Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологическая токсикология. Учебник для студентов высших учебных заведений
.pdf
ГЛАВА 13. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И БИОИНДИКАЦИЯ КАК МЕТОДЫ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ
231
• определение индекса, представляющего собой отношение массовых устойчивых к загрязнению видов олигохет к общему составу
фауны олигохет;
• определение перифитонного индекса;
• биохимические методы регистрации изменения экологических ус-
ловий существования живых организмов (в частности, макрофитов).
Применение этих способов позволяет достаточно четко выявлять
сложные процессы, протекающие в водных экосистемах под воздействием
человека, и определять качественно различные состояния орга-
низмов в зависимости от уровня антропогенной нагрузки.
В последние годы большое внимание уделяется мониторингу био-
логического разнообразия. Биоразнообразие — это разнообразие видов
в конкретной экосистеме. Биоразнообразие — самый важный биологи-
ческий индикатор состояния биосферы и входящих в ее состав биомов,
который чутко реагирует на воздействие человека
. Биом — это эко-
система с преобладанием растений одной жизненной формы (например,
альпийские луга, тайга).
В современном мире ежедневно исчезает от 1 до 10 видов животных
и еженедельно — 1 вид растений. Гибель одного вида растений ведет
к уничтожению примерно 30 видов мелких животных (прежде всего
насекомых и червей).
Мониторинг биоразнообразия включает слежение и контроль
многообразием видов, флористическим и фаунистическим разно-
за
образием территорий и акваторий, разнообразием биоценозов. Его за-
дача состоит в том, чтобы регулярно составлять информацию о том, где
и с какой скоростью изменяется биоразнообразие. В связи с этим разрабатываются стандартные методы мониторинга и определяются при-
оритеты, которые должны обеспечить накопление данных, необходимых
понимания современного и будущего статуса биоразнообразия.
для
В настоящее время создаются системы мониторинга изменений биоразнообразия в различных регионах нашей страны и планеты в целом.
Биоиндикация
В попытке обеспечить экологическую безопасность мы все чаще
говорим о необходимости поддержания здоровья леса, океана, города
и среды в целом. Под здоровьем среды понимается ее качество
, необходимое для обеспечения здоровья живого организма. Для оценки здоровья среды можно подойти с позиций характеристики общих процес-
сов, происходящих в живой и неживой природе, можно провести фи-
зико-химические исследования, установить ПДК для определенных
веществ. Но оценить, что хорошо и что плохо для экосистемы, непро-
сто. Невозможно установить
ПДК для всех видов веществ и видов
ЧАСТЬ II. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
232
воздействия. Тем более нельзя предсказать последствия их совместного воздействия в разных сочетаниях. Адекватный и надежный подход
к этой проблеме — оценка здоровья живых существ при всем комплексе воздействий. Ключом к оценке здоровья живого организма является
характеристика гомеостаза. Оценка здоровья среды как ответа на вопрос:
«Как вы себя чувствуете?», адресованного
к живой природе, осущест-
вляется в ходе биоиндикации.
Биоиндикация — это оценка состояния окружающей природной среды с помощью живых объектов. Термин «биоиндикация» чаще
используется в европейской научной литературе, а в американской его
часто заменяют аналогичным по смыслу термином «экотоксикология».
Возникает вопрос, почему живые объекты необходимо использовать
для оценки качества окружающей среды
? Голландский ученый Ван
Штраален (1998) считает, что существуют по крайней мере три случая,
когда биоиндикация становится незаменимой:
1. Фактор не может быть измерен. Это особенно характерно для
попыток реконструировать климат прошедших эпох. Так, анализ пыльцы растений в Северной Америке за длительный период показал смену
теплого влажного климата сухим прохладным и
далее замену лесных
сообществ на травяные. В другом случае остатки диатомовых водорослей (соотношение ацидофильных и базофильных видов) позволили
утверждать, что в прошлом вода в озерах Швеции имела кислую реак-
цию по естественным причинам.
2. Фактор трудно измерить. Некоторые пестициды так быстро
разлагаются, что не позволяют выявить их исходную концентрацию
почве. Например, инсектицид дельтамерин активен лишь несколько
в
часов после его распыления, в то время как его действие на фауну (жу-
ков и пауков) прослеживается в течение нескольких недель.
