BIOINDIKATORI ŽIVOTNE SREDINE U AGRO-INDUSTRIJSKOM KOMPLEKSU REPUBLIKE SRBIJE

Akademik prof. dr Rade Biočanin1, doc. dr Ranko Bakić2

1- Državni univerzitet u Novom Pazaru, 2-VŠPM „PRIMUS” Gradiška

Rezime: Bioindikatori su organizmi, kao što su lišajevi, ptice i bakterije, koji se koriste za prikaz stanja životne sredine. Ovi organizmi služe za monitoring koji može uticati na probleme u ekosistemu. Promene mogu biti hemijske, psihičke ili promene u ponašanju. Bioindikatori su relevantni za Ekološko zdravlje. Svaki organizam u ekosistemu ima mogućnost da utiče na zdravlje životne sredine. Bioindikatori se koriste da: detektuju promene u životnoj sredini, prikazuju prisustvo zagađivača i njihovo efekte na ekosistem. Specifični psihološke promene bioindikatora se koriste da prikažu promene u zdravlju životne sredine. Ove promene se specifične za svakog pojedinca. Nekoliko biotehnologija - koje se baziraju na mikroorganizmima koriste se da testiraju stanje životne sredine. Ovi metodi se baziraju prvenstveno na ponašanju da bi otkrili promene. U sistemu eko-monitoringa bioindikatori imaju veliku ulogu i značaj u kvantifikaciji uticaja na životnu sredinu. Pouzdanii bioindikatori mogu biti i biljke i zivotinje.Od biljaka mahovine, duvan i lišajevi reaguju i na manja povećanja zagađenosti u vazduhu. Stereotip je, da se samo odsustvom neke biljke ili životinje može dokazati zagađenje životne sredine. Od životinja dobar indikator je recimo riba pastrmka, koja zahteva čistu vodu, hladnu i bogatu kiseonikom.

Ključne reči: životna sredina, zagađivači, bioindikatori, biljke, životine, monitoring, agro-industrija.

BIOINDICATORS ENVIRONMENT IN AGRO-SERBIANINDRUSTRIJSKOM COMPLEX

Summary:  Bioindicators are organisms, such as lichens, birds, andbacteria, which are used to display the state of the environment. These organisms are used for monitoring, whichmay be affected by the problems in the ecosystem. The changes can be chemical, physical or behavioral changes.Bioindicators are relevant to environmental health. Each organism in an ecosystem has the ability to influence the healthof the environment. Bioindicators are used to: detect changesin the environment, showing the presence of pollutants and theireffects on the ecosystem. Specific psychological changes bioindicators are used to show changes in the health of the environment. These changes are specific to each individual.Several biotechnology - which are based on micro-organismsare used to test the environment. These methods are basedprimarily on the behavior to detect changes. In the system of ecological monitoring of biological indicators have an important role and importance in the quantification of impact on the environment.   Good bio-indicatorscan  be  plants and plant animals. Od moss, lichens and tobacco, and respond to small increases in air pollution.  The stereotype is that only the absence of a plant or animal can prove environmental pollution. Of animals is a good indicator offish trout for example, which requires clean water, cold and rich in oxygen.

Key words: . environment, pollutants, bioindicators, plants, of animals, monitoring, agro-industries.

Uvod

Čovečanstvo je danas konfrotirano sa mnoštvom egzistencijalnih kriza, među kojima ekološka kriza zauzima posebno mesto. Do sada čovek nije bio u stanju da stvori jedan idealan sistem civilizacije i da izbegne krizna stanja tog sistema.

Ljudski rod, kao i sve što ga okružuje, čini sastavni deo prirode. On je u svojoj evoluciji sve više saznavao i na različite načine koristio prirodna dobra koja su mu bila na raspolaganju – mineralna dobra i živi svet. U svom razvoju postigao je izvanredan napredak, spoznao mnoge

tajne prirode, ovladao moćnim sredstvima, unapredio uslove sopstvenog života, produžio sopstveni životni vek. Trend napretka se nastavlja i kao takav je svojstven ljudskoj vrsti.

