Bioindicator - nó là gì? Định nghĩa, các loại và các loại bioindicators

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:42

Các phương pháp khác nhau được sử dụng trong nghiên cứu môi trường. Một trong số đó có thể là bioindication. Cách tiếp cận này liên quan đến việc nghiên cứu trạng thái của một số sinh vật sống nhất định để có được thông tin về môi trường sống của chúng. Để hiểu các tính năng của việc thực hiện các nghiên cứu như vậy, người ta nên xem xét một bioindicator là gì. Điều này sẽ cung cấp thông tin cần thiết về phương pháp nghiên cứu như vậy.

Định nghĩa chung

Bioindicator là một sinh vật sống, và có thể là toàn bộ loài hoặc cộng đồng sống trong một hệ thống sinh thái nhất định và có thể dùng để phản ánh trạng thái của nó. Hơn nữa, trong quá trình nghiên cứu, số lượng cá thể trong quần thể, tình trạng và hành vi của chúng được ước tính. Dựa trên thông tin nhận được, có thể phán đoán sự hiện diện của các chất ô nhiễm, chất độc, chất gây ung thư, v.v. trong môi trường sống tự nhiên.

Bioindicators là thực vật hoặc động vật mà tình trạng của chúng phụ thuộc trực tiếp vàomôi trường của họ. Việc sử dụng một kỹ thuật như vậy trong quá trình nghiên cứu có nhiều thuận lợi. Đôi khi có thể có được thông tin cần thiết về trạng thái của môi trường chỉ dựa trên cơ sở của các thiết bị phân tích sinh học. Tiết kiệm tiền bạc và thời gian cho các phân tích vật lý và hóa học phức tạp là một lợi thế nhất định.

Bioindicators - thực vật và động vật tóm tắt dữ liệu quan trọng về chất ô nhiễm, tốc độ thay đổi. Chúng cho phép bạn xác định nơi tích tụ và cách thức xâm nhập của các chất độc hại, mức độ và mức độ ảnh hưởng của chất độc đối với sinh vật, kể cả con người.

Trong quá trình nghiên cứu, mức độ hẹp sinh học của các chỉ số đó sẽ được đánh giá. Đồng thời, cả hai đại diện của động và thực vật đều gây hứng thú cho các nhà nghiên cứu. Trong quá trình quan sát, có thể đánh giá mức độ tiếp xúc mãn tính với chất độc ngay cả khi ở nồng độ thấp. Chúng ảnh hưởng đến các chức năng và tình trạng chung của các cơ quan nội tạng của động vật, các bộ phận đối xứng của cơ thể và tỷ lệ của chúng.

Kiểu học

Bioindicators - thực vật và động vật sống trong nước, không khí, đất. Những sinh vật như vậy có thể là vi khuẩn hoặc tảo, cũng như động vật không xương sống, chẳng hạn như động vật giáp xác, các loài ciliates, động vật thân mềm. Dữ liệu về cá, động vật có thể được sử dụng trong quá trình nghiên cứu.

Chất chỉ thị sinh học của đất thường là cây mọc ngoài tự nhiên. Theo tình trạng của chúng, có thể xác định độ chua, khả năng giữ ẩm, tỷ trọng và nhiệt độ của đất. Ngoài ra, bằng cách xuất hiện của một số loài thực vật, người ta có thể xác định hàm lượng oxy trong đất, lượngchất dinh dưỡng, cũng như muối và kim loại nặng.

Cây lá kim có thể cung cấp thông tin về đất quanh năm. Trong trường hợp này, không chỉ sử dụng các chất chỉ thị hình thái mà còn sử dụng một số biến đổi sinh hóa. Điều này cho phép bạn nhận được thông tin đáng tin cậy. Hình thái nhân vật đôi khi có thể thay đổi.

Vì vậy, ví dụ, cây tầm ma bình thường có thể chứng minh lượng canxi có trong đất. Một số loài thực vật là cây ưa mật. Họ yêu thích đất mặn. Nếu chúng phát triển trong một khu vực nhất định, tích cực xâm chiếm các vùng lãnh thổ, thì đất sẽ dần bị nhiễm mặn.

Để đánh giá trạng thái của nước, các nghiên cứu được thực hiện trên các thiết bị phân tích sinh học như ấu trùng của một số côn trùng, một số loại tảo, động vật giáp xác bậc cao, vi khuẩn phát sáng.

