في سياق البحث البيئي ، يتم استخدام طرق مختلفة. قد يكون أحدها دلالة بيولوجية. يتضمن هذا النهج دراسة حالة بعض الكائنات الحية للحصول على معلومات حول بيئتها. لفهم ميزات إجراء مثل هذه الدراسات ، يجب أن تفكر في ماهية المؤشر الحيوي. سيوفر هذا المعلومات اللازمة حول منهجية بحث مماثلة.
تعريف عام
المؤشر الحيوي هو كائن حي ، وربما نوعًا أو مجتمعًا كاملًا يعيش في نظام إيكولوجي معين ويمكن أن يكون بمثابة انعكاس لحالته. علاوة على ذلك ، تقيم الدراسة عدد الأفراد في المجتمع وحالتهم وسلوكهم. استنادًا إلى المعلومات الواردة ، يمكن للمرء أن يحكم على وجود الملوثات والسموم والمواد المسببة للسرطان وما إلى ذلك في البيئة الطبيعية.
المؤشرات الحيوية هي نباتات أو حيوانات تعتمد حالتها بشكل مباشر على بيئتها. إن تطبيق مثل هذه التقنية أثناء الدراسة له مزايا عديدة. في بعض الأحيان يكون من الممكن على أساس المؤشرات الحيوية فقط الحصول على المعلومات الضرورية حول حالة البيئة. يعد توفير المال والوقت لإجراء التحليلات الفيزيائية والكيميائية المعقدة ميزة لا شك فيها.
المؤشرات الحيوية هي نباتات وحيوانات تلخص بيانات مهمة عن الملوثات ومعدل التغير. أنها تسمح لك بتحديد مكان تراكم وطريقة دخول المواد الضارة ، ودرجة وشدة تأثير السموم على الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر.
في سياق البحث ، يتم تقييم التكاثر الحيوي لهذه المؤشرات. في الوقت نفسه ، يهتم الباحثون بكل من ممثلي الحيوانات والنباتات. خلال الملاحظات ، من الممكن تقييم درجة التعرض المزمن للسموم حتى في التركيزات المنخفضة. فهي تؤثر على وظائف الأعضاء الداخلية للحيوانات وحالتها العامة ، والأجزاء المتماثلة من الجسم وعلاقاتها.
التصنيف
المؤشرات الحيوية - النباتات والحيوانات التي تعيش في الماء والهواء والتربة. يمكن أن تكون هذه الكائنات الحية بكتيريا أو طحالب ، وكذلك اللافقاريات ، على سبيل المثال ، القشريات والهدب والرخويات. يمكن استخدامها خلال بيانات الدراسة عن الأسماك والحيوانات.
غالبًا ما تكون المؤشرات الحيوية للتربة نباتات تنمو في البرية. وفقًا لحالتهم ، يمكنك تحديد حموضة التربة وقدرتها على الرطوبة وكثافتها ودرجة حرارتها. أيضا ، يمكن أن يحدد مظهر بعض النباتات محتوى الأكسجين في التربة ، وكمية المغذيات ، وكذلك الأملاح والمعادن الثقيلة.
يمكن للصنوبريات توفير معلومات التربة طوال العام. في هذه الحالة ، لا يتم تطبيق المؤشرات المورفولوجية فقط ، ولكن أيضًا عدد من التغييرات البيوكيميائية. هذا يسمح لك بالحصول على معلومات موثوقة. أحيانًا تكون الأحرف المورفولوجية متغيرة.
لذا ، على سبيل المثال ، يمكن للقراص العادي أن يثبت كمية الكالسيوم الموجودة في الأرض. بعض النباتات هي جالوفيل. يحبون التربة المالحة. إذا كانت تنمو في منطقة معينة ، تستعمر الأراضي بنشاط ، فإن الأرض يتم تمليحها تدريجياً.
لتقييم حالة المياه ، يتم دراسة المؤشرات الحيوية مثل يرقات بعض الحشرات ، وأنواع معينة من الطحالب ، والقشريات العالية ، البكتيريا المضيئة.