3. Фактор легко измерить, но трудно интерпретировать. Данные
о концентрации в окружающей среде различных поллютантов (если их
концентрация незапредельно высока) не содержат
ответа на вопрос,
насколько ситуация опасна для живой природы. Показатели ПДК различных веществ разработаны лишь для человека. Однако очевидно, что
эти показатели не могут распространяться и на другие живые существа.
Есть более чувствительные виды, и они могут оказаться ключевыми
для поддержания экосистем. Поэтому важно получить ответ на вопрос,
к каким
последствиям приведет та или иная концентрация загрязнителя в среде. Физико-химические методы дают качественные и количественные характеристики фактора, но позволяют лишь косвенно судить
о его биологическом действии. Биоиндикация, наоборот, позволяет получить информацию о биологических последствиях и сделать лишь
косвенные выводы о природе и особенностях самого фактора. Таким
ГЛАВА 13. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И БИОИНДИКАЦИЯ КАК МЕТОДЫ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ
233
образом, при оценке состояния среды желательно сочетать физико-хи-
мические методы с биологическими.
Широкому практическому использованию биоиндикации способ-
ствуют простота, скорость и дешевизна оценки качества среды. Напри-
мер, при засолении почвы в городе листья липы желтеют еще до наступления осени. В таких случаях биоиндикация позволяет быстро обнаружить наиболее загрязненные
местообитания.
Биоиндикация может быть специфической и неспецифической.
В первом случае изменения живой системы можно связать только с одним фактором окружающей среды. Например, высокая концентрация
озона в воздухе вызывает на листьях табака серебристые некрозные
пятна. Во втором случае различные факторы среды вызывают одну
и ту же реакцию. Например, снижение численности
почвенных беспо-
звоночных может происходить и при различных видах загрязнения по-
чвы, и при вытаптывании, и в период засухи, и по другим причинам.
Биоиндикация может быть прямой и косвенной. О прямой биоин-
дикации говорят, когда фактор среды действует на биологический объ-
ект непосредственно. Например, серебристые пятна на листьях табака
возникают от
прямого действия озона. При косвенной биоиндикации
фактор действует через изменение других (абиотических или биотических) факторов среды.
Например, применение гербицидов на лугу ведет к уменьшению
злаков в растительном покрове и соответственно к увеличению разнотравья, что может рассматриваться как прямая биоиндикация. Но эти
изменения растительного покрова ведут к падению численности
саран-
човых и росту численности тлей. Изменение в соотношении двух групп
насекомых — пример косвенной биоиндикации применения гербицида.
Объектами биоиндикации (биоиндикаторы) являются биоиндикаторные системы, принадлежащие к разным уровням организации живого —
от клеток и биологических макромолекул до экосистем и биосферы.
Критериями выбора биоиндикатора являются:
– быстрый ответ;
– надежность (ошибка < 20 %);
– простота
;
– мониторинговые возможности (постоянно присутствующий
в природе объект).
Различают два типа биоиндикаторов:
1. Чувствительный. Быстро реагирует значительным отклонением
показателей от нормы. Например, отклонения в поведении животных,
в физиологических реакциях клеток могут быть обнаружены могут быть
обнаружены практически сразу после начала действия неблагоприят-
ного фактора.
ЧАСТЬ II. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
234
2. Аккумулятивный. Накапливает воздействия без проявления на-
рушений. Например, лес на начальных этапах его загрязнения или вы-
таптывания будет прежним по своим видовых характеристикам (видо-
вому составу, разнообразию, обилию и пр.). Лишь по прошествии ка-
кого-то времени начнут исчезать редкие виды, произойдет смена пре-
обладающих форм, изменится общая численность организмов
и т. д.
Таким образом, лесное сообщество как биоиндикатор не сразу обнаружит нарушение среды.
Биоиндикаторы принято описывать с помощью двух характеристик:
специфичность и чувствительность.
При низкой специфичности биоиндикатор реагирует на разные факторы, при высокой — только на один. При низкой чувствительности
биоиндикатор отвечает только на сильные отклонения фактора от нор
мы, при высокой — на незначительные.
