Številne spremembe, ki se trenutno ustvarjajo v ekosistemih, med drugim zaradi dejavnikov onesnaženosti zraka, krčenja gozdov ali evtrofikacije voda, povzročajo razlike v različnih ekoloških nišah planeta. Zahvaljujoč bioindikatorskim organizmom jih je mogoče kvantificirati.
Te variacije je mogoče analizirati s fizikalno-kemijskimi metodami, ki običajno zagotavljajo določene pomembne informacije. S to tehniko ne pridobimo informacij o tem, kako te spremembe vplivajo na živa bitja. Za to se uporabljajo organizmi bioindikatorji in tukaj vam povemo vse o njih.
Kaj so bioindikatorski organizmi?
Bioindikatorski organizmi so vsa živa bitja in njihove skupnosti, ki se lahko odzovejo na različne okoljske motnje. Ti odzivi se lahko pojavijo na fiziološki in vedenjski ravni ter zaradi kopičenja onesnaževal in zagotavljajo informacije o ekoloških značilnostih okolja ali vplivu, ki ga povzročajo določeni procesi.
Značilnosti bioindikatorskih vrst
Pred študijo z bioindikatorji je potrebno predhodno vrednotenje izbrati organizem, ki najbolje reagira na vrsto okoljskega problema, njegovo geografsko in časovno razširjenost. Za to morajo uporabljena živa bitja izpolnjevati vrsto zahtev, med katerimi so naslednje:
- Bodite posebej občutljivi na motnje različnih okoljskih dejavnikov in ne propadite zaradi njih.
- Bodi enostaven za študij in znan po znanosti.
- Najdemo ga v izobilju v vseh možnih habitatih.
- Moralo bi biti mogoče izmeriti vaš odziv na stres.
- Biti mora čim bolj reprezentativen za celoten ekosistem.
Če se kot bioindikatorji uporabljajo posamezniki iz določene populacije, je treba upoštevati njihovo starost in genotip. Poleg tega je treba preveriti, ali drugi okoljski dejavniki ne motijo študije in meritev. Za to je mogoče izvesti fizikalno-kemijske študije okolja.
Za kaj se uporabljajo bioindikatorske vrste?
Bioindikatorski organizmi so še posebej uporabni v teh treh situacijah: ko okoljskega dejavnika ni mogoče izmeriti – na primer za rekonstrukcijo preteklih okoljskih dejavnikov, imenovanih paleo – v biomonitoringu – ko je navedeni dejavnik težko izmeriti – in ko dejavnik okolja je težko interpretirati.
Zaradi vseh teh razlogov se bioindikatorji večinoma uporabljajo v naslednjih primerih:
- Ocenite učinke strupenih snovi: organizmi bioindikatorji so lahko koristni pri napovedovanju prihodnje škode po razlitju strupenih snovi in pogosto celo predstavljajo škodljive učinke kemičnih snovi z lastno fiziologijo.
- Ocenite vpliv človekove dejavnosti: odsotnost, prisotnost ali spremembe v določenih vrstah ob antropogenem vplivu na ekosistem nam omogoča, da ocenimo učinek na danem območju.
- Opozarjanje na okoljske spremembe: občutljivost bioindikatorskih organizmov zagotavlja zgodnje informacije o okoljskih spremembah, kar omogoča predvidevanje možnih posledic določenega dogodka.
- Ocenite bogastvo vrst: zapletenost ekosistemov in trofičnih odnosov pogosto otežuje ocenjevanje sprememb v bogastvu vrst, toda z bioindikatorji je mogoče pridobljene podatke ekstrapolirati na okoljsko raznolikost.
Upoštevati je treba, da pogosto posamezne vrste, ne glede na to, kako reprezentativna je, ni mogoče ekstrapolirati na celotno bioto kraja. To je treba upoštevati pri interpretaciji podatkov.
Vrste organizmov bioindikatorjev
Bioindikatorje lahko razvrstimo na več načinov. Eden od njih je medij, ki ga proučujemo. Spodaj pokrivamo vse možne organizme s temi lastnostmi.