يمكن أن تكون المؤشرات الحيوية للهواء الطحالب والأشنة. تختلف صفاتهم الجسدية بشكل كبير اعتمادًا على ظروف النمو.
ميزات الاختيار
يتم اختيار النباتات والمؤشرات الحيوية للحيوانات للبحث وفقًا لمبدأ معين. تم صياغتها من قبل أحد أشهر علماء البيئة الأمريكيين ، يو. أودوم. يقترح مراعاة العبارات التالية عند اختيار المؤشرات الحيوية:
- هناك أنواع من الكائنات الحية تضيق النطاق والخلل. فالأول قادر على العيش فقط في ظروف معينة ، لذا فإن نطاق توزيعهم محدود. الأنواع Eurytopic منتشرة في الطبيعة ، ولها القدرة على التحمل البيئي. لذلك ، فهي أقل ملاءمة للبحث من الأنواع الضعيفة.
- يتم التحقيق في الأنواع الأكبر من المؤشرات الحيوية في كثير من الأحيان من الأنواع الصغيرة. ويفسر ذلك معدل دوران في biocenosis. في الأنواع الصغيرة ، تكون أعلى ، لذلك ، في وقت الدراسة ، قد لا تقع في العينة ، خاصة أثناء التحليل مع دورية طويلة.
- لاختيار نوع أو مجموعتهم للدراسة ، ستكون هناك حاجة إلى معلومات تجريبية وحقلية حول القيم المحددة لعامل معين. في الوقت نفسه ، يتم أخذ التفاعلات التعويضية المحتملة للمؤشر الحيوي وتسامح الأنواع في الاعتبار.
- تعتبر النسبة الكمية لمختلف المجموعات أو الأنواع أو المجتمعات أكثر إرشادية ؛ وبالتالي ، يتم استخدامها كمؤشر موثوق. نوع واحد فقط لا يمكنه أن ينقل بشكل كامل مدى التغيرات البيئية. يجب النظر في هذه التغييرات ككل ، من وجهة نظر واحدة فقط.
ومن الجدير بالذكر أيضًا أن أفضل المؤشرات الحيوية هي الأنواع التي تقدم استجابة فورية ، بالإضافة إلى اختلافها في موثوقية المعلومات المقدمة. يجب ألا يتجاوز الخطأ 20٪. أيضًا ، بمساعدة هذه المؤشرات الحيوية ، يجب أن يكون من السهل الحصول على المعلومات الضرورية. يجب أن تكون الأنواع حاضرة باستمرار في الطبيعة حتى يتمكن الباحث من تقييم حالتها في أي وقت.
أصناف
هناك أنواع وأنواع مختلفة من المؤشرات الحيوية. يمكن تقسيم جميع الكائنات الحية المناسبة لمثل هذه الدراسات إلى مجموعتين:
- التسجيل.
- تراكم.
في الحالة الأولى ، تستجيب الكائنات الحية للتغيرات في البيئة عن طريق تغيير حجم السكان. يمكنهم أيضًا تغيير مظهر النمط الظاهري أو الاضطرابات الجسدية أو تلف الأنسجة. قد تظهر تشوهات مختلفة ، يختلف معدل النمو. قد تكون هناك علامات أخرى مرئية بوضوح.
على سبيل المثال ، الأشنات ، إبر الأشجار ، هي مؤشرات حيوية للتسجيل. تظهر النخر والكلور والجفاف. لا تسمح المؤشرات الحيوية للتسجيل دائمًا بتحديد أسباب التغييرات. في هذه الحالة ، ستكون هناك حاجة إلى إجراء بحث إضافي لتحديد سبب تغير السكان ، والمظهر النهائي ، والتوزيع في الطبيعة ، وما إلى ذلك. يمكن أن تكون هذه التغييرات نتيجة لعمليات مختلفة.