Тест- организмы — это биоиндикаторы (растения и животные), которые используют для оценки качества воздуха, воды или почвы
в лабораторных условиях. Одно из основных требований к тест-организмам — это возможность получения культур из генетически однородных организмов. В таком случае отличия между опытом и контролем
с большей вероятностью могут быть отнесены на счет нарушающего
фактора, а не индивидуальных различий между особями.
Отклонение характеристик биоиндикатора в нарушенной среде необходимо сравнить с нормой или «контролем». В зависимости от ситуации используют разные подходы:
1. Сравнение с характеристиками объекта вне зоны воздействия.
Например, чтобы выявить изменение растительных сообществ
при промышленном загрязнении, их сравнивают с сообществами, расположенными вне зоны антропогенного воздействия.
2. Сравнение с результатами эксперимента. В лабораторных опытах
часть тест-организмов контактирует с загрязненной почвой, водой или
воздухом, другая же часть (это контроль) с заведомо чистыми субстра-
тами. Для тестирования воздуха, например, применяют специальные
камеры с тест-
растениями. Через опытные камеры пропускают загряз-
ненный воздух, а через контрольные — профильтрованный с помощью
активированного угля.
3. Сравнение с характеристиками объектов в прошлом до воздей-
ствия человека (исторические стандарты). Некоторые типы экосистем,
например, европейские степи, практически утратили свой начальный
облик. В таких случаях о степени их нарушенности можно судить по под-
робным научным описаниям, сделанным около века назад.
4. Контроль — определенный вид функциональной зависимости, от-
клонение от которой рассматривается как нарушение. Во всех случаях,
-
ГЛАВА 13. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И БИОИНДИКАЦИЯ КАК МЕТОДЫ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ
235
когда речь идет о контроле, без которого индикация в принципе невозможна, встает вопрос, что считать нормой для того или иного биоиндикатора?
В одних случаях ответ будет простой. Например, появление на листьях
растений некротических пятен любой формы и размера — всегда индикатор загрязнения среды, поскольку в норме их быть не должно
.
Ситуация усложняется, когда нормой является не одно конкретное
состояние биоиндикатора, а целый набор, диапазон таких состояний.
К таким биоиндикаторам относятся численность популяций, разно-
образие сообществ, их видовой состав и т. д. Эти характеристики меня-
ются по сезонам и по годам, они могут отличаться в различных местах
обитания. Следовательно, чтобы установить
норму для таких биоиндикаторов, нужно располагать данными об их сезонной и многолетней
динамике, их изменении по местообитаниям. Например, численность
мелких почвенных членистоногих на одном и том же участке ненарушенного леса может меняться в течение года в 10–20 раз, а разнообразие их сообществ — в 2–3 раза.
Биоиндикация может осуществляться на всех
уровнях организации: субклеточном, клеточном, организменном, популяционном и биоценологическом. На низших уровнях биоиндикации возможны прямые
и специфические формы биоиндикации, на высших — лишь косвенные и неспецифические. Однако именно на высших уровнях биоиндикации возможна комплексная оценка антропогенных воздействий
на природу в целом.
Биоиндикация на субклеточном и клеточном уровнях основана
на узких пределах протекания биотических и физиологических реакций. Её
достоинства заключаются в высокой чувствительности к нарушениям,
позволяющим быстро выявить даже незначительные концентрации поллютантов. Именно на этих уровнях возможно наиболее раннее выявление
нарушений среды. К числу недостатков относится то, что биоиндикация
на субклеточном и клеточном уровнях требует сложной аппаратуры.
Одним
из видов субклеточной биоиндикации является генетическая
биоиндикация. Генетическая биоиндикация — относительно новое направление в экологии. Его появлению способствовали открытия в области молекулярной биологии, химии белков и нуклеиновых кислот,
расшифровка структуры ДНК, РНК и отдельных генов. Генетический
мониторинг чрезвычайно важен для понимания генетического единства
живых существ, механизмов возникновения жизни, эволюции,
иденти-
фикации организмов и прогнозирования генетических изменений под
влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды.
Клеточная биоиндикация стала возможной благодаря развитию
методов спектрального анализа на клеточном уровне. Мы уже знаем,
что наиболее перспективными методами оценки окружающей среды
ЧАСТЬ II. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
236
являются зондирование и картографирование из космоса, спектрозо-
нальная аэрофотосъемка, лазерное и радиолокационное зондирование.