U procesu razvoja i napredovanja našeg agro-industrijskog kompleksa, ljudske aktivnosti su u velikoj meri imale i destruktivno dejstvo na određene prirodne procese, što povratno preti da ugrozi opstanak i same ljudske vrste na zemlji. To se, pored ostalog, odnosi i na još uvek nazaustavljiv tok smanjenja biološke raznovrstnosti – smanjivanje biljnih i životinjskih vrsta.. Radi se o procesu koji je globalnog karaktera. Sa tog aspekta, i organizovan način sprečavanja i usporavanja smanjivanja biološke raznovrsnosti, odnosno potrebe njenog očuvanja i unapređenja, polazi od međunarodnog nivoa, da bi se sprovodio na nacionalnom ili regionalnom nivou.

Ekološka svest predstavlja neophodnu osnovu daljeg, održivog razvoja zaštite životne sredine. Zajedno sa znanjima i veštinama obezbeđuje osnovu za pomeranje u veće sisteme, šire ciljeve i sofisticiranije razumevanje uzroka, veza i posledica koji vladaju u životnoj sredini.Zaštita i unapređenje čovekove sredine značajan je globalni problem savremenog društva.

Njegovo rešavanje inicira, između ostalog i pronalazak načina za racionalno i kompleksno korišćenje prirodnih resursa, te načina za vođenje aktivne demografske politike i razvijenje i unapređenje međunarodne saradnje u oblasti naučnih istraživanja. Novi odnos prema životnoj sredini, kao i preobražaj duha savremene sfere rada postaje imperativ.

Narušavanje ekološke ravnoteže nastaje kao posledica čovekove radne delatnosti, kojom čovek „prisvaja“ prirodu, i stvara proizvode. Pri tome ne dolazi samo do poremećaja ekološke ravnoteže i ekosistema, već i do ugrožavanja integriteta čoveka i njegovog opstanka.

U ovom, XXI veku, društvo se suočava sa sledećim globalnim problemima: - oštećenjem biosfere i njenim ekosistemima, - ogromnim brojem stanovnika – preko 6 milijardi sa prognozom udvostručavanja do 2020.godine, - iscrpljivanjem i umanjenim količinama mnogih izvora mineralnih i energetskih sirovina, - zagađenjima i degradacijom medijuma vazduha, vode, zemljišta, - globalnim promenama klime, - uništenim vrstama biljnog i životinjskog sveta i daljim ugrožavanjem biodiverziteta, - beskućništvom ¼ svetskog stanovništva, - oštećenjima ljudskog zdravlja i ugrožavanjima života, - velikim količinama otpada u sva tri agregatna stanja i sl. Opstanak ljudskih zajednica je u prošlosti veoma često bio ugrožen prirodnim katastrofama, epidemijama, ratovima, oskudicom hrane i drugim uticajima koji su, međutim, uvek bili prostorno ograničeni. Za razliku od egzistencijalnih kriza prošlosti, krize današnjice ne potiču od prirodnih nepogoda koje su prostrorno ograničene, već od globalnog nesklada u idejno-materijalnom smislu čitave industrijske civilizacije.

1. Carstvo i egzistencija u živom svetu

U biologiji, carstvo ( Regnum) je jedna od taksonomskih kategorija u hijerarhijskoj klasifikaciji organizama. Termin (na lat. regnum naturæ) je u nauku uveo Karl Line 1735. godine u prvom izdanju dela Systema Naturæ, i dugo vremena carstvo je bilo najviša taksonomska kategorija. Od 1960-ih u upotrebi su i kategorije iznad nivoa carstva (natcarstvo i domen/domena).Carstvo se u tradicionalnim botaničkim klasifikacijama deli na razdele (divisio), dok se u zoološkim klasifikacijama deli na kola ili tipove (phylum). Upotreba termina filum koji znači i razdeo i kolo, česta je u savremenoj neformalnoj biološkoj terminologiji i praksi. Međunarodni kod botaničke nomenklature dozvoljava upotrebu termina phylum u botaničkoj hijerarhiji.. Stanje biljaka i životinja uzrokovano je brojnim ljudskim aktivnostima. Pogledajmo samo neke činjenice: - Preko 34 000 biljnih vrsta i 5 200 životinjskih vrsta širom sveta su pred poptunim izumiranjem, a mnogo hiljada njih izumre pre nego što budu uvrštene u spisak ugroženih. Tekuća globalna brzina izumiranja je 20 000 vrsta godišnje, eksponencijalno veća od praistorijske brzine izumiranja dinosaurusa. Svakoj četvrtoj vrsti sisara na Zemlji preti istrebljenje, a pred izumiranjem je i 50% biljaka. Mnogi biolozi veruju da smo usred najveće epizode izumiranja od nestanka dinosaurusa pre 65 miliona godina isključivo zaslugom čovekovog odnosa prema prirodi i sebi samome...(*Izvor podataka enciklopedija Encarta iz 2002.godine) .

