Что такое растения биоиндикаторы

2.2 Особенности использования растений в качестве биоиндикаторов

С помощью растений можно проводить биоиндикацию всех природных сред. Индикаторные растения используются при оценке механического и кислотного состава почв, их плодородия, увлажнения и засоления, степени минерализации грунтовых вод и степени загрязнения атмосферного воздуха газообразными соединениями, а также при выявлении трофических свойств водоемов и степени их загрязнения поллютантами. Например, на содержание в почве свинца указывают виды овсяницы (Festuca ovina и др.), полевицы (Agrostis tenuis и др.); цинка — виды фиалки (Viola tricolor и др.), ярутки (Tlaspi alpestre и др.); меди и кобальта — смолевки (Silene vulgaris и др.), многие злаки и мхи.

Чувствительные фитоиндикаторы указывают на присутствие загрязняющего вещества в воздухе или почве ранними морфологическими реакциями — изменением окраски листьев (появление хлорозов; желтая, бурая или бронзовая окраска), различной фор мы некрозами, преждевременным увяданием и опаданием листвы. У многолетних растений загрязняющие вещества вызывают изменение размеров, формы, количества органов, направления роста побегов или изменение плодовитости. Подобные реакции обычно неспецифичны.

Б. В. Виноградов классифицировал индикаторные признаки растений как флористические, физиологические, морфологические к фитоценотические. Флористическими признаками являются различия состава растительности изучаемых участков, сформировавшиеся вследствие определенных экологических условий. Индикаторное значение имеет как присутствие, так и отсутствие вида. К физиологическим признакам относятся особенности обмена веществ растений, к анатомо-морфологическим признакам — особенности внутреннего и внешнего строения, различного рода аномалии развития и новообразования, к фитоценотическим при знакам — особенности структуры растительного покрова: обилие и рассеянность видов растений, ярусность, мозаичность, степень сомкнутости.

Очень часто в целях биоиндикации используются различные аномалии роста и развития растения — отклонения от общих закономерностей. Ученые систематизировали их в три основные группы, связанные: (1) с торможением или стимулированием нормального роста (карликовость и гигантизм); (2) с деформациями стеблей, листьев, корней, плодов, цветков и соцветий; (3) с возникновением новообразований (к этой группе аномалий роста относятся также опухоли).

Гигантизм и карликовость многие исследователи считают уродствами. Например, избыток в почве меди вдвое уменьшает размеры калифорнийского мака, а избыток свинца приводит к карликовости смолевки.

В целях биоиндикации представляют интерес следующие де формации растений:

· фасциация — лентовидное уплощение и сращение стеблей, корней и цветоносов;

· махровость цветков, в которых тычинки превращаются в лепестки;

· пролификация — прорастание цветков и соцветий;

· асцидия — воронковидные, чашевидные и трубчатые листья у растений с пластинчатыми листьями;

· редукция — обратное развитие органов растений, вырождение;

· нитевидность — нитчатая форма листовой пластинки;

· филлодий тычинок — превращение их в плоское листовидное образование.

Биомониторинг может осуществляться путем наблюдений за отдельными растениями-индикаторами, популяцией определенного вида и состоянием фитоценоза в целом. На уровне вида обычно производят специфическую индикацию какого-то одного загрязнителя, а на уровне популяции или фитоценоза — общего состояния природной среды.

Источник

17 примеров биоиндикаторов: подробные факты

Биоиндикаторы — это организмы, используемые для биомониторинга и оценки изменений живой системы Земли в результате антропогенной деятельности. Это может быть микробная биомасса, грибы, актиномицеты, лишайники, а также популяции дождевых червей, нематод, термитов и муравьев.

Биоиндикаторы бывают четырех типов в зависимости от индикации поведенческих и функциональных изменений в их окружении по их активности, росту и поведению.

1. Биоиндикаторы загрязнения
2. Экологические биоиндикаторы
3. Биоиндикатор биоразнообразия
4. Экологический биоиндикатор

Репрезентативная диаграмма распределения биоиндикаторов по их поведенческим изменениям.

Хламидомонада Reinhardtii

Это прокариотические одноклеточные зеленые водоросли. Они показывают водное загрязнение тяжелыми металлами. Как они предлагают металлическую токсичность кадмия и меди. Они не может расти выше 0.3 мкм. Они ингибируют функцию нитратредуктазы (NR), нитритредуктазы (NiR) и глутаматсинтазы, необходимых для круговорота нитрат- и сульфат-ионов.

Хламидомонада Reinhardtii

Вогезелла индигофера

Это строго аэробные, непатогенные грамотрицательные биолюминесцентные бактерии, встречающиеся в пресной воде. Поскольку они выделяют синий пигмент, который показывает уровень токсичности некоторых определенных ионов металлов.

Пигментация блокируется из-за токсичности ионов шестивалентного хрома, так как она уменьшается почти на 50%.. Пороговая концентрация Cr6+ для ингибирования образования пигмента составила 200-300 мкг мл-1.