Поэтому использование клеток для оценки состояния значительных
по объему пространств окружающей среды кажется парадоксальным.
Однако парадоксальность такой постановки задачи является только
кажущейся, и причина ее возникновения связана с тем, что мы привык-
ли мыслить привычными для техники категориями
. Но существует
по крайней мере два известных биологии обстоятельства, которые де-
лают решение этой задачи не только возможным, но и необходимым:
1. Живые существа обладают свойством отражения состояния окружающей среды. Именно это явилось причиной эволюции жизни и причиной наблюдаемых сейчас экологических катастроф. Изменения физико-химических параметров среды обитания
приводят к изменениям
состояния живых существ и к их последующей гибели, а следовательно,
к изменению биоценозов.
2. Первичные процессы, приводящие к гибели организма, развива-
ются на клеточном уровне. Вначале происходят изменения и повреждения отдельных клеток, занимающих определенное место в иерархии
организма. Они, в свою очередь, приводят к изменению и повреждению
органов и тканей и к последующей гибели организма.
Поэтому именно на клеточном уровне оказывается возможным об-
наруживать неблагоприятные для организма изменения среды его обитания на самой ранней стадии, когда еще есть время определить причины этого изменения среды и ликвидировать его до того, как они вызовут необратимые изменения
биоценоза.
Современная экология включает два основных раздела: аутоэко-
логию, изучающую взаимоотношения вида с окружающей средой,
и синэкологию (или биоценологию), изучающую отношения между видами внутри данной группировки организмов и окружающей средой.
Конечная цель экологии — понимание причин появления существующих биоценозов и прогнозирование изменения в их будущем под
влиянием тех или иных
меняющихся условий внешней среды. Но понимание процессов, происходящих в природе, и прогнозирование невозможны без представления о молекулярном устройстве важнейших
функциональных механизмов клетки и организма. Это создало необходимость появления нового направления в экологии — биофизической экологии, изучающей молекулярные механизмы взаимодействия клетки с окружающей средой, и в том
числе молекулярные меха-
низмы адаптации клеток и организма к изменению окружающей среды.
Необходимо подчеркнуть, что на клеточном уровне реализуются
те системы обмена веществ и энергии, которые определяют жизнеспособность и функционирование, их взаимодействие между собой
ГЛАВА 13. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И БИОИНДИКАЦИЯ КАК МЕТОДЫ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ
237
в составе органов и организма и в конечном счете — устойчивость вида
и биоценоза в определенных внешних условиях.
Любая работа, совершаемая клеткой, требует поступления извне со-
ответствующей порции энергии. В том числе и такая работа, как просто
поддержание клетки в живом состоянии, когда на смену распадающимся
макромолекулам синтетический аппарат клетки создает новые
макромолекулы или когда клетка обеспечивает постоянство концентрации ионов
внутри и снаружи клетки. Поэтому если загрязнение окружающей среды
приведет к повреждению энергетического аппарата клеток, то их гибель
неизбежна. Например, цианистый калий или угарный газ блокируют дыхательный фермент цитохромоксидазу, в результате чего митохондрии
клеток теряют способность к производству энергии. Если
у клеток нет
другого механизма энергообеспечения, то они погибают.
В конечном счете от состояния, мощности и типов систем энергообеспечения клеток, от наличия у них альтернативных энергетических
систем зависит устойчивость состоящих из них организмов, а следова-
тельно, и биоценозов, к воздействию физико-химических условий окружающей среды, изменяющихся при ее загрязнении
.
Первой реакцией клеток на изменение окружающей среды является
их попытка приспособиться (адаптироваться) к новым условиям обитания. Эта адаптация, как и всякая другая работа, требует определенных
дополнительных затрат энергии, а следовательно, повышения активности
энергосистем клетки. Если мы сможем измерить эту активность, то сможем получить первые сигналы неблагополучия клетки в
данной окружающей среде, подобно тому как наличие повышенной температуры у человека служит сигналом болезни, с которой его организм активно борет-
ся. Это и может быть использовано в целях биомониторинга.
