Diferentes métodos são usados na pesquisa ambiental. Uma delas pode ser a bioindicação. Essa abordagem envolve estudar o estado de certos organismos vivos para obter informações sobre seu habitat. Para entender as características da realização de tais estudos, deve-se considerar o que é um bioindicador. Isso fornecerá as informações necessárias sobre essa metodologia de pesquisa.
Definição geral
Um bioindicador é um organismo vivo, e possivelmente toda uma espécie ou comunidade que vive em um determinado sistema ecológico e pode servir como reflexo de seu estado. Além disso, durante o estudo, estima-se o número de indivíduos na população, sua condição e comportamento. Com base nas informações recebidas, é possível avaliar a presença de poluentes, toxinas, agentes cancerígenos, etc. no habitat natural.
Bioindicadores são plantas ou animais cuja condição depende diretamenteseu ambiente. O uso de tal técnica no decorrer do estudo tem muitas vantagens. Às vezes, é possível obter as informações necessárias sobre o estado do meio ambiente apenas com base em bioindicadores. Economizar dinheiro e tempo em análises físicas e químicas complexas é uma vantagem definitiva.
Bioindicadores - plantas e animais que resumem dados importantes sobre poluentes, a taxa de variação. Eles permitem que você determine o local de acúmulo e as formas de entrada de substâncias nocivas, o grau e a gravidade do efeito das toxinas nos seres vivos, incluindo humanos.
No decorrer da pesquisa, avalia-se a biocenose de tais indicadores. Ao mesmo tempo, ambos os representantes da fauna e da flora são interessantes para os pesquisadores. No decorrer das observações, é possível avaliar o grau de exposição crônica às toxinas mesmo em baixas concentrações. Afetam as funções e o estado geral dos órgãos internos dos animais, partes simétricas do corpo e suas proporções.
Tipologia
Bioindicadores - plantas e animais que vivem na água, ar, solo. Tais organismos podem ser bactérias ou algas, bem como invertebrados, como crustáceos, ciliados, moluscos. Dados sobre peixes, animais podem ser usados durante o estudo.
Bioindicadores de solo são na maioria das vezes plantas que crescem na natureza. De acordo com sua condição, é possível determinar a acidez, capacidade de umidade, densidade e temperatura do solo. Além disso, pela aparência de certas plantas, pode-se determinar o teor de oxigênio no solo, a quantidadenutrientes, assim como sais e metais pesados.
Árvores coníferas podem fornecer informações sobre o solo ao longo do ano. Nesse caso, não apenas indicadores morfológicos são usados, mas também várias alterações bioquímicas. Isso permite que você obtenha informações confiáveis. Os caracteres morfológicos às vezes são variáveis.
Assim, por exemplo, as urtigas comuns podem demonstrar a quantidade de cálcio no solo. Algumas plantas são galófilas. Eles adoram solos salinos. Se eles crescem em uma determinada área, colonizando ativamente territórios, então a terra é gradualmente salgada.
Para avaliar o estado da água, são realizados estudos sobre bioindicadores como larvas de alguns insetos, certos tipos de algas, crustáceos superiores, bactérias luminosas.
Musgos e líquenes podem ser bioindicadores do ar. Suas qualidades físicas variam muito dependendo das condições de crescimento.
Recursos de escolha
Plantas e bioindicadores animais são selecionados para pesquisa de acordo com um determinado princípio. Foi formulado por um dos mais famosos ecologistas americanos Yu. Odum. Ele propõe levar em consideração as seguintes afirmações durante a seleção de bioindicadores:
- Existem espécies estenotópicas e euritópicas de organismos vivos. Os primeiros são capazes de viver apenas sob certas condições, de modo que seu alcance é limitado. Espécies euritópicas são amplamente distribuídas na natureza, possuem resistência ecológica. Portanto, eles são menos adequados para pesquisa do que as espécies estenotópicas.
- Tipos maiores de bioindicadores são estudados com mais frequência do que os pequenos. Isso é explicado pela taxa de rotatividade na biocenose. É maior em espécies pequenas, portanto no momento do estudo elas podem não entrar na amostra, principalmente no processo de análise com longa frequência.
- Para selecionar uma espécie ou seu grupo para pesquisa, serão necessárias informações experimentais e de campo sobre os valores limites de um determinado fator. Ao mesmo tempo, possíveis reações compensatórias do bioindicador, tolerância da espécie são levadas em consideração.
