BIOINDIKÁTOROK: JELLEMZŐK ÉS TÍPUSOK - KÖRNYEZET - 2026

A biomarkerek biológiai folyamatok, közösségek vagy fajok, amelyek célja a környezet minőségének és dinamikájának időbeni értékelése. Ezeket az emberi tevékenységek ökoszisztémákra gyakorolt ​​hatásainak felmérésére használják, a biota által a generált stresszre adott válaszok tanulmányozása révén.

Figyelembe kell vennünk, hogy minden tevékenység környezeti hatást fejt ki, amely pozitív vagy negatív is lehet. Az emberi tevékenység azonban szinte kizárólag negatív környezeti hatásokat váltott ki, amelyek befolyásolják az ökoszisztémákat és azok biótáját.

1. ábra. Kanárium, a bányákban mérgező gázok bioindikátoraként használt madár. Forrás: pixabay.com

Az emberi tevékenységek által okozott környezeti károk között szerepel a kibocsátásokkal történő szennyezés és az ipari vagy városi szilárd hulladékok, többek között a természeti erőforrások kimerülése a túlzott kiaknázás miatt.

Mindezek a hatások stresszt generálnak a meglévő biótában, és ezért antropogén stressz tényezőknek nevezik őket, hogy megkülönböztessék őket a természetes stressztól, például az intenzív aszály időszakai vagy az éghajlati hatások miatt bekövetkező hőmérsékleti változások.

A bioindikátorok kifejlesztése és alkalmazása az 1960-as években jelent meg, és azóta repertoárjuk kibővült az antropogén stresszorok hatására a vízi és a szárazföldi környezetek vizsgálata során.

A bioindikátorok lehetővé teszik a kémiai-fizikai környezeti változások megfigyelését, az ökológiai folyamatok megfigyelését, a szennyező anyagok közvetlen vagy közvetett észlelését, és általában a környezeti változások észlelését.

A bioindikátorok általános jellemzői

A bioindikátornak, legyen az biológiai folyamat, közösség vagy faj, függetlenül attól, hogy milyen környezeti változást végez, és a kérdéses földrajzi régiót, bizonyos jellemzőknek meg kell felelniük:

- Érzékenynek kell lennie a zavarokra vagy a stresszre, de nem halhat meg és nem tűnik el ettől. A bioindikátor fajoknak vagy közösségeknek közepes mértékben kell tolerálniuk a környezeti változékonyságot.

- Lehetővé kell tenni a stresszre adott válasz mérését. Az egyén belüli biológiai folyamatok bioindikátorokként is működhetnek.

-A válaszodnak reprezentatívnak kell lennie az egész ökoszisztéma, populáció vagy faj vonatkozásában.

-A reagálásnak a szennyezés vagy a környezet romlása mértékének megfelelően kell történnie.

- Bőségesnek és általánosnak kell lennie, megfelelő népsűrűséggel kell rendelkeznie a vizsgált területen. Ezenkívül viszonylag stabilnak kell lennie, legyőzve a mérsékelt éghajlati és környezeti eltéréseket.

- Információnak kell lennie a bioindikátorról, annak ökológiájáról és élettörténetről, valamint jól dokumentált és stabil taxonómiáról. Ezenkívül a mintavételnek egyszerűnek és olcsónak kell lennie.

- Más célokra állami, gazdasági és kereskedelmi jelentőséggel kell bírnia.

Az egyének bioindikátorként történő használata esetén figyelembe kell venni életkorukat és genotípusos változásaikat. Azt is ellenőrizni kell, hogy más környezeti tényezők nem zavarják-e a vizsgálatot, és az információkat kiegészítik a környezeti toxikológiai vizsgálatokkal.

A bioindikátorok típusai

A bioindikátorok osztályozása attól a jellemzőktől függ, amelyeket ki kell emelni az osztályozási rendszerben. Például a bioindikátorokat összetettségük szerint osztályozhatjuk bioindikátor fajokba, közösségekbe vagy ökoszisztémákba. De osztályozhatjuk őket is a megfigyelt környezet szerint.

Bioindikátor fajok

Minden létező faj (vagy fajcsoportok) korlátozott fizikai, kémiai és biológiai környezeti feltételeket tolerálnak. Ez a szolgáltatás felhasználható a környezeti minőség felmérésére.

Például az Egyesült Államok nyugati részén a hideg vízfolyásokban élő pisztráng tolerál 20 és 25 ° C közötti hőmérsékletet, ezért ez a hőérzékenység felhasználható a víz hőmérsékletének bioindikátoraként.

Ugyanez a pisztráng sejtes szinten reagál a víz hőmérsékletének emelkedésére (a környező erdők égésével és fakitermelésével). Ezekben az esetekben hő-sokk fehérjét szintetizálnak, amely megvédi a sejteket a megnövekedett hőmérséklet hatásaitól.

Ezen hősokkfehérjék mennyiségi meghatározása lehetővé teszi a pisztráng hőstresszének mérését, és a víztest körülvevő erdők kivágása és égése következtében bekövetkező környezeti változások közvetett értékelését.

Bioindikátor közösségek

A teljes közösség, amely a sokféle toleranciatartománytól függ a különféle környezeti tényezőkig, bioindikátorként szolgálhat a környezeti állapot komplex és holisztikus megközelítés alapján történő értékeléséhez. Ezek a tanulmányok több környezeti változó elemzésének felhasználását foglalják magukban.

