En la investigación ambiental se utilizan diferentes métodos. Uno de ellos puede ser la bioindicación. Este enfoque consiste en estudiar el estado de ciertos organismos vivos para obtener información sobre su hábitat. Para comprender las características de realizar tales estudios, se debe considerar qué es un bioindicador. Esto proporcionará la información necesaria sobre dicha metodología de investigación.
Definición general
Un bioindicador es un organismo vivo, y posiblemente toda una especie o comunidad que vive en un determinado sistema ecológico y puede servir como reflejo de su estado. Además, durante el estudio se estima el número de individuos de la población, su condición y comportamiento. Con base en la información recibida, es posible juzgar la presencia de contaminantes, toxinas, carcinógenos, etc. en el hábitat natural.
Los bioindicadores son plantas o animales cuya condición depende directamente desu entorno. El uso de tal técnica en el curso del estudio tiene muchas ventajas. A veces es posible obtener la información necesaria sobre el estado del medio ambiente solo sobre la base de bioindicadores. Ahorrar dinero y tiempo en análisis físicos y químicos complejos es una ventaja definitiva.
Bioindicadores: plantas y animales que resumen datos importantes sobre contaminantes, la tasa de cambio. Permiten determinar el lugar de acumulación y las vías de entrada de sustancias nocivas, el grado y la gravedad del efecto de las toxinas en los seres vivos, incluidos los humanos.
En el curso de la investigación, se evalúa la biocenosis de tales indicadores. Al mismo tiempo, los representantes de la fauna y la flora son interesantes para los investigadores. En el curso de las observaciones, es posible evaluar el grado de exposición crónica a las toxinas incluso a bajas concentraciones. Afectan las funciones y el estado general de los órganos internos de los animales, las partes simétricas del cuerpo y sus proporciones.
Tipología
Bioindicadores: plantas y animales que viven en el agua, el aire y el suelo. Dichos organismos pueden ser bacterias o algas, así como invertebrados, como crustáceos, ciliados, moluscos. Los datos sobre peces y animales se pueden utilizar durante el estudio.
Los bioindicadores del suelo suelen ser plantas que crecen en la naturaleza. De acuerdo a su condición, es posible determinar la acidez, capacidad de humedad, densidad y temperatura del suelo. Además, por la apariencia de ciertas plantas, se puede determinar el contenido de oxígeno en el suelo, la cantidadnutrientes, así como sales y metales pesados.
Los árboles de coníferas pueden proporcionar información sobre el suelo durante todo el año. En este caso, no solo se utilizan indicadores morfológicos, sino también una serie de cambios bioquímicos. Esto le permite obtener información confiable. Los caracteres morfológicos son a veces variables.
Entonces, por ejemplo, las ortigas ordinarias pueden demostrar cuánto calcio hay en el suelo. Algunas plantas son galófilas. Aman los suelos salinos. Si crecen en un área determinada, colonizando territorios activamente, entonces la tierra se sala gradualmente.
Para evaluar el estado del agua se realizan estudios sobre bioindicadores como las larvas de algunos insectos, ciertos tipos de algas, crustáceos superiores, bacterias luminosas.
Los musgos y líquenes pueden ser bioindicadores del aire. Sus cualidades físicas varían mucho según las condiciones de cultivo.
Características de elección
Los bioindicadores de plantas y animales se seleccionan para la investigación de acuerdo con un principio determinado. Fue formulado por uno de los ecologistas estadounidenses más famosos, Yu. Odum. Propone tener en cuenta las siguientes afirmaciones durante la selección de bioindicadores:
- Hay especies de organismos vivos estenotópicos y euritópicos. Los primeros pueden vivir solo bajo ciertas condiciones, por lo que su alcance es limitado. Las especies euritópicas están ampliamente distribuidas en la naturaleza, tienen resistencia ecológica. Por lo tanto, son menos adecuados para la investigación que las especies estenotópicas.
- Los tipos de bioindicadores más grandes se estudian con más frecuencia que los pequeños. Esto se explica por la tasa de rotación en la biocenosis. Es mayor en especies pequeñas, por lo que en el momento del estudio es posible que no entren en la muestra, especialmente en el proceso de análisis con una frecuencia larga.
- Para seleccionar una especie o su grupo para la investigación, se requerirá información experimental y de campo sobre los valores límite de un determinado factor. Al mismo tiempo, se tienen en cuenta las posibles reacciones compensatorias del bioindicador, la tolerancia de las especies.