- A proporção de diferentes populações, espécies ou comunidades é mais indicativa e, portanto, é usada como um indicador confiável. Apenas uma espécie não pode transmitir totalmente a escala das mudanças ambientais. Tais mudanças precisam ser consideradas como um todo, e não apenas em uma direção.
Vale destacar também que os melhores bioindicadores são as espécies que proporcionam uma resposta imediata, bem como a confiabilidade das informações fornecidas. O erro não deve exceder 20%. Além disso, com a ajuda de tais bioindicadores, deve ser fácil obter as informações necessárias. A espécie deve estar constantemente presente na natureza para que o pesquisador possa avaliar sua condição a qualquer momento.
Variedades
Existem diferentes tipos e tipos de bioindicadores. Todos os organismos vivos adequados para tal pesquisa podem ser divididos em dois grupos:
- Registro.
- Acumulativo.
No primeiro caso, os organismos vivos reagem às mudanças no ambiente mudandotamanho da população. Eles também podem alterar o fenótipo, distúrbios somáticos ou danos nos tecidos. Várias deformidades podem aparecer, a taxa de crescimento muda. Outros sinais altamente visíveis também podem estar presentes.
Por exemplo, registrar bioindicadores são líquens, agulhas de árvores. Necrose, clorose, secura aparecem neles. O registro de bioindicadores nem sempre permite estabelecer as causas das alterações ocorridas. Nesse caso, pesquisas adicionais serão necessárias para determinar por que a população, aparência final, distribuição na natureza etc. mudaram. Tais mudanças podem ser o resultado de vários processos.
Organismos-bioindicadores podem ser do tipo acumulativo. Eles concentram toxinas, poluição dentro de seu corpo, em diferentes tecidos, partes do corpo ou órgãos. Durante o estudo, o grau de poluição ambiental é determinado após análise química. Por exemplo, conchas de crustáceos, larvas de insetos, assim como alguns órgãos de mamíferos (cérebro, rins, baço, fígado, etc.), musgos podem ser um bioindicador acumulativo.
Os organismos vivos reagem imediatamente a todo o complexo de substâncias nocivas que entram no meio ambiente. Portanto, tal técnica não permite estabelecer a concentração exata de uma única toxina. Mas, ao mesmo tempo, a vantagem de usar a bioindicação permite determinar exatamente como, quanta poluição afeta a população.
Organismos de teste
O organismo teste pode ser um bioindicador do ambiente. Estes são representantes da flora ou fauna que são usados no controle de qualidade das condições ambientais no laboratório. Eles realizam experimentos apropriados. Pode ser, por exemplo, unicelular, protozoário, artrópodes. Plantas como musgos ou plantas com flores também podem ser organismos de teste.
A principal característica desses organismos é a possibilidade de obter culturas de plantas ou animais geneticamente homogêneos. Neste caso, o protótipo é comparado com o controle. Isso permite que você obtenha informações confiáveis sobre o fator perturbador. Caso contrário, devido às diferenças individuais normais entre os indivíduos, não será possível obter um resultado confiável.
Métodos de análise
Bioindicadores e contaminação de seu ambiente são examinados por análise comparativa com uma amostra de controle. Pode haver diferentes abordagens para isso.
O primeiro método envolve a comparação das características correspondentes fora da área de influência. Assim, por exemplo, plantas cultivadas na zona de poluição industrial são comparadas com culturas que cresceram fora da área de influência antropogênica.
A segunda técnica envolve a comparação da amostra com os resultados do experimento. Uma parte das plantas de teste entra em contato em condições de laboratório com ar poluído, solo, água e a segunda parte - com mídia limpa.
Ao usar o terceiro método, os padrões históricos são usados para comparação. Isso seria útil, por exemplo, quandoexploração da estepe europeia. Hoje, esse ecossistema praticamente perdeu sua aparência original. É com a aparência da estepe no passado que ela é comparada no presente.
A quarta técnica usa controle. Este é um certo tipo de dependência, cujo desvio é considerado uma violação. Por exemplo, para comunidades de espécies não perturbadas, um gráfico correspondente é construído. Se algum desvio for observado, isso será imediatamente perceptível ao comparar as duas curvas.