Rêu và địa y có thể là chất sinh khí. Các phẩm chất thể chất của họ rất khác nhau tùy thuộc vào điều kiện phát triển.

Tính năng lựa chọn

Thực vật và động vật sinh học được lựa chọn để nghiên cứu theo một nguyên tắc nhất định. Nó được xây dựng bởi một trong những nhà sinh thái học nổi tiếng người Mỹ Yu Odum. Ông đề xuất xem xét các tuyên bố sau trong quá trình lựa chọn các trình phân tích sinh học:

1. Có các loài sinh vật sống dị ứng và eurytopic. Những người trước đây chỉ có thể sống trong những điều kiện nhất định, vì vậy phạm vi của chúng bị hạn chế. Các loài Eurytopic phân bố rộng rãi trong tự nhiên, có sức chịu đựng sinh thái. Do đó, chúng ít thích hợp để nghiên cứu hơn so với các loài dị vật.
2. Các loại bioindicators lớn hơn được nghiên cứu thường xuyên hơn những loại nhỏ. Điều này được giải thích bởi tốc độ quay vòng trong biocenosis. Tỷ lệ này cao hơn ở các loài nhỏ, vì vậy tại thời điểm nghiên cứu, chúng có thể không vào được mẫu, đặc biệt là trong quá trình phân tích với tần suất dài.
3. Để chọn một loài hoặc nhóm của chúng để nghiên cứu, thông tin thực nghiệm và thực địa về các giá trị giới hạn của một yếu tố nhất định sẽ được yêu cầu. Đồng thời, các phản ứng bù trừ có thể xảy ra của chất sinh học, khả năng chịu đựng của loài cũng được tính đến.
4. Tỷ lệ các quần thể, loài hoặc quần xã khác nhau mang tính biểu thị nhiều hơn và do đó được sử dụng như một chỉ số đáng tin cậy. Chỉ một loài không thể truyền tải đầy đủ quy mô của những thay đổi môi trường. Những thay đổi như vậy cần được xem xét một cách tổng thể chứ không chỉ theo một hướng.

Cũng cần lưu ý rằng những loài sinh học tốt nhất là những loài cung cấp phản ứng tức thời, cũng như độ tin cậy của thông tin được cung cấp. Sai số không được vượt quá 20%. Ngoài ra, với sự trợ giúp của các thiết bị phân tích sinh học như vậy, sẽ dễ dàng có được thông tin cần thiết. Các loài này phải thường xuyên hiện diện trong tự nhiên để nhà nghiên cứu có thể đánh giá tình trạng của nó bất cứ lúc nào.

Giống

Có nhiều loại khác nhau và các loại thiết bị phân tích sinh học. Tất cả các sinh vật sống thích hợp cho nghiên cứu như vậy có thể được chia thành hai nhóm:

1. Đăng ký.
2. Tích lũy.

Trong trường hợp đầu tiên, các sinh vật sống phản ứng với những thay đổi của môi trường bằng cách thay đổiquy mô dân số. Chúng cũng có thể thay đổi kiểu hình, rối loạn soma hoặc tổn thương mô. Có thể xuất hiện nhiều dị tật khác nhau, tốc độ tăng trưởng thay đổi. Các dấu hiệu dễ nhìn thấy khác cũng có thể có.

Ví dụ, đăng ký bioindicators là địa y, cây kim. Trên chúng xuất hiện các vết hoại tử, úa, khô. Việc ghi lại các trình phân tích sinh học không phải lúc nào cũng có thể thiết lập nguyên nhân của những thay đổi đã xảy ra. Trong trường hợp này, nghiên cứu bổ sung sẽ được yêu cầu để xác định lý do tại sao quần thể, diện mạo cuối cùng, sự phân bố trong tự nhiên lại thay đổi. Những thay đổi đó có thể là kết quả của nhiều quá trình khác nhau.

Cơ thể sinh vật-sinh vật có thể thuộc loại tích lũy. Chúng tập trung độc tố, ô nhiễm bên trong cơ thể, trong các mô, bộ phận cơ thể hoặc các cơ quan khác nhau. Trong quá trình nghiên cứu, mức độ ô nhiễm môi trường được xác định sau khi phân tích hóa học. Ví dụ, vỏ của động vật giáp xác, ấu trùng côn trùng, cũng như một số cơ quan của động vật có vú (não, thận, lá lách, gan, v.v.), rêu có thể là một chất sinh học tích lũy.