- La proporción de diferentes poblaciones, especies o comunidades es más indicativa y, por lo tanto, se utiliza como un indicador fiable. Solo una especie no puede transmitir completamente la escala de los cambios ambientales. Dichos cambios deben considerarse como un todo, y no solo en una dirección.
También vale la pena señalar que los mejores bioindicadores son las especies que brindan una respuesta inmediata, así como la confiabilidad de la información brindada. El error no debe exceder el 20%. Además, con la ayuda de tales bioindicadores, debería ser fácil obtener la información necesaria. La especie debe estar constantemente presente en la naturaleza para que el investigador pueda evaluar su condición en cualquier momento.
Variedades
Hay diferentes clases y tipos de bioindicadores. Todos los organismos vivos aptos para tal investigación se pueden dividir en dos grupos:
- Registrándose.
- Acumulativo.
En el primer caso, los organismos vivos reaccionan a los cambios en el medio ambiente cambiandotamaño de la poblacion. También pueden cambiar el fenotipo, trastornos somáticos o daño tisular. Pueden aparecer varias deformidades, la tasa de crecimiento cambia. También pueden estar presentes otros signos muy visibles.
Por ejemplo, registrar bioindicadores son líquenes, agujas de árboles. En ellos aparecen necrosis, clorosis, sequedad. El registro de bioindicadores no siempre permite establecer las causas de los cambios que se han producido. En este caso, se requerirá investigación adicional para determinar por qué ha cambiado la población, la apariencia final, la distribución en la naturaleza, etc. Dichos cambios pueden ser el resultado de varios procesos.
Los Organismos-bioindicadores pueden ser de tipo acumulativo. Concentran toxinas, contaminación dentro de su cuerpo, en diferentes tejidos, partes del cuerpo u órganos. Durante el estudio, el grado de contaminación ambiental se determina después de un análisis químico. Por ejemplo, las conchas de los crustáceos, las larvas de insectos, así como algunos órganos de los mamíferos (cerebro, riñones, bazo, hígado, etc.), los musgos pueden ser un bioindicador acumulativo.
Los organismos vivos reaccionan inmediatamente a todo el complejo de sustancias nocivas que ingresan al medio ambiente. Por lo tanto, tal técnica no permite establecer la concentración exacta de una sola toxina. Pero al mismo tiempo, la ventaja de utilizar la bioindicación permite determinar exactamente cómo, cuánta contaminación afecta a la población.
Organismos de prueba
El organismo de prueba puede ser un bioindicador del medio ambiente. Estos son representantes de la flora o la fauna que se utilizan en el curso del control de calidad de las condiciones ambientales en el laboratorio. Realizan experimentos apropiados. Puede ser, por ejemplo, unicelulares, protozoarios, artrópodos. Las plantas como los musgos o las plantas con flores también pueden ser organismos de prueba.
La característica principal de tales organismos es la posibilidad de obtener cultivos a partir de plantas o animales genéticamente homogéneos. En este caso, el prototipo se compara con el control. Esto le permite obtener información confiable sobre el factor perturbador. De lo contrario, debido a las diferencias individuales normales entre los individuos, no será posible obtener un resultado fiable.
Métodos de análisis
Los bioindicadores y la contaminación de su entorno se examinan mediante un análisis comparativo con una muestra de control. Puede haber diferentes enfoques para esto.
El primer método consiste en comparar las características correspondientes fuera del área de influencia. Así, por ejemplo, las plantas cultivadas en la zona de contaminación industrial se comparan con cultivos que crecieron fuera del área de influencia antropogénica.
La segunda técnica consiste en comparar la muestra con los resultados del experimento. Una parte de las plantas de prueba entra en contacto en condiciones de laboratorio con aire, suelo y agua contaminados, y la segunda parte, con medios limpios.
Cuando se utiliza el tercer método, se utilizan estándares históricos para la comparación. Esto sería útil, por ejemplo, cuandoexploración de la estepa europea. Hoy en día, este ecosistema prácticamente ha perdido su aspecto original. Es con el aspecto de la estepa en el pasado que se compara en el presente.
La cuarta técnica utiliza el control. Este es un cierto tipo de dependencia, cuya desviación se considera una violación. Por ejemplo, para comunidades de especies no perturbadas, se construye un gráfico correspondiente. Si se observa alguna desviación, se notará inmediatamente al comparar las dos curvas.