Slika 1. Biolo š ka klasifikacija glavnih taksonomskih rangova .

Antički istraživači su delili tada poznate organizme u dve grupe, u nepokretne biljke i pokretne životinje. Iscrpnu klasifikaciju životinja dao je Aristotel, a klasifikaciju biljaka njegov učenik Teofrast. Ova podela je bila u upotrebi tokomStarog i Srednjeg veka, sve do Karla Linea.

Naučnik Line je u istraživanja prirode uveo jednostavna pravila za klasifikovanje, dao uputstva namenjena za prirodnjake (naturalista, historicus naturæ) kako da klasifikuju i izvršio prvu podelu prirodnih stvari („corpora naturalia”) u tri carstva. Ta carstva bila su carstvo stena (Regnum Lapideum), carstvo biljaka (Regnum Vegetabile) i carstvo životinja (Regnum Animale).

Prvo carstvo obuhvatalo je nežive klase minerala, kamenja i fosila, dok su druga dva obuhvatala klase živih organizama. Prirodnjake je, na osnovu carstva koje istražuju, Line podelio na litologe, fitologe i zoologe.

Usled sve intenzivnijeg istraživanja mikroorganizama putem mikroskopa, već sredinom 19. veka postalo je jasno da je „postojeća dihotomija na biljno i životinjsko carstvo nejasnih granica i staromodna“. Pojedini naučnici (Ričard Oven) dali su preporuke da se novo carstvo za mikroorganizme. Stoga je Ernst Hekel, 1866. godine, klasifikovao žive organizme u tri carstva, gde su novo carstvo činili jednoćelijski organizmi.

Razvoj citologije na početku  XX veka doneo je nova saznanja o građi ćelije. Među mikroorganizmima istraživači su jasno pod mikroskopom mogli razlikovati one koji imaju oformljeno jedro (eukariote) od onih koji ga nemaju (prokariote). Kopland je 1938. godine izdvojio prokariotske grupe, bakterije i modrozelene alge (danas zvane modrozelene bakterije), u novo carstvo: Monera.

U drugoj polovini XX veka ultrastruktura ćelije je postajala sve važnija u obličavanju carstava i klasifikaciji organizama, tako da su stvorene kategorije hijerarhijski više u odnosu na

carstvo: natcarstvo prokariota i natcarstvo eukariota. Paralelno, sve više naučnika posmatralo je gljive odvojeno od biljaka, na osnovu drugačijeg načina ishrane. 

Robert Vitekerje 1969. godine predložio sistem klasifikacije živih organizama na pet carstava, koja su se uklopila u dva citološki definisana natcarstva. Sistem pet carstava 2003. godine prihvaćen je u nastavi biologije u  Repšublici Srbiji, i nalazi se u brojnim našim udžbenicima.

      Živi organizmi      

 

         

 

       

   

             

Biljke (Regnum Vegetabile)       Životinje (Regnum Animale)

Slika 2. Sistem sa tri carstva živih organizama

Počev od kraja 70-ih godina XX veka, u molekularno-genetičkim istraživanjima naslednih informacija, u prvom redu gena za ribozomalne RNK, uočene su do tada skrivene razlike među prokariotskim organizmima. Ove razlike su bile veoma velike, tako da su od carstva bakterija izdvojene „arhebakterije“.