Métodos de bioindicação
Bioindicadores na natureza são estudados com a ajuda de monitoramento ambiental adequado. É realizado tanto no nível micro quanto no macro. Os estudos bioindicativos podem ser biocenóticos e de espécies. No segundo caso, estuda-se a presença de um organismo no ambiente e a frequência de sua ocorrência. As propriedades fisiológicas, bioquímicas, anatômicas e morfológicas do bioindicador também podem ser estudadas.
No curso de um estudo biocenótico, a diversidade de espécies é levada em consideração usando um sistema de indicadores apropriados, bem como a produtividade da comunidade.
De acordo com o impacto de diversos fatores no sistema, o monitoramento da bioindicação pode ser específico e não específico. Eles estudam as reações de uma espécie ao aparecimento de poluição, toxinas em seu habitat. Com bioindicação inespecífica, a mesma reação pode ser causada por diferentes fatores. Se as mudanças que ocorrem são devidas à influência de apenas um fator, estamos falando de uma indicação específica.
Então, por exemplo, coníferas e líquenespodem fornecer informações sobre a pureza do ar na região, a presença de poluição industrial em seus habitats. A lista de espécies vegetais e animais que vivem em solos é específica para diferentes tipos de solo. Caso ocorram alterações nesses agrupamentos, podemos falar em contaminação do solo com produtos químicos ou alteração em sua estrutura devido a atividades humanas.
Hoje acredita-se que os estudos instrumentais são mais utilizados em combinação com bioindicadores. Essa simbiose fornece as informações mais completas e confiáveis sobre o estado da população, o impacto de fatores adversos sobre ela.
Bioindicação do solo
Usando bioindicadores no estudo da poluição do solo, é possível obter resultados confiáveis. As plantas fornecem informações sobre a fertilidade do solo. Uma análise completa da composição do solo requer muito tempo e esforço. O solo é considerado fértil se nele crescem urtigas, framboesas, celandinas, valerianas, etc. Essas plantas não sobrevivem em solos pobres.
Angélica, lungwort, festuca do prado, etc. dão solo moderadamente fértil. Musgos de turfa, líquens, cranberries, mirtilos crescem em solo pouco fértil.
Além do indicador de fertilidade, a composição do solo também pode ser determinada a partir de plantas. A presença de uma grande quantidade de nitrogênio é evidenciada por plantas como grama de trigo, framboesas, cinquefoil de ganso, knotweed, etc. A cor dessas plantas será verde brilhante. Se estiver pálido, há pouco nitrogênio no solo. As plantas reduziram a ramificação e o número de folhas.
Alguns outrosminerais, acidez e outras características do solo podem ser determinadas no solo usando bioindicadores.
Bioindicação aérea
Um bioindicador é um organismo vivo que muda significativamente suas qualidades quando ocorrem desvios no ambiente. Com a ajuda deles, você pode determinar se o ar está poluído. A fitocenose é muito afetada por poluentes como óxido de nitrogênio, dióxido de enxofre, hidrocarbonetos, etc.
A resistência das plantas a essas toxinas é diferente. Mesmo uma pequena quantidade de dióxido de enxofre no ar é fácil de determinar com a ajuda de líquenes. Entre as plantas, o aumento do teor desse tipo de poluente pode ser determinado pelas árvores coníferas.
Trigo, abeto, milho, abeto, morangos de jardim, etc. são sensíveis ao conteúdo de fluoreto de hidrogênio no ar, cloreto de hidrogênio, etc.
Bioindicação da água
Para o controle da qualidade da água, a bioindicação é um dos melhores métodos. Ao contrário dos métodos químicos e físicos de monitoramento, essa abordagem é a mais objetiva. Equipamentos especiais são capazes de rastrear apenas certos tipos de poluição. A bioindicação revela informações completas sobre o estado do ambiente aquático circundante.
O monitoramento permite avaliar para quais áreas de operação um reservatório é adequado. Uma das formas mais simples de bioindicar a água é usar culturas de levedura. É realizada uma avaliação nefelométrica da turbidez do líquido. Depende da quantidade de fermento na amostra. Se a água inibir seu desenvolvimento, a amostra será mais clara que a amostra de controle.
Peixes também podeser usado como bioindicador. Eles acumulam toxinas em seu corpo. Como resultado, é possível estabelecer quais qualidades caracterizam a água de um rio ou lago avaliando visualmente a condição dos peixes.
