Поняття біоіндикації та використання вищих водних рослин як біоіндикаторів стану навколишнього середовища

В ході еволюції живі організми адаптувались до дії природних факторів середовища, які впливають на них протягом всього життя. Що стосується дії антропогенних факторів, то в зв’язку з коротким історичним часом їх дії такої адаптації не відбулося. Саме тому їх стресорна дія більш відчутна і небезпечна для життя, так як їх концентрація перевищує допустимі норми. Саме ця особливість покладена у необхідність застосування рослин як біоіндикаторів.

Біоіндикація – це метод виявлення і оцінки впливу абіотичних, біотичних і антропогенних факторів на живі організми за допомогою біологічних об’єктів.

Застосування біоіндикаторів дозволяє:

· знаходити місця скупчень в екологічних системах різного роду засмічень;

· прослідити динаміку змін в оточуючому середовищі;

· визначити ступінь шкідливості тих чи інших речовин для живої природи та конкретно для людини;

· скласти прогноз подальшого розвитку екосистеми.

Основні принципи застосування біоіндикації

Для біоіндикації придатні в основному два методи– пасивний і активний моніторинг. У першому випадку у вільноживучих організмів спостерігають за видимими або непомітними пошкодженнями або відхиленнями від норми, що є ознаками стресового впливу. При активному моніторингу спостерігають за тими самим відхиленнями на тест-організмах, що знаходяться в стандартних умовах на досліджуваній території.

Живі організми в тій чи іншій мірі реагують на зміни навколишнього середовища. Їх чутливість до змін, що відбувається в ряді випадків значно вища ніж існуючих фізичних або хімічних методів. Чутливі організми біоіндикатори реагують не тільки на малі дози екологічних факторів, але й дають змогу виявити синергізм, потенціювання, інгибірування впливових чинників.

Виділяють наступні рівні біоіндикації:

1. За зміною біохімічних і фізіологічних реакцій, що супроводжується накопиченням токсикантів в органах або тканинах;

2. За характером анатомічних, морфологічних, біоритмічних і поведінкових реакцій;

3. За зміною видового складу флористичних та фауністичних комплексів.

На першому рівні досліджують видимі або непомітні пошкодження та відхилення від норми, які свідчать про несприятливі впливи.

На другому (активному) використовують відповідні реакції найбільш чутливих до даного фактору організмів (біотестування).

Біоіндикація може проводитись на рівні макромолекул, організму, популяції, співтовариств та екосистем. Існує біоіндикація специфічна (реакція тільки на один фактор) і неспецифічна (одна і таж реакція на декілька факторів). Методи біоіндикації повинні відповідати наступним вимогам: відносна швидкість проведення біоіндикації, достатня точність і стабільність результатів, доступність видів-індикаторів у необхідній кількості.

Серед організмів-біоіндикаторів неможна не відмітити внесок вищої водної рослинності в процес індикації важких металів. Здатність до акумуляції важких металів серед водної рослинності проявляє сальвінія плаваюча, рдесник пронизанолисний, рдесник блискучий, рдесник вузлуватий, багатокорінник звичайний та ін. Водні рослини також є індикаторами органічного забруднення та евтрофікації водних об’єктів.

На підвищення рівня концентрації Cu та Ni, солей важких металів та інших негативних чинників швидко реагують такі рослини як елодея канадська, валіснерія спіральна та різуха гваделупська, у яких погано розвинені покривні тканини.

Біоіндикація якості водного середовища з використанням вищих водних рослин

Для виявлення антропогенного забруднення поряд з хіміко-аналітичними, широко застосовують методи біоіндикації. Біотестування для виявлення токсикантів у воді в наш час набуває все більшого використання, так як дає змогу виявити токсикант по характеру його дії на тест-об’єкт (стан, функцію, поведінку). Ефект може бути визначений як при оцінці приватних, так і інтегральних функцій. До приватних функцій належать біохімічні показники, певні системи (ферментна, дихальна). До інтегральних характеристик відносять характеристики, що дають уяву про сумарний ефект впливу на стан системи.

Методи біотестування з використанням вищих рослин є економічно кращими, бо вони потребують мінімальних витрат.

При проведенні робіт по біотестуванню стану водного середовища слід враховувати слідуючи обставини:

1) швидкість відповіді тест-об’єкту на дію агента (токсиканта) пов’язана з концентрацією речовини.

2) збільшення концентрації скорочує час настання відповідної реакції.

З точки зору технічного оснащення найбільш доступні досліди, засновані на реєстрації загально-біологічних характеристик гідробіонтів. Необхідно враховувати, що тест-об’єкт і тест-реакції мають специфічність відповідей на дію токсиканту. Рослини, наприклад, можуть бути найбільш чутливими в присутності у воді гербіцидів. Крім того, тест-реакція може виявити токсикант по його функції-мішені, якщо він має вибіркову дію на певні функції організму.

Вищі водні рослини застосовуються при розробці токсикологічних нормативів. Відносно тривалий строк отримання відповіді обмежує застосування вищих рослин для контролю токсичності стічних вод, особливо при низькій концентрації токсиканту [14].