Karl Vouz, u to vreme jedan od najvažnijih naučnika u istraživanjima porekla eukariotskih organizama i rekonstrukcije evolucije čitavog života, odlučio se na uvođenje nove taksonomske kategorije, domena ili domene, na koje je podeljen čitav živi svet. Ustanovio je tri domene, jednu čine organizmi sa eukariotskom građom ćelije (Eukarya), a dve organizmi sa prokariotskom ćelijom (Bacteria i Archaea). Nezavisno od opšteg plana građe ćelije, arhee su sličnije i srodnije eukariotskim organizmima nego bakterijama.

Uvođenje razlika među prokariotima na višem nivou (domena) nateralo je sistematičare da nekadašnje carstvo Monera podele na dva (Eubacteria i Archaebacteria), od kojih svako pripada zasebnoj domeni.

Naučne težnje da se filogenetski odnosi preslikaju u hijerarhijskoj klasifikaciji (filogenetska sistematika, naročito molekularna sistematika) dovele su do čestih rearanžmana u klasifikacionim shemama živih organizama. Opisi carstava su kritički istraživani, njihove deliminacije često menjane, a svaka nova informacija o finim razlikama u strukturi gena, građi ćelija, metabolizmima i sl. ugrađivana je u sistematiku carstava. Od Lineovskog koncepta carstva se nije odustalo, ali se sve češće ideja o najvišem rangu poistovećuje sa kategorijama domene i natcarstva.

Najnoviji izveštaj Living Planet Report za 2009. godinu glavnog međunarodnog tela za praćenje života na planeti tvrdi da jednoj četvrtini svih vrsta sisara na planeti, jednoj osmini svih vrsta ptica na planeti, jednoj trećini svih vrsta vodozemaca na planeti i skoro svim biljkama preti potpuni nestanak! (*Izvor podataka - Svetska unija za očuvanje živog sveta IUCN ).850 vrsta biljaka je ugroženo samo u Republici Srbiji, a od toga 171 vrsta se vodi kao iščezla!(*Izvor podataka Institut za botaniku i botanička bašta Jevremovac, knjiga Ugrožene biljke Srbije ISBN86-83635-51-1.) Procenjuje se da je na području Republike Srbije preostalo samo nekoliko desetina jedinki medveda i to na granici sa Bosnom, dok je recimo preostalo samo oko 20 jedinki risova, koji su već dobili kategoriju " Izumrli / extinct".

2. Biološki monitoring zagađenosti

Monitoring predstavlja sistem sukcesivnih osmatranja elemenata životne sredine u prostoru i vremenu. Cilj je prikupljanje podataka kvantitativne i kvalitativne prirode o prisustvu i distribuciji zagađivača, prećenje emisija i imisija, izvora zagađenja i njihovog rasporeda, transporta polutanata i određivanje njihovih koncentracija na određenim mernim tačkama (Munn, 1973).

Nezaobilazni segment monitoring sistema je biološki monitoring koji podrazumeva primenu živih organizama kao bioindikatora promena u životnoj sredini u prostoru i vremenu. bioindikaciju je moguće izvoditi na svim nivoima organizacije živih sistema, počevši od molekularnog, preko biohemijsko-fiziološkog, celularnog, individualnog, populacionog, specijskog, biocenološkog (ekosistemskog), biomskog završno sa biosfernim.

U biološkom monitoringu zagađenosti zemljišta najčešće se koriste vaskularne biljke (vrste, njihove populacije i fitocenoze) kao fitoindikatori.

Potencijalno, svaka biljna vrsta može biti upotrebljena kao bioindikator stanja životne sredine. Neophodan preduslov za to je poznavanje kako biologije, tako i ekologije (idioekologije) svake pojedinačne vrste koja se koristi kao bioindikator. Potrebno je takođe poznavati i širinu ekološke valence vrste za svaki pojedinačan faktor spoljašnje sredine (temperaturu, vlažnost, svetlost, pH zemljišta, itd.). Ekološka valenca svake organske vrste za bilo koji faktor spoljašnje sredine može biti uža ili šira. Taj princip se može primeniti i za koncentraciju zagađujućih materija u životnoj sredini:

Stenovalentni organizmi su oni koji imaju užu ekološku valencu, a u smislu zagađujućih materija pogodniji su za biološku indikaciju jer se koriste za kvalitativnu analizu promena u životnoj sredini;