Эвглена изящная

Они показывают загрязнение воды тяжелыми металлами, поскольку они выявили генотоксический эффект органических загрязнителей в озере Тайху в Китае, 2008 г.. Они влияют на активность антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза и пероксидаза путем разрыва связей в ДНК и управления синтезом белков.

Эвглена изящная

Хлорелла обыкновенная

Это также один из биоиндикаторных примеров наиболее интенсивно изучаемых микроводорослей, используемых для очистки отходов. Они начать высвобождать стрессовые белки, столкнуться с загрязнением двумя пестицидами в водоемах, т. 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д) и атразин.

Хлорелла обыкновенная

Гилокониум великолепный

Oни показать токсичность металлических загрязнителей в наземной экосистеме. Поскольку они являются мохообразными и не имеют настоящей корневой системы для поглощения питательных веществ, они зависят от состава элементов, присутствующих в воздухе.

Они показывают некоторые физиологические изменения выше нескольких тяжелых металлы, такие как свинец, марганец, медь, цинк, никель и т.д. Единица измерения варьируется для разных металлов.

Парамеций аурелия

Oни показывают большое влияние на дыхательный метаболизм и окислительный стресс разрушением клеток и апоптозом за счет повышения уровня бензола и фосфорорганических соединений в водная экосистема.

Лобария легочная

Поскольку это лишайник присутствует в стволах деревьев и имеет доступ к загрязнителю воздуха в окружающей среде. Они есть очень чувствителен к диоксиду серы и серосодержащим органическим соединениям, Они есть также известный как легочный лишай поскольку они не могут жить в тяжелых загрязнителях.

Лобария пульмонария

Вольфия шаровидная

Это самое маленькое покрытосеменное растение. Они показать фитотоксичность ионов кадмия и хрома. Это снижает продуктивность биомассы и содержание хлорофилла.

Циклоп

Эти организмы указывающий на качество воды или эвтрофикацию в речном бассейне. У них наблюдаются некоторые изменения в поведении из-за накопления кадмия в их клетках, поскольку они реагируют на избыточное количество кадмия в воде.

бентос

К макробеспозвоночным придонной зоны относятся некоторые ракообразные, раки, немногочисленные иглокожие и моллюски. Тяжелые металлы Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb и Zn влияют на рост и жизненный цикл представителей придонной зоны.

бентос
Изображение кредита: Flickr

Грибы

Эктомикоризы являются высокочувствительными грибковыми биоиндикаторами загрязнения воздуха. Они показывают токсичность тяжелых металлов, присутствующих в почве, а также влияют на биоту почвы. Тяжелые металлы – никель, кадмий, марганец иногда ответственны за фитотоксичность..

Лягушки и жабы

Они наиболее чувствительны к некоторым загрязняющим веществам, таким как фунгициды, гербициды и пестициды. Поскольку они проявляют реактивность в отношении нитратов, сульфатов, кальция, цинка и т. д., они могут изменять функцию некоторых ферментов, таких как холинэстеразы, глутатион-S-трансферазы и их соответствующие белки.

Дождевые

Этот организм действует как экологический индикатор, поскольку помогает распознать мониторинг загрязнения металлами в почвенной экосистеме.. Количество присутствующих особей напоминает здоровье почвы и накопление химических веществ в определенной области. концентрация Zn, Fe, Pb и Mn влияет на рост дождевых червей.

червяк
Изображение кредита: Pixabay

Нематоды

Они указывают на токсичность тяжелых металлов в почвенной экологии. Обилие в почве свидетельствует о хорошем качестве почвы.. Было обнаружено, что повышенная концентрация хрома в отложениях увеличивает распространенность четырех видов нематод. Они получают свои питательные вещества от вредных организмов.

Лосось

Чавыча — это водный вид, который свидетельствует о загрязнении воды или эвтрофикации из-за накопления химических веществ в их клетках и проявляется некоторыми поведенческими изменениями. Рыбы также действуют как биоиндикатор загрязнения водной среды.

Муравьи

Они повсюду, большое разнообразие насекомых, которые доминируют во многих экосистемах с численностью и биомассой.. Отражение утраты разнообразия, изменения видового состава и изменений межвидовых и внутривидовых взаимодействий.. Они участвуют в разложении почвы, круговороте питательных веществ, рассеивании семян и т. д.

Муравьи
Изображение кредита: Wikimedia Commons

птеридофиты

птеридофиты являются положительным показателем целостности леса потому что они показывают типичную реакцию растений на вредные условия окружающей среды города. Они отражают изменение климата и глобальный кризис биоразнообразия часто упускают из виду из-за относительно небольшого размера и отсутствия ярких цветов этих видов.

Заключение

В этой статье мы обсудили биоиндикаторы из различных классов организмов, таких как некоторые водоросли, растения, зоопланктон, фитопланктон, рыбы и т. д. Цель их существования — указывать на загрязнение и загрязнение в различных экосистемах и способствовать сохранению соответствующих биота.

Источник