Bioindikatorji tal
Različne človeške dejavnosti, povezane z urbanističnim načrtovanjem in izkoriščanjem virov, so povzročile številne različice in vplive na tla. Posledično so bili izgubljeni habitati, spremenjena hidrografija in erozija, številni substrati pa so bili onesnaženi. Za oceno teh vplivov izstopajo trije organizmi bioindikatorji:
- Glive: Ti organizmi se uporabljajo predvsem za preučevanje radioaktivnosti tal.Glive kopičijo radionuklide v svojih tkivih, ki se lahko nato prenesejo v druge prehranjevalne verige, kot so glodalci ali ljudje. Iz tega razloga se izvajajo študije kakovosti njihovih tkiv, da se preveri, ali se v njih kopiči radioaktivnost.
- Pršice: pršic je veliko, reprezentativne in jih je enostavno nabrati. Občutljivi so na številne onesnaževalce in zaradi široke geografske razširjenosti omogočajo enostavno primerjavo njihovega odziva v različnih ekosistemih. Običajno so zelo občutljivi na insekticide, ki povzročajo upad populacije.
- Colémbolos: so ena najpomembnejših živalskih skupin na terenu. Zaradi velikega števila, raznolikosti, številčnosti vrst in aktivnosti so odlični bioindikatorski organizmi. Izpostavljenost teh organizmov kislinam, težkim kovinam, dušikovim spojinam in pesticidom povzroči zmanjšanje njihove številčnosti in bogastva vrst.
Bioindikatorji vode
Antropsko onesnaženje poleg podnebnih, geografskih in simbiotskih dejavnikov vpliva na porazdelitev in rast vodnih vrst. Na tej fronti izstopajo naslednji bioindikatorski organizmi:
- Ribe: Ko se spremeni okolje, v katerem živijo, lahko ribe predstavljajo etološke, morfološke, fiziološke, biokemične in molekularne spremembe, ki jih povzroči stres, ki ga povzročajo okoljske razmere. Na te spremembe so zelo občutljivi, zato na koncu umrejo ali izginejo. Prisotnost postrvi in lososa v reki kaže na zdravje ekosistema.
- Dvoživke: te živali so zelo občutljive na sušo in morebitna onesnaževala. Ker imajo prepustno kožo, se onesnaževala, kisli dež, gnojila in insekticidi zlahka absorbirajo in kopičijo v telesu.Zato so ena prvih vrst, ki izgine, ko se njihov ekosistem spremeni.
- Žuželke: znotraj makronevretenčarjev, ki živijo v vodi, so žuželke ena najprimernejših bioloških skupin za določanje kakovosti sistema. Zaradi lastnosti, kot so njihova občutljivost na onesnaževala, hiter odziv na spremembe in dejstvo, da izkoriščajo skoraj vse razpoložljive habitate, so odlična študijska skupina.
Bioindikatorji zraka
Onesnaženost zraka je eden največjih okoljskih problemov današnjega časa. Možnost preverjanja kakovosti zraka je bistvena za pravilno delovanje ekosistemov in zdravje ljudi. Nekateri bioindikatorski organizmi, ki se uporabljajo, so naslednji:
- Čebele: čebele so ključne vrste v ekosistemih. Različne študije so pokazale, da kažejo na učinke podnebnih sprememb in razdrobljenosti habitata.Poleg tega se uporabljajo za spremljanje prisotnosti onesnaženosti okolja, težkih kovin, radioaktivnosti, industrijskih odpadkov in onesnaževal, pesticidov in herbicidov.
- Lišaji: Lišaji so simbiotični odnosi med algami in glivami. Ker dobijo večino hranil iz ozračja, so zelo občutljive na spremembe v zraku. Eden glavnih vzrokov za njegovo izginotje je žveplov dioksid, ki povzroča zakisljevanje okolja.