Eurivalentni organizmi su oni koji imaju širu ekološku valencu, a u smislu zagađujućih materija manje su pogodni za biološku indikaciju jer se koriste za kvantitativnu analizu promena u životnoj sredini (količina, odnosno brojnost organizama, gustina, itd.);

Vaskularne biljke kao bioindikatori kao stanovnici svih delova životne sredine (voda, vazduh, zemljište) vaskularne biljke mogu precizno ukazati na ekološke uslove životne sredine. U odnosu na osnovne abiotičke faktore staništa (kao npr. vlažnost, kiselost zemljišta, količina azota u zemljištu, svetlost, temperatura) sve populacije bilo koje biljne vrste mogu se grupisati u 5 osnovnih grupa. Na svaki abiotički faktor životne sredine biljne vrste odgovaraju specifičnim kompleksom biohemijsko-fizioloških, morfo-anatomskih adaptacija, kao i opštim izgledom (habitusom), što uslovljava postojanje čitavog niza prelaznih oblika i formi u smislu ekoloških grupa biljaka u fitoindikaciji stanja životne sredine.

Zbog toga su uvedeni biološki indeksi za 5 najosnovnijih abiotičkih faktora životne sredine i definisani su ekološki indeksi (brojčane vrednosti) za svaki navedeni faktor. na osnovu indikatorskih vrednosti biljke su grupisane u kategorije (5-7) koje obuhvataju raspon od "najnižih" do "najviših" oblika (adaptivnih tipova) u smislu odgovora na pojedini abiotički faktor spoljašnje sredine.

Tabela 1. Vlažnost "V" u oceni monitoringa životne sredineIndikat.vrednost

Ekološka grupa biljaka

1 Kserofite (biljke adaptirane na uslove ekstremne suše)2 Subkserofite (biljke koje se nalaze kako u ekstremno sušnim, tako i u mezofilnim

fitocenozama)3 Submezofite (biljke koje preferiraju mezofilna staništa, ali se mogu naći i u

kserofilnim fitocenozama)4 Mezofite (biljke umereno vlažnih staništa u kojima se ne javlja sušni period)5 Higro-helofite6 Amfibijske i flotantne (akvatične biljke kod kojih se listovi nalaze u vazduhu ili na

površini vode)7 Submerzne hidrofite (akvatične biljke koje su potpuno potopljene u vodu)

Abiotički faktori u akvatičnom ekosistemu, izraženi kroz hidromorfološke i fizičko-hemijske odlike vodenih staništa, znatno utiču na strukturu zajednica bentosnih makroinvertebrata. Od fizičko-hemijskih faktora, najveći značaj imaju temperatura; koncentracije rastvorenog kiseonika, a sa njima u vezi i vrednosti kiseonične saturacije; pH vrednost vode; koncentarcije organskih materija i drugo.

Od hidromorfoloških parametara, na strukturu bentosne zajednice utiče pre svega tip podloge, brzina vode (u tekućim ekosistemima), vodni režim i drugo. Svi ovi faktori deluju sinergistički na bentosne makroinvertrebrate, a svaka vrsta poseduje ekološku valencu u čijim granicama za dati parameter dotična vrsta preživljava. Prisustvo ili odsustvo neke vrste povezano je i sa (granicom rasprostranjenja) te vrste. Svi nabrojani činioci određuju sastav makrozoobentosa nekog vodenog ekosistema.

Neophodna aktivnost u okviru održivog korišćenja vodnih resursa je monitoring kvaliteta akvatičnih ekosistema. Opšte je poznato da merenje fizičkih i hemijskih parametara vode daje sliku o trenutnom zagađenju, ali ono mora biti kombinovano sa biomonitoringom, jer živi svet akvatičnih ekosistema odslikava kumulativno i istovremeno dejstvo svih ekoločkih faktora čije promene nekada nisu dovoljne jačine i učestalosti da bi mogle biti registrovane metodama analitičke hemije.

