BIOINDICATORI: CARACTERISTICI ȘI TIPURI - MEDIU INCONJURATOR - 2025

De Biomarkeri sunt procese biologice, comunități sau specii, pentru a evalua calitatea mediului și a dinamicii acestuia în timp. Acestea sunt utilizate pentru a evalua impactul activităților umane asupra ecosistemelor, prin studiul răspunsului biotei la stresul generat.

Trebuie să considerăm că fiecare activitate generează un impact asupra mediului care poate fi pozitiv sau negativ. Cu toate acestea, activitatea umană a generat aproape exclusiv impacturi negative asupra mediului care afectează ecosistemele și biota lor.

Figura 1. Pasăre canară, utilizată ca bioindicator al gazelor toxice din mine. Sursa: pixabay.com

Printre daunele aduse mediului generate de activitățile umane se numără poluarea cu emisii și deșeuri solide industriale sau urbane, epuizarea resurselor naturale din cauza supraexploatării, printre altele.

Toate aceste impacturi generează stres în biota existentă și, prin urmare, sunt numiți factori de stres antropici, pentru a-i diferenția de stresori naturali, cum ar fi perioade cu secetă intensă sau variații ale temperaturilor datorate efectelor climatice.

Dezvoltarea și aplicarea bioindicatorilor au apărut în anii 1960 și de atunci repertoriul lor s-a extins în studiul mediilor acvatice și terestre sub influența stresorilor antropici.

Bioindicatorii permit monitorizarea schimbărilor chimice-fizice de mediu, monitorizarea proceselor ecologice, detectarea directă sau indirectă a existenței de poluanți și, în general, detectarea modificărilor mediului.

Caracteristici generale ale bioindicatorilor

Un bioindicator, fie că este un proces biologic, o comunitate sau o specie, indiferent de tipul de modificare a mediului pe care îl măsoară și de regiunea geografică în cauză, trebuie să îndeplinească anumite caracteristici:

-Trebuie să fie sensibil la tulburări sau stres, dar să nu moară sau să dispară din cauza acesteia. O specie sau o comunitate bioindicatoare trebuie să aibă o toleranță moderată la variabilitatea mediului.

-Ar trebui să fie posibil să vă măsurați răspunsul la stres. Procesele biologice în cadrul unui individ pot acționa, de asemenea, ca bioindicatori.

-Răspunsul dvs. trebuie să fie reprezentativ pentru cel al întregului ecosistem, populație sau specie.

-Trebuie să răspundă în funcție de gradul de poluare sau de degradarea mediului.

-Trebuie să fie abundent și comun, prezentând o densitate adecvată a populației în zona specifică studiată. În plus, trebuie să fie relativ stabil, să depășească variații climatice și de mediu moderate.

-Trebuie să existe informații despre bioindicator, o bună înțelegere a ecologiei și istoriei vieții sale și o taxonomie bine documentată și stabilă. Mai mult, eșantionarea trebuie să fie simplă și ieftină.

-Trebuie să aibă importanță publică, economică și comercială în alte scopuri.

În cazul utilizării indivizilor ca bioindicatori, trebuie luate în considerare vârsta și variația lor genotipică. De asemenea, trebuie verificat dacă alți factori de mediu nu interferează cu studiul și completează informațiile cu teste toxicologice de mediu.

Tipuri de bioindicatori

Clasificarea bioindicatorilor variază în funcție de caracteristicile care trebuie evidențiate în sistemul de clasificare. De exemplu, putem clasifica bioindicatorii în funcție de complexitatea lor, în specii, comunități sau ecosisteme bioindicatoare. Dar le putem clasifica și în funcție de mediul pe care îl monitorizează.

Specie bioindicatoare

Toate speciile existente (sau ansamblurile de specii) pot tolera o serie limitată de condiții de mediu fizice, chimice și biologice. Această caracteristică poate fi utilizată pentru a evalua calitatea mediului.

De exemplu, păstrăvurile care trăiesc în fluxurile de apă rece din vestul Statelor Unite, tolerează o temperatură cuprinsă între 20 și 25 ° C, prin urmare, această sensibilitate termică poate fi folosită ca bioindicator al temperaturii apei.

Aceeași păstrăvi răspund la nivel celular la creșterea temperaturii apei (prin arderea și exploatarea pădurilor din jur). În aceste cazuri, acestea sintetizează o proteină de șoc termic care le protejează celulele de efectele creșterii temperaturii.

Cuantificarea acestor proteine ​​de șoc termic la această specie face posibilă măsurarea stresului termic a păstrăvului și, în mod indirect, evaluarea modificării mediului din cauza tăierii și arderii pădurilor din jurul corpului de apă.

Comunitățile bioindicatoare

Comunitățile întregi care cuprind o mare varietate de intervale de toleranță la mai mulți factori de mediu pot servi drept bioindicatori pentru a evalua starea de mediu dintr-o abordare complexă și holistică. Aceste studii implică utilizarea unei analize a mai multor variabile de mediu.