Bioindikátor ökoszisztémák

Az ökoszisztéma-szolgáltatások, például a tiszta víz és a levegő, a növények beporzóinak elvesztését az ökoszisztéma egészségi mutatójának tekintik.

Például a beporzó méhfajok elvesztését a környezeti egészségkárosodás mutatójának tekintik, mivel érzékenyek a nehézfémek, peszticidek és radioaktív anyagok jelenlétére.

Bioindikátorok a megfigyelt környezetnek megfelelően

Mint fentebb jeleztük, a bioindikátorokat annak a környezetnek a alapján is lehet besorolni, amelytől információt szolgáltatnak. Ezt az osztályozást követően a levegő, a víz és a talaj minőségének bioindikátorai vannak.

A levegőminőség bioindikátorai

A levegőminőség bioindikátorai között szerepelnek azok a szervezetek, amelyek érzékenyek bizonyos gázok koncentrációjának változásaira.

Például a zuzmók (a gombák, a mikroalgák és / vagy a cianobaktériumok közötti szimbiotikus társulások) és a sárgarépa nagyon érzékenyek a légköri gázokra, mivel a testükön keresztül felszívják őket.

Ezeknek az organizmusoknak nincs kutikulája vagy gyökere, és nagy felületi / térfogatarányuk elősegíti a légköri szennyező anyagok, például a kén-dioxidok abszorpcióját és felhalmozódását. Ezért annak bizonyos területeken való eltűnése a rossz levegőminőséget jelzi.

Másrészt vannak zuzmók (például Lecanora conizaeoides), amelyek jelenléte a rossz levegőminőségre utal.

2. ábra. Zuzmó Lecanora conizaeoides. Forrás: Jerzy Opioła, a Wikimedia Commons-ból. Egy másik példa a Kanári-szigetek régóta történő használata a nem biztonságos körülmények bioindikátoraiként az Egyesült Királyság földalatti szénbányáiban, köszönhetően a szén-monoxid (CO ₂) és a metángáz kis koncentrációinak akut érzékenységének. (CH ₄).

Ez az érzékenység annak a ténynek köszönhető, hogy a kanári-szigetek alacsony tüdőkapacitással és egyirányú szellőzőrendszerrel rendelkeznek. Ezért a Kanári-szigetek sokkal érzékenyebbek, mint az emberek a káros gázokra.

A vízminőség bioindikátorai

A vízminőség bioindikátorai között szerepelnek többek között a bakteriális mikroorganizmusok, protozoák, makró gerinctelenek, algák és mohák; érzékeny a mérgező szennyező anyagok jelenlétére.

Például, a folyóban található különböző vízi makró-gerinctelen taxonok közösségeinek ökológiai és biodiverzitási mutatója. Minél nagyobb a taxonok száma, annál jobb a víztest egészsége.

A folyók állapotának egyéb bioindikátorai a vidrák, mivel gyorsan elhagyják a víztesteket kis mennyiségű szennyező anyaggal. Jelenléte aztán a folyó jó állapotát jelzi.

A tengeri szivacsokat többek között nehézfémek, például higany és kadmium, valamint székletanyagok bioindikátoraiként használják. A szivacsok eltűnésének észlelése a tengeri vizekben jelzi a vízminőség romlását.

Az algák sűrű koncentrációban való jelenléte a víztestben az oldott foszfor és nitrogén magas szintjére utal, amelyek a vízbe öntött műtrágyákból származhatnak. A kibocsátott műtrágyák tápanyagok felhalmozódását és a vizes közeg eutrofizációját eredményezik.

Talajminőségű bioindikátorok

A talaj minőségének mutatóiként megemlíthetjük ennek az élőhelynek a biota egy részét, azaz néhány növényt, gombát és baktérium-mikroorganizmust.

Ha konkrét követelményeket támasztanak fenn a túlélés érdekében, ezek az organizmusok mutatják e feltételek fennállását.

Például a földigiliszták a talajminőség bioindikátorai, mivel egyes fajok, például az Eisenia fetida és az E. andrei érzékenyek többek között a peszticidekre, az olajszármazékokra és a nehézfémekre. Ezeket a bioindikátorokat a talaj toxicitási vizsgálata során használják.

Irodalom

1. Celli, G. és Maccagnani, B. (2003). Mézelő méhek mint a környezetszennyezés bioindikátorai. Insektológiai Közlemény 56 (1): 137-139.
2. Conesa Fdez-Vítora, V. (2010). a környezeti hatásvizsgálat módszertani útmutatója. Negyedik kiadás. Editions Mundi-Prensa. 864. o.
3. Gadzala-Kopciuch, R., Berecka, B., Bartoszewicz, J. és Buszewski, B. (2004). Néhány megfontolás a bioindikátorokról a környezeti monitoringban. Polish Journal of Environmental Studies, 13. kötet, 5. szám, 453-462.
4. Market, BA, Breure, AM és Zechmeister, HG (2003). A környezet bioindikációjának / biomonitoringjának meghatározása, stratégiája és alapelvei. In: Bioindikátorok és biomonitorok. Market, BA, Breure, AM és Zechmeister, HG szerkesztők. Elsevier Science Ltd.
5. Markert, B. (2007). Meghatározások és alapelvek a környezetben található nyomelek bioindikációjára és biomonitoringjára. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 21, 77–82. doi: 10.1016 / j.jtemb.2007.09.015