Zajednica bentosnih makroinvertebrata je najčešće korišćena u biomonitoring programima, iako su istorijski gledano, prve biološke procene kvaliteta voda bile zasnovane na planktonskoj zajednici kao indikatoru (uglavnom u okviru saprobnih sistema). Takva praksa odrtžala se najduže u zemljama centralne Evrope. Osim bentosnih makroinvertebrata i planktonskih zajednica, organizmi koji se danas, manje ili više uspešno, koriste u okviru bioloških monitoringa su: makrofite, fitobentos, perifitonske zajednice i ihtiofauna.

3. Bioindikatori u životnoj sredini

Bioindikatori, biološki indikatori  su organizmi (lišajevi, ptice, insekti i bakterije),  koji se koriste za prikaz stanjaživotne sredine. Ovi organizmi služe za monitoring (praćenje) promena koje mogu uticati na probleme u ekosistemu, koji mogu biti hemijski, psihički ili promena u ponašanju. Bioindikatori su relevantni za Ekološko zdravlje.

 Svaki organizam u ekosistemu ima mogućnost da utiče na zdravlje životne sredine. Zato se bioindikatori koriste da: detektuju promene u životnoj sredini, prikažu prisustvo zagađivača i njihovo efekte na ekosistem. Specifične psihološke promene bioindikatora se koriste da prikažu promene u zdravlju životne sredine. Ove promene su specifične za svakog pojedinca. Nekoliko biotehnologija - koje se baziraju na mikroorganizmima koriste se da testiraju stanje zivotne sredine. Ovi metodi se prvenstveno baziraju na ponašanju da bi otkrili moguće promene.

U uslovima globalnog, regionalnog i lokalnog zagadjenja tj. kontaminacije, bioindikatori životne sredine imaju veliki značaj i ulogu u sistemu monitoringa. Termin bioindikatori prvi je upotrebio Clements, 1920. godine, da bi označio organizme koji svojim prisustvom na staništu jasno ukazuju na ekološke uslove staništa.

Fizičko-hemijske metode monitoringa su nezaobilazni segment ovog sistema, obzirom da pružaju egzaktne podatke o prisustvu i distribuciji zagađivača. Međutim, one nisu dovoljne same po sebi, niti mogu isključiti biološki monitoring.

Slika 3. Kserofite (biljke adaptirane na uslove ekstremne suše)

Biološki monitoring je iz metodoloških razloga podeljen, u odnosu na to u kojoj od oblika životne sredine se prate promene, a to je zagađenost vazduha, vodene sredine i zemljišta.

Uzmimo za primer neke alge i tzv. “cvetanje” vode, kada se ove alge prenamnože usled narušavanja biološke ravnoteže (usled prevelikog izlevanja komunanalnog otpada koriste fosfate,veoma brzo rastu i mogu da uguše ostale zelene biljke, što uslovljava odsustvo fotosinteze). Lišajevi i mahovina su bioindikatori, koji se najčešće koriste kod monitoringa zagađenosti vazduha. Do danas je u svetu opisano oko 20.000 vrsta lišajeva. U ranijim periodima ove organizme su dovodili u vezu sa mahovinama, algama, pa su ih čak karakterisali kao “Haos prirode”.

Međusoban odnos ta dva organizma koji su konstitutivni delovi lišaja, dugo vremena je predstavljao veliku zagonetku za nauku. Čak bi se moglo pretpostaviti da je iz dva različita organizma, tokom dugotrajnog procesa evolucije i usled različitih sredinskih faktora, nastao jedan potuno nov organizam, koji je u popunosti prilagođen i na najteže i najsurovije uslove spoljašnje sredine.

Čitav niz bioloških i ekoloških karakteristika lišaja nisu samo prost zbir osobina članova te simbioze, već nešto sasvim novo i različito.

Dug život, neodbacivanje starih delova i akumulacija mnogih materija u talusu čini lišajeve pouzdanim indikatorima stanja životne sredine. Već je sredinom prošlog veka nestanak lišajeva iz Luksemburškog parka u Parizu doveden u vezu sa prisutnim aerozagadjenjem. Od tada se intenzivno radi na istraživanjima lihenoflore u seoskim i urbanim, industrijskim sredinama širom sveta, čime je potvrdjena selektivna osjetljivost lišajeva na različite stepene kvaliteta vazduha.