- Gekoni ali gekoni: ti plazilci so dobri organizmi bioindikatorji, saj so nagnjeni k kopičenju strupenih snovi iz zraka, ki izvirajo predvsem iz njihove prehrane. Nekateri od teh elementov so med drugim Cd, Se, As, Pb. Poleg tega je na onesnaženih območjih običajno manjša številčnost osebkov zaradi zmanjšane plodnosti.
Primeri bioindikatorjev
Glede na različne uporabe bioindikatorjev lahko ločimo tri kategorije:
- Ekološki bioindikatorji: vrste, za katere je znano, da so občutljive na onesnaženje, razdrobljenost habitata ali druge obremenitve. Odziv indikatorja je reprezentativen za skupnost.
- Okoljski bioindikatorji: vrste ali skupine vrst, ki se na predvidljiv način odzivajo na okoljske motnje ali spremembe.
- Bioindikatorji biotske raznovrstnosti: vrstno bogastvo indikatorskega taksona se uporablja kot indikator vrstnega bogastva skupnosti. Lahko tudi prek merljivih parametrov raznolikosti, kot so endemizem, genetski parametri ali parametri, specifični za populacijo.
Številni bioindikatorski organizmi so lahko hkrati ekološki, okoljski in biodiverzitetni indikatorji, zato niso izključujoče kategorije. Poglejmo nekaj konkretnih primerov, da zaključimo temo.
Vidre
Ti mesojedi sesalci iz družine Mustelidae naseljujejo tako rekoč ves svet. Hranijo se predvsem z ribami in raki, zato so eden glavnih primarnih plenilcev v vodnih ekosistemih.
Dokazano je, da ko se ekosistem močno spremeni, vidre zapustijo svoj teritorij. To je lahko povezano tudi z zmanjšanjem ali izgubo kakovosti vaše hrane.
Poleg tega so bile opravljene študije na vašem blatu, da bi preverili količino težkih kovin in drugih snovi, ki lahko končajo v vašem telesu zaradi bioakumulacije v prehranski verigi. Ti iztrebki lahko dokaj natančno, preprosto in hitro odražajo kakovost vode, v kateri živijo vidre.
Hrošči
Te žuželke so lahko odlični bioindikatorski organizmi. Odvisno od družine in vrste nam lahko zagotovijo različne pomembne informacije o ekosistemih.
Gnojni hrošči, ki se hranijo z iztrebki, so zelo občutljivi na drobljenje in preoblikovanje gozdov. Pomagajo pa lahko tudi pri oceni procesov obnove ekosistema.
Scolitine hrošči (Scolytinae) so pomemben škodljivec – hranijo se na iglavcih –, ki se pojavi, ko so v ekosistemu dolgotrajna sušna obdobja. Te žuželke lahko predvidijo spremembo okolja zaradi podnebnih sprememb in morebitne dezertifikacije. Poleg teh obstaja več vrst, ki se pojavijo s sušo.
Drug dober primer so alpski hrošči, zelo občutljivi na spremembe temperature in pogosto endemični. Ti hrošči rastejo v višino, ko se temperatura dvigne, ali v primeru vodnih hroščev lahko pomeni njihovo izginotje.
Ptice
Glede na SEO birdlife so ptice odlično orodje za ocenjevanje raznolikosti in celovitosti ekosistemov po vsem svetu. To je zato, ker se hitro odzovejo na spremembe v prehranjevalni verigi ali spremembe v svojem fizičnem okolju.
Dobro raziskan primer – v zvezi s prehranjevalno verigo – so ptice, povezane z mokrišči. S hrano, ki jo zaužijejo, če se ta nahaja na onesnaženih območjih, kopičijo težke kovine in druge toksine v telesu.
Izboljšanje razumevanja in preučevanja bioindikatorjev je bistvenega pomena za zaščito in popravljanje sprememb, do katerih lahko pride v ekosistemih. Ta živa bitja nam omogočajo, da bolj ali manj hitro in učinkovito opazimo degradacijo okolja, pa tudi izboljšave ekosistemov, ki nam omogočajo ohranjanje planeta.
