילות אנושית.
היום מאמינים שמחקרים אינסטרומנטליים נמצאים בשימוש היעיל ביותר בשילוב עם ביואינדיקטורים. סימביוזה כזו מספקת את המידע השלם והאמין ביותר על מצב האוכלוסייה, ההשפעה של גורמים שליליים עליה.
אינדיקציה ביולוגית לקרקע
באמצעות ביואינדיקטורים בחקר זיהום הקרקע, ניתן לקבל תוצאות מהימנות. צמחים מספקים מידע על פוריות הקרקע. ניתוח מלא של הרכב הקרקע דורש הרבה זמן ומאמץ. האדמה נחשבת פורייה אם צומחים עליה סרפדים, פטל, סתמית, ולריאן וכו'. צמחים אלו אינם שורדים על אדמה דלה.
אנג'ליקה, עשב ריאות, דג אחו וכו' נותנים אדמה פורייה בינונית. טחבי כבול, חזזיות, חמוציות, ציפורן גדלים על אדמה דלה.
בנוסף לאינדיקטור הפוריות, ניתן לקבוע את הרכב הקרקע גם מצמחים. נוכחות של כמות גדולה של חנקן היא עדות על ידי צמחים כגון עשב חיטה, פטל, cinquefoil אווז, knotweed וכו 'צבעם של צמחים כאלה יהיה ירוק בהיר. אם הוא חיוור, אז יש מעט חנקן באדמה. הצמחים צמצמו את ההסתעפות ואת מספר העלים.
מספר אחריםניתן לקבוע מינרלים, חומציות ותכונות אחרות של הקרקע באדמה באמצעות ביואינדיקטורים.
אינדיקציה ביולוגית אוויר
אינדיקטור ביולוגי הוא אורגניזם חי שמשנה באופן משמעותי את איכויותיו כאשר מתרחשות סטיות בסביבה. בעזרתם תוכלו לקבוע אם האוויר מזוהם. פיטוצנוזיס מושפע מאוד ממזהמים כמו תחמוצת חנקן, דו תחמוצת הגופרית, פחמימנים וכו'.
עמידות הצמחים לרעלנים כאלה שונה. אפילו כמות קטנה של דו תחמוצת הגופרית באוויר קל לקבוע בעזרת חזזיות. בקרב צמחים ניתן לקבוע את התכולה המוגברת של מזהמים מסוג זה על ידי עצים מחטניים.
חיטה, אשוח, תירס, אשוח, תותי גינה וכו' רגישים לתכולת מימן פלואוריד באוויר, מימן כלורי וכו'.
אינדיקציה ביולוגית מים
לבקרת איכות מים, אינדיקציה ביולוגית היא אחת השיטות הטובות ביותר. בניגוד לשיטות כימיות ופיזיקליות של ניטור, גישה זו היא האובייקטיבית ביותר. ציוד מיוחד מסוגל לעקוב רק אחר סוגים מסוימים של זיהום. אינדיקציה ביולוגית חושפת מידע מלא על מצב הסביבה המימית שמסביב.
ניטור מאפשר לך להעריך לאילו אזורי פעולה מאגר מתאים. אחת הדרכים הפשוטות ביותר להצביע על מים היא שימוש בתרביות שמרים. מתבצעת הערכה נפלומטרית של עכירות הנוזל. זה תלוי בכמות השמרים בדוגמא. אם מים מעכבים את התפתחותם, הדגימה תהיה קלה יותר מדגימת הביקורת.
דגים יכולים גםלשמש כאינדיקטור ביו. הם צוברים רעלים בגופם. כתוצאה מכך, ניתן לקבוע אילו תכונות מאפיינות את המים בנהר או באגם על ידי הערכה ויזואלית של מצב הדגים.