Известно, что все живые организмы по способу своего энергообеспе-
чения делятся на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы. Авто-
трофы
используют для своего энергообеспечения энергию солнечного
света (фототрофы), которая преобразуется в энергию химических связей
таких органических соединений, как белки, жиры и углеводы. Среди микроорганизмов существуют хемоавтотрофы, которые могут извлекать не-
обходимую им энергию из химических связей неорганических соединений.
Гетеротрофы используют энергию химических связей белков, жи-
ров и углеводов, синтезированных
автотрофами. Основным энергопроизводящим органоидом гетеротрофных эукариотных клеток являются
митохондрии. В митохондриях кислород воздуха окисляет атомы водорода, отщепляемых от углеводов, белков и жиров, поступающих с пищей.
При загрязнении окружающей среды требующая дополнительных
затрат энергии адаптация происходит в условиях повреждения основной энергосистемы. В этих условиях повышенной устойчивостью,
ЧАСТЬ II. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
238
а следовательно, и жизнеспособностью, будут обладать те виды живых
существ, в клетках которых хорошо развиты альтернативные системы
энергообеспечения (например, анаэробный гликолиз). Поэтому величина и тип изменений в системах энергообеспечения клеток могут служить основой методов биомониторинга, позволяющих обнаруживать
самые начальные стадии реакции живых систем на изменения физи-
ко-химических условий
внешней среды, в том числе и при ее загрязнении. Для этого существуют соответствующие методы, позволяющие
регистрировать состояние энергосистем в одиночных живых клетках.
Эти методы основаны на явлении люминесценции.
Практически во всех энергосистемах клетки имеются ключевые
ферменты и коферменты (НАДН, АТФ , флавопротеины, хлорофилл),
которые через определенный промежуток времени способны излучать
в пространство часть поглощенной ими энергии. Это явление носит
название люминесценции.
Для того чтобы люминесценция регистрировалась, необходимо,
чтобы ее энергия лежала в видимой части спектра. Для этого клетку
облучают ультрафиолетовыми лучами длиной от 350 до 400 нм. В качестве регистрирующего устройства используется люминесцентный
микроскоп в комбинации со спектральным анализатором. Чаще всего
используют
клетки складчатой паренхимы хвои, которая широко распространена во всех климатических зонах. Для хвои из районов с низким загрязнением атмосферного воздуха в спектре люминесценции
преобладают полосы излучения хлорофила (680 нм). По мере увеличения степени загрязнения в спектрах люминесценции складчатой парен-
химы хвои наблюдается уменьшение интенсивности полосы излучения
хлорофила и
увеличение интенсивности полосы излучения, принадле-
жащей окисленным флавопротеинам митохондрий (530–535 нм).
В качестве биологического объекта для оценки загрязнения окружающей среды используют также культуры морских микроорганизмов,
обладающих свойством люминесценции. В присутствии различных
веществ интенсивность люминесценции микроорганизмов увеличивается или уменьшается, что фиксируется специальным прибором — Биотоксом. В этом приборе можно исследовать любые
среды — воду, воз-
дух, пищевые продукты, почву и т. п.
Организменный уровень биоиндикации характеризуется небольшими затратами труда и относительной дешевизной. Еще в древности некоторые виды растений использовали для поиска руд и других полезных
ископаемых.
Тест-объектами для биоиндикации на организменном уровне явля-
ются растения и животные. У растений
учитывают прежде всего мор-
фологические признаки:
ГЛАВА 13. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И БИОИНДИКАЦИЯ КАК МЕТОДЫ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ
239
1. Изменение окраски листьев — неспецифическая, реже специфи-
ческая реакция на различные поллютанты:
• хлороз — бледная окраска листьев между жилками; отмечается при избытке в почве тяжелых металлов или газодымном загрязнении воздуха, например выхлопами автотранспорта;
• пожелтение участков листьев; характерно для лиственных деревьев при засолении почвы хлоридами;
• покраснение, связанное с накоплением
антоциана; возникает
под действием сернистого газа;
• побурение или побронзовение; часто означает начальную стадию некротических повреждений;
• серебристая окраска листьев; возникает, например, при воздей-
ствии озона на листья табака.
2. Некрозы — отмирание участков ткани листа.