يمكن أن تكون كائنات المؤشرات الحيوية من النوع المتراكم. إنها تركز السموم والتلوث داخل أجسامها في أنسجة مختلفة وأجزاء من الجسم أو الأعضاء. خلال الدراسة ، يتم تحديد درجة التلوث البيئي بعد التحليل الكيميائي. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون المؤشر الحيوي المتراكم عبارة عن قشريات من القشريات ، ويرقات الحشرات ، وكذلك بعض أعضاء الثدييات (الدماغ والكلى والطحال والكبد ، وما إلى ذلك) ، والطحالب.
تستجيب الكائنات الحية على الفور لمجموع المواد الضارة التي تدخل البيئة. لذلك ، لتحديد التركيز الدقيق لسم واحد ، لا تسمح هذه التقنية. ولكن في نفس الوقت ، تتيح لك ميزة استخدام التباين البيولوجي تحديد مدى تأثير التلوث بالضبط على السكان.
اختبار الكائنات الحية
قد يكون كائن الاختبار مؤشرا حيويا للبيئة. هؤلاء هم ممثلون للنباتات أو الحيوانات ، والتي يتم استخدامها في مراقبة جودة الظروف البيئية في المختبر. يقومون بإجراء التجارب ذات الصلة. يمكن أن يكون ، على سبيل المثال ، أحادي الخلية ، الأوالي ، المفصليات. يمكن أن يكون كائن الاختبار نباتًا أيضًا ، على سبيل المثال ، الطحالب أو النباتات المزهرة.
السمة الرئيسية لهذه الكائنات الحية هي القدرة على الحصول على المحاصيل من النباتات أو الحيوانات المتجانسة وراثيا. في هذه الحالة ، تتم مقارنة النموذج الأولي مع عنصر التحكم. هذا يسمح لك بالحصول على معلومات موثوقة حول العامل المخالف. خلاف ذلك ، بسبب الاختلافات الفردية الطبيعية بين الأفراد ، لن يكون من الممكن الحصول على نتيجة موثوقة.
طرق التحليل
يتم التحقق من المؤشرات الحيوية وتلوثها البيئي باستخدام التحليل المقارن مع مثيل التحكم. في هذه الحالة ، يمكن استخدام طرق مختلفة.
تتضمن الطريقة الأولى مقارنة الخصائص ذات الصلة خارج منطقة التأثير. على سبيل المثال ، تتم مقارنة النباتات المزروعة في منطقة التلوث الصناعي بالمحاصيل التي نمت خارج منطقة التأثير البشري.
تتضمن الطريقة الثانية مقارنة العينة بالنتائج التجريبية. يتم الاتصال بجزء من مصانع الاختبار في ظروف مختبرية بالهواء الملوث والتربة والماء ، والجزء الثاني بوسائط نظيفة.
عند استخدام التقنية الثالثة ، يتم استخدام المعايير التاريخية للمقارنة. هذا ، على سبيل المثال ، سيكون من المستحسن في دراسة السهوب الأوروبية. اليوم ، فقد هذا النظام البيئي تقريبًا مظهره الأصلي. كيف كانت السهوب تبدو في الماضي تقارن في الوقت الحاضر.
التقنية الرابعة تستخدم التحكم. هذا نوع معين من التبعية ، ويعتبر الانحراف عنه انتهاكًا. على سبيل المثال ، بالنسبة لمجتمعات الأنواع غير المضطربة ، يتم وضع جدول زمني مناسب. إذا لوحظت أي انحرافات ، فسيكون هذا ملحوظًا على الفور إذا تمت مقارنة منحنيين.
طرق Bioindication
باستخدام المراقبة البيئية المناسبة ، يتم التحقيق في المؤشرات الحيوية في الطبيعة. يتم إجراؤه على المستوى الجزئي والكلي. يمكن أن تكون دراسات Bioindication الحيوية والأنواع الحيوية. في الحالة الثانية ، يتم التحقق من وجود الكائن الحي في البيئة ، وتواتر حدوثه. يمكن أيضًا دراسة الخصائص الفسيولوجية والبيوكيميائية والتشريحية والصرفية للمؤشر الحيوي.