Sinh vật sống phản ứng ngay lập tức với toàn bộ phức hợp của các chất độc hại xâm nhập vào môi trường. Do đó, kỹ thuật như vậy không cho phép thiết lập nồng độ chính xác của một chất độc duy nhất. Nhưng đồng thời, lợi thế của việc sử dụng bioindication cho phép bạn xác định chính xác mức độ ô nhiễm ảnh hưởng đến dân số như thế nào.

Thử nghiệm sinh vật

Sinh vật thử nghiệm có thể là một yếu tố sinh học của môi trường. Đây là những đại diện của hệ thực vật hoặc động vật được sử dụng trong quá trình kiểm tra chất lượng các điều kiện môi trường trong phòng thí nghiệm. Họ thực hiện các thí nghiệm thích hợp. Ví dụ, nó có thể là động vật đơn bào, động vật nguyên sinh, động vật chân đốt. Thực vật như rêu hoặc thực vật có hoa cũng có thể là sinh vật thử nghiệm.

Đặc điểm chính của những sinh vật như vậy là khả năng thu được các nền văn hóa từ thực vật hoặc động vật đồng nhất về mặt di truyền. Trong trường hợp này, nguyên mẫu được so sánh với đối chứng. Điều này cho phép bạn nhận được thông tin đáng tin cậy về yếu tố gây nhiễu. Nếu không, do sự khác biệt bình thường giữa các cá nhân, sẽ không thể thu được kết quả đáng tin cậy.

Phương pháp phân tích

Chất chỉ định sinh học và sự ô nhiễm môi trường của chúng được kiểm tra bằng cách phân tích so sánh với mẫu đối chứng. Có thể có nhiều cách tiếp cận khác nhau để giải quyết vấn đề này.

Phương pháp đầu tiên liên quan đến việc so sánh các đặc điểm tương ứng bên ngoài vùng ảnh hưởng. Vì vậy, ví dụ, cây trồng trong khu vực ô nhiễm công nghiệp được so sánh với cây trồng bên ngoài khu vực ảnh hưởng của con người.

Kỹ thuật thứ hai liên quan đến việc so sánh mẫu với kết quả của thí nghiệm. Một phần của các nhà máy thử nghiệm tiếp xúc trong điều kiện phòng thí nghiệm với không khí, đất, nước bị ô nhiễm và phần thứ hai - với môi trường sạch.

Khi sử dụng phương pháp thứ ba, các tiêu chuẩn lịch sử được sử dụng để so sánh. Điều này sẽ hữu ích, chẳng hạn như khikhám phá thảo nguyên Châu Âu. Ngày nay, hệ sinh thái này trên thực tế đã mất đi hình dáng ban đầu. Nó được so sánh với thảo nguyên trong quá khứ như thế nào mà nó được so sánh với hiện tại.

Kỹ thuật thứ tư sử dụng sự kiểm soát. Đây là một kiểu phụ thuộc nhất định, sự sai lệch mà từ đó bị coi là vi phạm. Ví dụ, đối với các quần xã loài không bị xáo trộn, một biểu đồ tương ứng được xây dựng. Nếu có bất kỳ sai lệch nào được quan sát, điều này sẽ nhận thấy ngay lập tức khi so sánh hai đường cong.

Phương pháp chỉ định sinh học

Chất chỉ sinh học trong tự nhiên được nghiên cứu với sự trợ giúp của việc giám sát môi trường thích hợp. Nó được thực hiện ở cả cấp độ vi mô và vĩ mô. Các nghiên cứu chỉ định sinh học có thể là nghiên cứu sinh học và các loài. Trong trường hợp thứ hai, nghiên cứu sự hiện diện của một sinh vật trong môi trường và tần suất xuất hiện của chúng. Các đặc tính sinh lý, sinh hóa, giải phẫu và hình thái học của thiết bị đo sinh học cũng có thể được nghiên cứu.

Trong quá trình nghiên cứu đại dương học, sự đa dạng của các loài được tính đến bằng cách sử dụng một hệ thống các chỉ số thích hợp, cũng như năng suất của cộng đồng.

Theo tác động của các yếu tố khác nhau lên hệ thống, giám sát phân tích sinh học có thể cụ thể và không cụ thể. Họ nghiên cứu phản ứng của một loài trước sự xuất hiện của ô nhiễm, chất độc trong môi trường sống của chúng. Với đặc điểm sinh học không đặc hiệu, phản ứng giống nhau có thể do các yếu tố khác nhau gây ra. Nếu những thay đổi xảy ra chỉ do ảnh hưởng của một yếu tố, chúng ta đang nói về một dấu hiệu cụ thể.