Métodos de bioindicación
Los bioindicadores en la naturaleza se estudian con la ayuda de un seguimiento ambiental adecuado. Se lleva a cabo tanto a nivel micro como macro. Los estudios bioindicativos pueden ser biocenóticos y de especies. En el segundo caso, se estudia la presencia de un organismo en el medio ambiente y la frecuencia de su aparición. También se pueden estudiar las propiedades fisiológicas, bioquímicas, anatómicas y morfológicas del bioindicador.
En el curso de un estudio biocenótico, la diversidad de especies se tiene en cuenta mediante un sistema de indicadores apropiados, así como la productividad de la comunidad.
Según el impacto de varios factores en el sistema, el seguimiento de la bioindicación puede ser específico o no específico. Estudian las reacciones de una especie ante la aparición de contaminación, toxinas en su hábitat. Con bioindicación inespecífica, una misma reacción puede estar provocada por distintos factores. Si los cambios que se producen se deben a la influencia de un solo factor, estamos hablando de una indicación específica.
Así, por ejemplo, coníferas y líquenespuede brindar información sobre la pureza del aire en la región, la presencia de contaminación industrial en sus hábitats. La lista de especies de plantas y animales que viven en los suelos es específica para diferentes tipos de suelo. Si se producen cambios en estas agrupaciones, podemos hablar de contaminación del suelo con productos químicos o un cambio en su estructura debido a las actividades humanas.
Hoy en día se cree que los estudios instrumentales se utilizan con mayor eficacia en combinación con bioindicadores. Tal simbiosis proporciona la información más completa y confiable sobre el estado de la población, el impacto de los factores adversos en ella.
Bioindicación del suelo
Usando bioindicadores en el estudio de la contaminación del suelo, es posible obtener resultados fiables. Las plantas proporcionan información sobre la fertilidad del suelo. Un análisis completo de la composición del suelo requiere mucho tiempo y esfuerzo. El suelo se considera fértil si en él crecen ortigas, frambuesas, celidonia, valeriana, etc.. Estas plantas no sobreviven en suelos pobres.
La angélica, la pulmonaria, la festuca de los prados, etc. producen suelos moderadamente fértiles. Los musgos de turba, los líquenes, los arándanos rojos y los arándanos rojos crecen en suelos poco fértiles.
Además del indicador de fertilidad, la composición del suelo también se puede determinar a partir de las plantas. La presencia de una gran cantidad de nitrógeno se evidencia en plantas como el pasto de trigo, las frambuesas, el cinquefoil de ganso, el nudo, etc. El color de tales plantas será verde brillante. Si es pálido, entonces hay poco nitrógeno en el suelo. Las plantas han reducido la ramificación y el número de hojas.
Varios máslos minerales, la acidez y otras características del suelo se pueden determinar en el suelo usando bioindicadores.
Bioindicación del aire
Un bioindicador es un organismo vivo que cambia significativamente sus cualidades cuando ocurren desviaciones en el medio ambiente. Con su ayuda, puede determinar si el aire está contaminado. La fitocenosis se ve muy afectada por contaminantes como el óxido de nitrógeno, el dióxido de azufre, los hidrocarburos, etc.
La resistencia de las plantas a tales toxinas es diferente. Incluso una pequeña cantidad de dióxido de azufre en el aire es fácil de determinar con la ayuda de los líquenes. Entre las plantas, el mayor contenido de este tipo de contaminante lo pueden determinar las coníferas.
El trigo, el abeto, el maíz, la picea, las fresas de jardín, etc. son sensibles al contenido de fluoruro de hidrógeno en el aire, cloruro de hidrógeno, etc.
Bioindicación del agua
Para el control de la calidad del agua, la bioindicación es uno de los mejores métodos. A diferencia de los métodos químicos y físicos de monitoreo, este enfoque es el más objetivo. El equipo especial puede rastrear solo ciertos tipos de contaminación. La bioindicación revela información completa sobre el estado del medio acuático circundante.
El monitoreo le permite evaluar para qué áreas de operación es adecuado un reservorio. Una de las formas más sencillas de bioindicar el agua es utilizar cultivos de levadura. Se lleva a cabo una evaluación nefelométrica de la turbidez del líquido. Depende de la cantidad de levadura en la muestra. Si el agua inhibe su desarrollo, la muestra será más clara que la muestra de control.
Piscis también puedeutilizarse como bioindicador. Acumulan toxinas en su cuerpo. Como resultado, es posible establecer qué cualidades caracterizan el agua de un río o lago evaluando visualmente el estado de los peces.