خلال دراسة البيوكينوتيك ، يؤخذ تنوع الأنواع في الاعتبار باستخدام نظام من المؤشرات ذات الصلة ، وكذلك إنتاجية المجتمع.
وفقًا لتأثير العوامل المختلفة على النظام ، يمكن أن يكون رصد المؤشرات الحيوية محددًا وغير محدد. يدرسون ردود فعل الأنواع على ظهور التلوث والسموم في بيئتها. مع الإشارة الحيوية غير النوعية ، يمكن أن يحدث نفس التفاعل بسبب عوامل مختلفة. إذا تم تفسير التغييرات التي تحدث من خلال تأثير عامل واحد فقط ، فإننا نتحدث عن إشارة محددة.
على سبيل المثال ، يمكن أن توفر الصنوبريات والحزاز معلومات حول نظافة الهواء في المنطقة ، حول وجود التلوث الصناعي في موائلها. قائمة الأنواع النباتية ، الحيوانات التي تعيش في التربة ، خاصة بأنواع مختلفة من التربة. إذا حدثت تغييرات في هذه المجموعات ، يمكننا الحديث عن تلوث التربة بالمواد الكيميائية أو تغيير في هيكلها بسبب الأنشطة البشرية.
يعتقد اليوم أن أكثرها فاعلية هو استخدام البحث الآلي مع المؤشرات الحيوية. يوفر هذا التكافل المعلومات الأكثر اكتمالا والموثوقية عن حالة السكان ، وتأثير العوامل السلبية عليها.
بيولوجيا التربة
باستخدام في دراسة المؤشرات الحيوية لتلوث التربة ، من الممكن الحصول على نتائج موثوقة. توفر النباتات معلومات عن خصوبة التربة. يتطلب التحليل الكامل لتكوين التربة الكثير من الوقت والجهد. تعتبر التربة خصبة إذا تنمو نبات القراص والتوت والكلندين وحشيشة الهر وما إلى ذلك ، ولا تعيش هذه النباتات على التربة الفقيرة.
يتم الحصول على تربة خصبة بشكل معتدل من قبل حشيشة الملاك ، المجنونة ، المروج ، إلخ. تنمو طحالب الخث ، الأشنات ، التوت البري ، واللينجونيري في التربة منخفضة الخصوبة.
بالإضافة إلى مؤشر الخصوبة ، يمكن تحديد تكوين التربة بواسطة النباتات. يشار إلى وجود كمية كبيرة من النيتروجين من خلال نباتات مثل عشب القمح والتوت وأغنام قشور الأوز والعشب المتشابك ، وما إلى ذلك. سيكون لون هذه النباتات أخضر لامع. إذا كان شاحبًا ، فهذا يعني أن هناك القليل من النيتروجين في التربة. في النباتات ، يتم تقليل التفرع وعدد الأوراق.
يمكن تحديد عدد من المعادن الأخرى والحموضة وخصائص التربة الأخرى في التربة باستخدام المؤشرات الحيوية.
Bioindication الهواء
المؤشر الحيوي هو كائن حي يغير خصائصه بشكل ملحوظ عند حدوث تشوهات في البيئة. يمكن استخدامها لتحديد ما إذا كان الهواء ملوثًا. هذه الملوثات مثل أكسيد النيتريك ، وثاني أكسيد الكبريت ، والهيدروكربونات ، وما إلى ذلك لها تأثير كبير على التسمم النباتي.
تختلف مقاومة النبات للسموم المماثلة. يمكن تحديد كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكبريت في الهواء بسهولة باستخدام الأشنات. من بين النباتات ، يمكن تحديد المحتوى المتزايد لهذا النوع من الملوثات عن طريق الأشجار الصنوبرية.
القمح الحساسة ، التنوب ، الذرة ، الراتينجية ، الفراولة ، إلخ. حساسة لمحتوى الفلورايد ، كلوريد الهيدروجين في الهواء.