Ecosisteme bioindicatoare

Pierderea serviciilor furnizate de ecosisteme, cum ar fi apa curată și aerul, polenizatorii de plante, printre altele, este considerată un indicator al stării de sănătate a ecosistemului.

De exemplu, pierderea speciilor de albine - care sunt polenizatori - este considerată un indicator al pierderii sănătății mediului, deoarece acestea sunt sensibile la prezența de metale grele, pesticide și substanțe radioactive.

Bioindicatori în funcție de mediul pe care îl monitorizează

După cum s-a indicat mai sus, bioindicatorii pot fi, de asemenea, clasificați în funcție de mediul din care furnizează informații. În urma acestei clasificări, avem bioindicatori ai calității aerului, apei și solului.

Bioindicatori ai calității aerului

Printre bioindicatorii calității aerului se numără acele organisme sensibile la variațiile concentrației anumitor gaze.

De exemplu, lichenii (asociații simbiotice între o ciupercă, microalge și sau cianobacterii) și briofite, sunt foarte sensibili la gazele atmosferice, deoarece le absorb prin corp.

Aceste organisme nu au cuticule sau rădăcini și raportul lor ridicat de suprafață / volum favorizează absorbția și acumularea de poluanți atmosferici, cum ar fi dioxidul de sulf. Prin urmare, dispariția sa în anumite zone este un indicator al calității slabe a aerului.

Pe de altă parte, există și licheni (cum ar fi Lecanora conizaeoides), a căror prezență indică o calitate slabă a aerului.

Figura 2. Lichen Lecanora conizaeoides. Sursa: Jerzy Opioła, de la Wikimedia Commons Un alt exemplu este utilizarea de lungă durată a canarilor ca bioindicatori ai condițiilor nesigure din minele de cărbune subterane din Marea Britanie, datorită sensibilității lor acute la concentrații mici de monoxid de carbon (CO ₂ ) și gaz metan. (CH ₄ ).

Această sensibilitate se datorează faptului că canarii au o capacitate pulmonară redusă și un sistem de ventilație unidirecțional. Din acest motiv, canarii sunt mult mai sensibili decât oamenii la gazele dăunătoare.

Bioindicatori ai calității apei

Printre bioindicatorii calității apei se numără microorganisme bacteriene, protozoare, macroinvertebrate, alge și mușchi, printre altele; sensibil la prezența poluanților toxici.

De exemplu, prezența comunităților cu diferite taxe macroinvertebrate acvatice într-un râu este un indicator ecologic și al biodiversității. Cu cât numărul taxonilor este mai mare, cu atât este mai mare sănătatea corpului de apă.

Alți bioindicatori ai stării râurilor sunt vidrele, deoarece lasă rapid corpuri de apă cu cantități reduse de poluanți. Prezența lor indică atunci starea bună a râului.

Bureții marini au fost folosiți, de asemenea, ca bioindicatori ai metalelor grele, precum mercur și cadmiu, substanțe fecale, printre altele. Detectarea dispariției bureților din apele marine este un indicator al pierderii calității apei.

Prezența într-un corp de apă de alge în concentrații dense este indică niveluri ridicate de fosfor și azot dizolvați, care pot proveni din îngrășăminte aruncate în apă. Îngrășămintele evacuate generează acumularea substanțelor nutritive și eutrofizarea mediului apos.

Bioindicatori de calitate a solului

Ca indicatori ai calității solului putem menționa o parte din biota acestui habitat, adică unele plante, ciuperci și microorganisme bacteriene.

Dacă prezintă cerințe specifice pentru supraviețuirea lor, aceste organisme ar fi indicatoare ale existenței acestor condiții.

De exemplu, viermii de pământ sunt bioindicatori ai calității solului, deoarece unele specii, precum Eisenia fetida și E. andrei, sunt sensibile la pesticide, derivați de ulei, metale grele, printre altele. Acești bioindicatori sunt folosiți în studiile de toxicitate a solului.

Referințe

1. Celli, G. și Maccagnani, B. (2003). Albinele de miere ca bioindicatori ai poluării mediului. Buletinul Insectologiei 56 (1): 137-139.
2. Conesa Fdez-Vítora, V. (2010). Ghid metodologic pentru evaluarea impactului asupra mediului. A patra editie. Ediții Mundi-Prensa. p. 864.
3. Gadzala-Kopciuch, R., Berecka, B., Bartoszewicz, J. și Buszewski, B. (2004). Câteva considerații despre bioindicatori în monitorizarea mediului. Revista poloneză de studii de mediu vol. 13, nr. 5, 453-462.
4. Market, BA, Breure, AM și Zechmeister, HG (2003). Definiții, strategii și principii pentru bioindicare / biomonitorizare a mediului. În: Bioindicatori și biomonitori. Editori de piață, BA, Breure, AM și Zechmeister, HG. Elsevier Science Ltd.
5. Markert, B. (2007). Definiții și principii pentru bioindicarea și biomonitorizarea urmelor de metale în mediu. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 21, 77–82. doi: 10.1016 / j.jtemb.2007.09.015