- •Раздел III. Мониторинг биоразнообразия
- •Глава 1. Научные основы мониторинга биологического разнообразия. Определения и терминология
- •Глава 2. Методы оценки состояния и динамики
- •2.1. Биофизические и биохимические методы
- •2.1.1. Биолюминесценция
- •2.1.2. Фотосинтетическая активность
- •2.2. Генетические методы
- •2.3. Биоэнергетические методы
- •2.4. Иммунологические методы
- •2.4.1. Митогенная активность спленоцитов позвоночных животных
- •2.4.2. 5-Нуклеотидазная активность макрофагов
- •2.4.3. Применение иммунологических методов при изучении иммунозащитных реакций у рыб и беспозвоночных животных
- •2.5. Морфологические методы
- •2.5.1. Флуктуирующая асимметрия
- •2.5.2. Фенодевианты
- •2.5.3. Фрактал-анализ
- •2.8. Эмбриологические методы
- •2. 9. Паразитологические методы
- •2.10. Популяционные и экосистемные методы
- •Модель геометрических рядов
- •Гиперболическая модель
- •Процедуры оценки моделей
- •Глава 3. Геоинформационные системы – интегрирующее ядро мониторинговой системы биоразнообразия
- •100 Видов
- •10 Видов
- •Глава 4. Средства обеспечения мониторинга биоразнообразия
- •4.1. Аппаратно-технические средства
- •Аналитические характеристики тест-системы «эколюм»
- •4. 2. Программное обеспечение
- •4. 3. Организационное обеспечение
- •Литература
2.5. Морфологические методы
Морфологические изменения, как правило, сопутствуют достаточно длительному воздействию загрязнителей на экосистемы и наблюдаются, в первую очередь, у организмов, наиболее чувствительных к данному виду загрязняющих веществ [Биоиндикация радиоактивных загрязнений, 1999].
2.5.1. Флуктуирующая асимметрия
Флуктуирующей асимметрией называют небольшие ненаправленные различия между правой и левой сторонами различных морфологических структур, в норме обладающих билатеральной симметрией. Такие различия являются результатом случайных событий в развитии организма. При нормальных условиях развитие защищено от таких случайностей и асимметрия минимальна. При стрессе эффективность защитных механизмов снижается, что приводит к повышению уровня асимметрии. Например, исследуется разница между количественными признаками (числом шипиков, члеников, пятен, жилок, и т. п.) на правой и левой половине тела у животных, взятых с загрязненных и чистых (контрольных) территорий. При анализе асимметрии широко используются стандартные статистические методы.
2.5.2. Фенодевианты
Фенодевиантами называются фенотипы – варианты проявления признака, отличающиеся от условно нормального, обычно встречающегося в природе. Их появление обычно является результатом значительных нарушений развития. Например, загрязнение радионуклидами и тяжелыми металлами увеличивает число соцветий с малым числом язычковых цветков у поповника обыкновенного (Смуров и др, 1972). Частота встречаемости отклоняющихся от нормы фенотипов в популяции служит показателем эффективности гомеостаза развития. При анализе фенодевиант также широко используются статистические методы.
2.5.3. Фрактал-анализ
Фрактал-анализ дает возможность с помощью определенного математического аппарата исследовать нарушения в сложных процессах формообразования, закономерности которых в течении всего периода жизни остаются постоянными, т. е. могут быть описаны одной и той же системой уравнений. Например, расположение колец на чешуе рыб вдоль продольной оси представляет собой сложную волновую структуру, фрактал-коэффициент которой должен уменьшаться при усилении стрессовых воздействий на объект исследования.
2.6. Патологоанатомические и гистологические методы
2.6.1. Общая анатомия и гистология внутренних органов
Гистологическое исследование внутренних органов является хорошим методом для обнаружения влияния сильных токсических агентов, при воздействии которых происходят серьезные перестройки в структуре и функции клеток, которые могут быть зарегистрированы на тканевом уровне. Крайними вариантами подобных перестроек могут явиться злокачественный рост, дегенеративные изменения или появление некротических очагов – отмирание клеток.
2.6.2. Гистология репродуктивной системы
Отдельно следует отметить важность изучения репродуктивной системы, любые изменения которой непосредственно связаны с жизненно важными параметрами популяций. Репродуктивная система очень чувствительна к стрессовым воздействиям, и любое нарушение развития половых клеток и гонад можно рассматривать как сигнал о наличии неблагоприятных изменений. Особенно широко эти методы используются для оценки последствий различных видов стрессового воздействия в отношении рыб.
2.7. Токсикологические методы
Токсикологические методы подразумевают оценку токсичных свойств веществ с использованием модельных живых систем [Филенко, 1988; Федоров, Капков, 2000]. Оценка токсичности производится в лабораторных условиях для целей нормирования, токсикологического контроля, анализа общих закономерностей действий токсических веществ и т. п. Конечной целью токсикологического контроля является определение действия токсических веществ на популяции и целые экосистемы, хотя при этом отдельные особи, используемые в токсикологических исследованиях, представляют собой, естественно, лишь элементы экосистем. Поэтому общим показателям роста, выживаемости, плодовитости и качества потомства в таких исследованиях отводится роль основных. В качестве тест-систем используют обычно культуры водных организмов: ракообразных (дафнии), водорослей или бактерий. Эти методы не требуют сложного оборудования, могут быть стандартизованы, но они достаточно продолжительны (до нескольких недель). В последнее время при сохранении определяющей роли основных показателей все чаще при токсикологических исследованиях применяют показатели тонких нарушений в клетках и тканях, получаемые различными биохимическими, биофизическими и другими методами исследования.