Četné změny, které jsou v současnosti vytvářeny v ekosystémech, mimo jiné v důsledku znečištění ovzduší, odlesňování nebo eutrofizace vod, způsobují rozdíly v různých ekologických výklencích planety. Díky bioindikátorovým organismům je lze kvantifikovat.
Tyto variace lze analyzovat pomocí fyzikálně-chemických metod, které obvykle poskytují určité relevantní informace. Co se touto technikou nezíská, jsou informace o tom, jak tyto změny ovlivňují živé bytosti. K tomu slouží bioindikační organismy a zde vám o nich řekneme vše.
Co jsou bioindikační organismy?
Bioindikační organismy jsou všechny živé bytosti a jejich komunity schopné reagovat na různá narušení životního prostředí. Tyto odezvy se mohou vyskytovat jak na fyziologické, tak behaviorální úrovni a v důsledku akumulace znečišťujících látek a poskytují informace o ekologických charakteristikách životního prostředí nebo dopadech způsobených určitými procesy.
Charakteristika bioindikátorových druhů
Před studií s bioindikátory je nutné provést předběžné hodnocení, aby se vybral organismus, který nejlépe reaguje na typ environmentálního problému, jeho geografické a časové rozšíření. K tomu musí použité živé bytosti splňovat řadu požadavků, mezi něž patří následující:
- Buďte obzvláště citliví na narušení různých faktorů životního prostředí a nezahyňte kvůli tomu.
- Snadno se učit a dobře známý pro vědu.
- Vyskytuje se hojně ve všech možných biotopech.
- Mělo by být možné změřit vaši reakci na stres.
- Mělo by co nejvíce reprezentovat celý ekosystém.
Pokud se jako bioindikátoři používají jedinci ze specifické populace, je třeba vzít v úvahu jejich věk a genotyp. Navíc je nutné ověřit, že do studie a měření nezasahují další faktory prostředí. Za tímto účelem mohou být provedeny fyzikálně-chemické studie životního prostředí.
K čemu se používají bioindikační druhy?
Bioindikační organismy jsou zvláště užitečné v těchto třech situacích: když nelze změřit environmentální faktor – například pro rekonstrukci minulých environmentálních faktorů, neboli paleo – při biomonitoringu – když je indikovaný faktor obtížně měřitelný – a když environmentální faktor je obtížné interpretovat.
Ze všech těchto důvodů se bioindikátory používají hlavně v následujících případech:
- Posuďte účinky toxických látek: Bioindikační organismy mohou být užitečné při předpovídání budoucích škod po úniku toxických látek a často dokonce představují škodlivé účinky chemických látek s vlastní fyziologií.
- Vyhodnoťte dopad lidské činnosti: nepřítomnost, přítomnost nebo změny určitých druhů v případě antropogenního dopadu na ekosystém nám umožňují vyhodnotit účinek v dané oblasti.
- Varovat před změnami prostředí: citlivost bioindikačních organismů poskytuje včasné informace o změnách prostředí, což umožňuje předvídat možné důsledky konkrétní události.
- Vyhodnoťte druhovou bohatost: složitost ekosystémů a trofické vztahy často ztěžují posouzení změn v druhové bohatosti, ale pomocí bioindikátorů lze získaná data extrapolovat na rozmanitost prostředí.
Je třeba vzít v úvahu, že v mnoha případech nelze jediný druh, bez ohledu na to, jak reprezentativní je, extrapolovat na celou biotu místa. To je třeba vzít v úvahu při interpretaci dat.
Typy bioindikačních organismů
Bioindikátory můžeme klasifikovat několika způsoby. Jedním z nich je médium, které je studováno. Níže pokrýváme všechny možné organismy s těmito vlastnostmi.
Půdní bioindikátory
Různé lidské činnosti související s urbanistickým plánováním a využíváním zdrojů generovaly rozmanité variace a dopady na půdu. V důsledku toho došlo ke ztrátě stanovišť, ke změně hydrografie a eroze a ke kontaminaci mnoha substrátů. Pro hodnocení těchto dopadů vynikají tři bioindikační organismy:
- Houby: Tyto organismy se používají ke studiu především radioaktivity půdy.Plísně akumulují ve svých tkáních radionuklidy, které pak mohou být přeneseny do jiných potravních řetězců, jako jsou hlodavci nebo lidé. Z tohoto důvodu se provádějí kvalitativní studie jejich tkání, aby se ověřilo, zda mají akumulaci radioaktivity.
- Roztoči: Roztoči jsou hojní, reprezentativní a snadno se sbírají. Jsou citlivé na více kontaminantů a díky svému širokému geografickému rozšíření umožňují snadné srovnání jejich reakce v různých ekosystémech. Normálně jsou velmi citlivé na insekticidy, které způsobují pokles populace.
- Colémbolos: jsou jednou z nejdůležitějších faunistických skupin na zemi. Jejich vysoký počet, rozmanitost, početnost druhů a aktivita z nich činí vynikající bioindikační organismy. Expozice těchto organismů kyselinám, těžkým kovům, dusíkatým sloučeninám a pesticidům způsobuje jejich úbytek, a to jak v početnosti, tak v druhové bohatosti.
Vodní bioindikátory
Antropické znečištění ovlivňuje kromě klimatických, geografických a symbiotických faktorů také rozšíření a růst vodních druhů. Na této frontě vynikají následující bioindikační organismy:
- Ryby: Když se změní prostředí, ve kterém žijí, ryby mohou vykazovat etologické, morfologické, fyziologické, biochemické a molekulární změny způsobené stresem generovaným podmínkami prostředí. Jsou velmi citlivé na tyto změny, takže nakonec umírají nebo mizí. Přítomnost pstruhů a lososů v řece ukazuje na zdraví ekosystému.
