8.4 Біоіндикаторні характеристики біосистем різного рангу
Для біоіндикації можуть використовуватися показники біосистем усіх рангів. Звичайно, чим нижче ранг біосистеми, використовуваної в якості біоіндикатора, тим більше часними можуть бути висновки про впливи факторів середовища, і навпаки.
8.4.1. Організм і суборганізменні структури.
До біосистем суборганізменних рангів відносяться молекули і молекулярні комплекси (білки, нуклеїнові кислоти й ін.), клітинні органоїди, клітки, тканини, органи і системи органів. Для біоіндикації біосистеми цього рангу найбільш показові наступні характеристики:
– хімічний склад кліток;
– склад, структура і ступінь функціональної активності ферментів;
– структурно-функціональні характеристики клітинних органоїдів;
– розміри кліток, їхні морфологічні характеристики, рівень активності;
– гістологічні показники;
– концентрації забруднювачів у тканинах і органах;
– частота і характер мутацій, канцерогенезу, каліцтв. Тератогенний ефект факторів середовища – здатність викликати в тест-організмів різні каліцтва, пороки розвитку. Наслідку тератогенних впливів різні: в одних випадках тератогенез може виявлятися тільки на рівні клітинні органоїдів, окремих кліток; в інші - торкається тканини, органи і весь організм.
Велике значення для біоіндикації стану навколишнього середовища і її антропогенних змін мають численні структурні (анатомічні) і функціональні (фізіологічні) характеристики організму.
8.4.2. Популяції.
При біоіндикації і біотестуванні як функції благополуччя успішно використовуються наступні статичні і динамічні популяційні характеристики (табл. 8.2).
Таблиця 8.2
Основні біоіндикаторні характеристики популяцій
Характеристика |
Розмірність |
Статичні характеристики (у момент часу t) |
|
Чисельність: nt – загальна кількість особин у популяції. |
екз. |
Щільність: Nt – кількість особин в одиниці об'єму або на одиниці площі. |
екз.[пл.]–1, екз. [об.]–1 |
Біомаса: Bt – сумарна маса особин одиниці об'єму або на одиниці площі. |
[м.] [пл.] –1, [м.] [об.] –1 |
Середня маса особини: Wt – співвідношення біомаси і щільності (найпростіша характеристика розмірно-вагової структури; більш точну оцінку дає аналіз її гістограми). |
[м.] |
Співвідношення щільності особин різної статі (найпростіша характеристика полової структури популяції). |
— |
Показники
нерівномірності просторового розподілу
особин
(найпростіша
характеристика: 2/ |
— |
Динамічні характеристики (за період часу Δt=t2-t1) |
|
Швидкість абсолютної зміни популяційної щільності: d/dt =(N2 –N1) Δt-1; N1 і N2 – значення Nt у моменти t2 і t1 |
екз.[пл.] –1[час.] –1, екз.[об.] –1[час.] –1 |
Швидкість абсолютної зміни біомаси популяції: d/dt = (B2 – B1) Δt-1; B1 і B 2 – значення B t у моменти t2 і t1 |
[м.][пл.] –1[час] –1, [м.][об.] –1[час]–1 |
Швидкість
відносної зміни популяційної щільності:
r
= d/dt
|
[час]-1 |
Швидкість
відносної зміни популяційної біомаси:
r = d/dt
|
[час]-1 |
Питома народжуваність: b = Nb -1 Δt-1; Nb – збільшення популяційної щільності за Δ t з -за народження нових особин |
[час]-1 |
Питома
смертність:
d = Nd
|
[час]-1 |
Реалізована частка "біотичного потенціалу" виду: (r max п. / r max) – співвідношення максимального значення r, реалізованого досліджуваною популяцією (r max п.), і "біотичного потенціалу" виду (максимального значення r, реалізованого даним видом в ідеальних умовах). |
— |
Співвідношення фундаментальної f і реалізованої r ніш Хатчинсона: (f/r) |
— |
Продукція популяції: Pt = B1 – B2 + Bel; Bel – біомаса, елімінована з популяції (тобто вилучена внаслідок загибелі або еміграції особин) за період Δt |
[м.][пл.] –1, [м.][об.] –1, [ен.][пл.]–1, [ен.][об.] –1 |
Швидкість
продукування популяції:
|
[м.][пл.] –1[час] –1, [м.][об.] –1[час]–1, [ен.][пл.]–1[час]–1, [ен.][об.] –1[час]–1 |
Позначення: екз. – екземпляри, [м.], [ен.], [пл.], [об.], [час] – одиниці маси, енергії, площі, обсягу, часу, відповідно. |
|
– співвідношення дисперсії і середньої
арифметичної популяційної щільності;
і ін.)
-1;
–
середня щільність за період Δ t
-1;
– середня біомаса за період Δ t
-1
Δt-1;
Nd
– збиток популяційної щільності за
період Δt через загибель особин
t
=
– середня швидкість утворення
популяцією продукції за
період Δt