3. Преждевременное увядание, например, сернистый газ вызывает
увядание листьев малины.
4. Дефолиация — опадание листвы, например, у ели
и сосны на-
блюдается осыпание хвои при газодымном загрязнении воздуха, у лип
и каштанов наблюдается осыпание листвы под влиянием соли противогололедных средств.
5. Изменение формы, например, у некоторых деревьев изменяется
форма листьев под влиянием радиоактивного излучения.
6. Изменение плодовитости — обнаружено у многих растений, на-
пример, при действии поллютантов уменьшается образование
плодовых
тел у грибов, снижается продуктивность у черники и ели.
Примерами биоиндикации среды с помощью растений являются:
1. Мониторинг озона по табаку BEL W3. Этот сорт табака специ-
ально выведен для биоиндикации. Уже при слабом воздействии озона
через несколько дней на всей листовой пластинке образуются некротические пятна серебристого цвета.
2. Мониторинг загрязнения
почвы и воздуха с помощью кресс-салата. Семена кресс-салата проращивают в чашках Петри на фильтрах или
исследуемой почве. Наблюдение длится в течение 10 дней. При наличии
вредных веществ снижается процент всхожести и уменьшается скорость
роста зародышевых корешков. У растений, высаженных в открытом грунте в городских центрах с интенсивным движением
транспорта, под вли-
янием газовых выбросов отчетливо снижается длина проростков.
3. Индикация соли, применяемой для таяния льда, по листве липы.
Сначала возникают ярко-желтые неравномерно-расположенные краевые
зоны, затем край листа отмирает, а желтая зона передвигается к середине и основанию листа.
4. Индикация загрязнения атмосферного воздуха по продолжительно-
сти жизни
хвои. Для определения у 25 взрослых деревьев ели из средней
ЧАСТЬ II. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
240
части кроны вырезают по одной ветви. Определяют среднее количество
хвоинок на побегах разного возраста. Поскольку хвоинки живут в нор-
ме четыре года, то четырехлетние побеги должны быть покрыты хвоинками. При загрязнении воздуха продолжительность жизни хвои сокращается вплоть до одного года, соответственно большая часть ветвей
оголена, а хвоинки остаются лишь
на концах ветвей.
5. Выявление флуктуирующей асимметрии. Флуктуирующая асим-
метрия является ответной реакцией живых организмов на условия существования.
Некоторые растения, насекомые и мелкие животные обладают латеральной симметричностью. Например, две половинки листа остролистого клена имеют симметричное строение, т. е. рисунок одной половинки
строго повторяет рисунок другой половинки листа. Благоприятная
окружающая среда способствует стабильности развития живых организмов,
т. е. гомеостазу. При суммарном воздействии неблагоприятных факторов
окружающей среды на живые билатерально симметричные организмы
у последних наблюдаются мелкие ненаправленные нарушения гомео стаза
развития, которые проявляются в виде нарушения симметрии.
Для осуществления биоиндикации у живых организмов подобран
ряд признаков, легко читаемых и достаточно
четко отвечающих увеличением билатеральной асимметрии на изменение внешней среды. После
замеров выбранных признаков на первичном биологическом материале
рассчитываются коэффициенты флуктуирующей асимметрии. Обра-
ботка материала проводится в четыре этапа:
1. Сбор информации об объекте (снятие определенных биологиче-
ских параметров у отдельных видов растений, насекомых, земноводных
и других групп).
2. Первичная обработка
информации и занесение числовых кодов
признаков в специально разработанную компьютерную базу данных.
3. Расчет специфических биологических показателей (коэффици-
енты флуктуирующей асимметрии, показатель внутрипопуляционного
разнообразия и др.).
4. Статистическая обработка, пространственный и временной ана-
лиз полученных результатов.
На основании результатов обследования определенной территории
в различных временных точках создается биоиндикационная карта, ко-
торая позволяет
интегрально оценить качество среды, выявить дина-
мику процессов и сделать прогноз.
Наблюдать за изменениями животных в нарушенной среде значи-
тельно сложнее, чем за неподвижными растениями. Более доступны
насекомые и моллюски. Эти группы чаще других используют в целях
биоиндикации, и у них контролируют следующие изменения:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]