- Obojživelníci: tato zvířata jsou velmi citlivá jak na sucho, tak na jakékoli znečišťující látky. Protože mají propustnou pokožku, znečišťující látky, kyselé deště, hnojiva a insekticidy se snadno vstřebávají a hromadí v těle.Proto jsou jedním z prvních druhů, které zmizí, když se změní jejich ekosystém.
- Hmyz: v rámci makrobezobratlých, kteří obývají vodu, je hmyz jednou z nejvhodnějších biologických skupin pro určení kvality systému. Vlastnosti, jako je jejich citlivost na kontaminanty, rychlá reakce na změny a skutečnost, že využívají prakticky všechna dostupná stanoviště z nich činí skvělou studijní skupinu.
Bioindikátory vzduchu
Znečištění ovzduší je dnes jedním z největších ekologických problémů. Schopnost kontrolovat kvalitu ovzduší je nezbytná pro správné fungování ekosystémů a lidského zdraví. Některé bioindikační organismy, které se používají, jsou následující:
- Včely: včely jsou klíčovými druhy v ekosystémech. Různé studie ukázaly, že ukazují účinky změny klimatu a fragmentace stanovišť.Kromě toho se používají k monitorování přítomnosti kontaminace životního prostředí, těžkých kovů, radioaktivity, průmyslového odpadu a znečišťujících látek, pesticidů a herbicidů.
- Lišejníky: Lišejníky jsou symbiotické vztahy mezi řasou a houbou. Protože většinu živin získávají z atmosféry, jsou velmi citlivé na změny ve vzduchu. Jednou z hlavních příčin jeho mizení je oxid siřičitý, který způsobuje okyselování prostředí.
- Gekoni nebo salamanquesas: tito plazi jsou dobrými bioindikačními organismy, protože mají tendenci akumulovat toxické látky ze vzduchu pocházející hlavně z jejich potravy. Některé z těchto prvků jsou mimo jiné Cd, Se, As, Pb. Navíc je v kontaminovaných oblastech obvykle nižší početnost jedinců v důsledku snížené plodnosti.
Příklady bioindikátorů
Podle různých aplikací bioindikátorů můžeme rozlišit tři kategorie:
- Ekologické bioindikátory: Druhy, o nichž je známo, že jsou citlivé na znečištění, fragmentaci stanovišť nebo jiné stresy. Odezva indikátoru je reprezentativní pro komunitu.
- Environmentální bioindikátory: druh nebo skupina druhů, které reagují předvídatelným způsobem na narušení nebo změny prostředí.
- Bioindikátory biodiverzity: druhová bohatost indikátorového taxonu se používá jako indikátor druhové bohatosti společenstva. Může to být také prostřednictvím měřitelných parametrů diverzity, jako je endemismus, genetické parametry nebo parametry specifické pro populaci.
Mnoho bioindikátorových organismů může být zároveň ekologickými, environmentálními a indikátory biologické rozmanitosti, takže nejde o exkluzivní kategorie. Podívejme se na konkrétní příklady pro uzavření tématu.
Vydry
Tito masožraví savci z čeledi Mustelidae obývají prakticky celý svět. Živí se převážně rybami a korýši, a proto jsou jedním z hlavních primárních predátorů ve vodních ekosystémech.
Je dokázáno, že když se ekosystém výrazně změní, vydry opouštějí své území. To může také souviset se snížením nebo ztrátou kvality vašeho jídla.
Kromě toho byly provedeny studie prostřednictvím vaší stolice, aby se zjistilo množství těžkých kovů a dalších látek, které se mohou dostat do vašeho těla v důsledku bioakumulace v potravním řetězci. Tento trus dokáže poměrně přesně, jednoduše a rychle odrážet kvalitu vody, ve které vydry žijí.
Brouci
Tento hmyz může být skvělými bioindikačními organismy. V závislosti na čeledi a druhu nám mohou poskytnout různé relevantní informace o ekosystémech.
Hnojáci – kteří se živí výkaly – jsou vysoce citliví na fragmentaci a přeměnu lesa. Na druhé straně mohou také pomoci posoudit procesy obnovy ekosystémů.
Skolitinští brouci (Scolytinae) jsou důležitým škůdcem – živí se jehličnany –, kteří se objevují, když jsou v ekosystému delší období sucha. Tento hmyz dokáže předvídat změnu životního prostředí v důsledku změny klimatu a možné desertifikace. Kromě toho existuje několik druhů, které se objevují se suchem.
Dalším dobrým příkladem jsou vysokohorští brouci, velmi citliví na změny teplot a často endemičtí. Tito brouci se zvyšující se teplotou narůstají do výšky nebo v případě vodních brouků to může znamenat jejich vymizení.
Ptáci
Podle SEO ptactva jsou ptáci skvělým nástrojem pro oceňování rozmanitosti a integrity ekosystémů po celém světě. Je tomu tak proto, že rychle reagují na změny v potravním řetězci nebo změny ve svém fyzickém prostředí.
Dobře prostudovaným příkladem – který souvisí s potravním řetězcem – jsou ptáci spojení s mokřady. S jídlem, které jedí, pokud se nachází v kontaminovaných oblastech, hromadí v těle těžké kovy a další toxiny.
Zvýšení porozumění a studia bioindikátorů je zásadní pro ochranu a nápravu změn, které mohou nastat v ekosystémech. Tyto živé bytosti nám umožňují vidět degradaci životního prostředí více či méně rychle a efektivně, ale také implementovat zlepšení v ekosystémech, která nám umožňují chránit planetu.