Vì vậy, ví dụ, cây lá kim và địa ycó thể cung cấp thông tin về độ trong sạch của không khí trong khu vực, sự hiện diện của ô nhiễm công nghiệp trong môi trường sống của chúng. Danh sách các loài động thực vật sống trong đất đặc trưng cho các loại đất khác nhau. Nếu những thay đổi xảy ra trong các nhóm này, chúng ta có thể nói về việc đất bị nhiễm hóa chất hoặc sự thay đổi cấu trúc của nó do các hoạt động của con người.

Ngày nay người ta tin rằng các nghiên cứu về công cụ được sử dụng hiệu quả nhất khi kết hợp với các thiết bị phân tích sinh học. Sự cộng sinh như vậy cung cấp thông tin đầy đủ, đáng tin cậy nhất về trạng thái của quần thể, tác động của các yếu tố bất lợi lên nó.

Đất sinh học

Sử dụng bioindicators trong nghiên cứu ô nhiễm đất, có thể thu được kết quả đáng tin cậy. Thực vật cung cấp thông tin về độ phì nhiêu của đất. Việc phân tích đầy đủ thành phần của đất đòi hỏi nhiều thời gian và công sức. Đất được coi là màu mỡ nếu cây tầm ma, mâm xôi, cây hoàng liên, cây nữ lang, v.v. mọc trên đó. Những cây này không sống được trên đất nghèo.

Angelica, lungwort, meadow fescue, v.v. cho đất màu mỡ vừa phải. Rêu than bùn, địa y, nam việt quất, linh chi mọc trên đất ít màu mỡ.

Ngoài chỉ số về độ phì nhiêu, thành phần của đất cũng có thể được xác định từ thực vật. Sự hiện diện của một lượng lớn nitơ được chứng minh bằng các loài thực vật như cỏ lúa mì, mâm xôi, bông mã đề, cây hà thủ ô, v.v … Màu sắc của những cây như vậy sẽ có màu xanh lục tươi sáng. Nếu nó nhợt nhạt, nghĩa là có ít nitơ trong đất. Cây bị giảm phân nhánh và số lượng lá.

Một số người kháckhoáng chất, độ chua và các đặc điểm khác của đất có thể được xác định trong đất bằng cách sử dụng các chất kết hợp sinh học.

Sinh khí

Bioindicator là một sinh vật sống thay đổi đáng kể phẩm chất của nó khi có sự sai lệch trong môi trường. Với sự giúp đỡ của họ, bạn có thể xác định xem không khí có bị ô nhiễm hay không. Phytocenosis bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các chất ô nhiễm như nitơ oxit, sulfur dioxide, hydrocacbon, v.v.

Khả năng chống lại độc tố của thực vật là khác nhau. Ngay cả một lượng nhỏ sulfur dioxide trong không khí cũng dễ dàng xác định với sự trợ giúp của địa y. Trong số thực vật, hàm lượng gia tăng của loại chất ô nhiễm này có thể được xác định bởi các cây lá kim.

Lúa mì, linh sam, ngô, vân sam, dâu tây vườn, v.v. nhạy cảm với hàm lượng hydro florua trong không khí, hydro clorua, v.v.

Nước sinh học

Để kiểm soát chất lượng nước, phân bổ sinh học là một trong những phương pháp tốt nhất. Không giống như các phương pháp giám sát hóa học và vật lý, cách tiếp cận này là khách quan nhất. Thiết bị đặc biệt chỉ có thể theo dõi một số loại ô nhiễm nhất định. Chỉ định sinh học tiết lộ thông tin đầy đủ về trạng thái của môi trường nước xung quanh.

Giám sát cho phép bạn đánh giá khu vực vận hành nào của hồ chứa phù hợp. Một trong những cách đơn giản nhất để phân hủy sinh học nước là sử dụng dịch cấy nấm men. Thực hiện đánh giá độ đục của chất lỏng bằng nephelometric. Nó phụ thuộc vào lượng men trong mẫu. Nếu nước kìm hãm sự phát triển của chúng, mẫu sẽ nhẹ hơn mẫu đối chứng.

Song Ngư cũng có thểđược sử dụng như một bioindicator. Chúng tích tụ độc tố trong cơ thể. Do đó, có thể xác định những phẩm chất đặc trưng của nước trong sông hoặc hồ bằng cách đánh giá trực quan tình trạng của cá.