Общая характеристика анатомо-морфологических отклонений в результате стрессовых воздействий

Еще в середине ХІХ в. были отмечены повреждения растений дымом вокруг бельгийских и английских содовых фабрик.

В ряде стран морфологические индикаторы используются в национальной системе мониторинга уже более 25 лет. С помощью методов биоиндикации, основанных на морфологии растений, получена большая часть картосхем антропогенного влияния.

Одним из широко применяемых методов экологической оценки состояния окружающей среды является анализ особенностей морфологического строения биологических объектов. Накопление поллютантов в организме, нарушения метаболизма, приводят к изменению строения тканей, органов и в целом к модификации диагностических признаков видов.

При оценке экологического состояния окружающей среды по морфологическим отклонениям в качестве индикаторов должны быть выбраны наиболее чувствительные виды, обладающие хорошо выраженными, яркими и легко распознаваемыми реакциями на определенное антропогенное воздействие. Чувствительность живых организмов к поллютантам зависит от генетической структуры, стадии развития, условий внешней среды, концентрации поллютанта и меняется в течение вегетационного сезона в зависимости от возраста особи.

На практике осуществляется основной подход к изучению таких отклонений – это детальный визуальный подход, который включает в себя изучение анатомо-морфологических признаков.

Изучение анатомо-морфологических признаков, не требующее больших материальных затрат,имеет особое практическое значение для экспресс-оценки интенсивности техногенного воздействия на экосистемы. В качестве индикаторных признаков эффективно применение морфологических показателей: высоты растений, длины и ширины листьев, междоузлий и т. д. У древесных видов возможно изучение таких морфологических признаков, как высота стволов, высота прикрепления кроны, первой живой ветви, высота отслаивающейся корки, состояние и разреженность кроны, суховершинность и др. Возможность количественной оценки перечисленных параметров при сравнительном анализе фоновых и антропогенно нарушенных территорий с применением аппарата математической статистики повышает надежность и достоверность прогноза антропогенных сукцессии и выводов о современном состоянии экосистем.

Возникновение уродливых форм (тератов), появление хлороза и некроза являются крайней формой проявления стрессового воздействия. Но такие яркие отклонения в развитии организма являются лишь качественными признаками стрессовой ситуации и не дают представления об интенсивности воздействия или частоте стресса. Переход к количественной характеристике достигается за счет использования бонитировочных шкал некрозов, хлорозов или, например, шкалы продолжительности жизни хвои (листвы) древесных пород. Интенсивность воздействия диагностируется степенью поражения (% покрытия) листьев хлорозом или некрозом, представленной в виде соответствующих классов. Морфологические показатели древостоя могут свидетельствовать об ухудшении среды обитания в результате нарушений и (или) загрязнений. Такие показатели, как высота, диаметр, сомкнутость, среднее расстояние между деревьями, высота мертвой отторгнутой корки, высота прикрепления кроны, суховершинность, наличие сухостоя и пней, сравниваются с соответствующими фоновыми характеристиками. Их изменения по сравнению с фоновыми значениями свидетельствуют о неблагоприятных условиях местообитания древесных видов.

Для отбора показателей биоиндикации на тканевом и организменном уровне предлагаются такие критерии:

1. наличие данных, показывающих связь заболевания с загрязнением;

2. изменчивость аномалии в зависимости от места, сезона, a также возраста и размера организма;

3. легкость и точность измерения аномалии;

4. относительная устойчивость аномалии;

5. затраты времени и стоимость получения данных;

6. соответствие специфичности аномалии и загрязнения;

7. виды, для которых характерна данная аномалия;

8. наличие данных о биологии и экологии используемых видов

Таким образом, при биоиндикации на тканевом уровне используются следующие признаки:

1) отмирание тканей – некроз;

2) преждевременное увядание и опадание листвы (дефолиация);