Šta to znači? Istraživanjima je zaključeno da su lišajevi naročito osjetljivi na povišenu koncentraciju sumpordioksida, najvećeg gradskog zagadjivača, tako da se na osnovu kvalitativnog i kvantitativnog sastava flore lišajeva (prisustvo ili odsustvo odredjenih taksona), može utvrditi stepen aerozagadjenja nekog područja u urbanoj ili ruralnoj sredini.

Nakon havarije nuklearne elektrane u Černobilu, 26. aprilamaja 1986. godine, mnogim istraživanjima je potvrdjeno da lišajevi, preko radioaktivnih padavina, akumuliraju radionuklide i da mogu predstavljati dobre indikatore nivoa radiozagadjenja.

Mahovine predstavljaju grupu kopnenih biljaka, primitivnu u evolutivnom smislu, ali uspešnu i široko rasprostranjenu (skoro kosmopolitski) po površini Zemlje. Najčešće su u pitanju jako male biljke koje se u većoj brojnosti mogu naći u vlažnim sredinama, poput severnih strana stena i kore drveća, ili u vidu zelenog pokrivača šumskog tla ("tepih mahovina").

Mišljenje da mahovine rastu isključivo u vlažnoj sredini pogrešno je - iako većina preferira povišenu vlažnost, postoje ne retki primeri pustinjskih mahovina i mahovina tundre, koji preživljavaju u vodom oskudnim sredinama.

Mahovine se, međutim, ne mogu naći u hloridnim i sulfatnim slatinama i pustinjama, na pokretnim ili erodiranim zemljištima, i u morima. Pod imenom mahovine u botanici su se dugo podrazumevale tri grupe "nižih" biljaka rogate, jetrenjače i prave ili lisnate mahovine.

Uloga mahovina u ekosistemima je velika - one svoju malu veličinu nadomešćuju brojnošću. Mahovine su jedne od pionirskih grupa biljaka na požarištima, sekundarno golim površinama, severnim ivicama tundri. Usled brojnosti po tlu u močvarama i planinskim šumama sprečavaju eroziju zemljišta, a takođe deluju poput sunđera, upijajući i polako odajući vodu ekosistemu. Buseni mahovina predstavljaju i minie kosisteme, jer se u njima nastanjuju brojni sitni beskičmenjaci, i neke bakterije. Usled nepostojanja kutikule na površini stabla i listića, mahovine lako upijaju sredinske zagađivače.

Kod biološkog monitoringa zagađenosti vodenih sredina najčešći bioindikatori promena stanja su alge, bakterije i ribe.

Voda kao životni prostor deluje na živa bića svojim fizičko-hemijskim osobinama. Optimalnim se smatraju oni koji stvaraju uslove u kojima određena vrsta organizama sačuva karakterističnu izmenu tvari, te omogućuje biološki napredak vrste. Promenljivost pojedinih faktora vodenog staništa ima ekološko značenje za život u vodi.

Analiziranje pojedinih parametara kvaliteta vode ukazuje na trenutno stanje vodene sredine, a organizmi koji tu obitavaju djeluju kao bioindikatori i svojim fiziološkim /patofiziološkim stanjem projektuju trenutna dešavanja u njoj, ali i ona od pre sedam dana, mesec, godinu pa i više.

Kvalitet vode u kojoj riba živi veoma je važna za njen opstanak. Ribe žive u određenom rasponu osnovnih parametara (temperatura, kiseonik, pH vrednost, amonijak, organska tvar, tvrdoća vode) unutar kojih mogu nesmetano funkcionisati. Svako prekoračenje minimalnih ili maksimalnih granica dovodi do promene njihovog fiziološkog statusa.

Danas se u svetu sprovode brojna naučna istraživanja usmerena na ispitivanje, unapređenje i zaštitu životne sredine, naročito vode, kao ograničenog i osetljivog prirodnog resursa.

Jedan od prvih koraka ka rešavanju problema ekološkog zagađenja vode je istraživanje i praćenje prisustva i koncentracije štetnih supstanci, a naročito teških metala.

Bez obzira na njenu ogromnu moć samoprečišćavanja pojedini polutanti među kojima su i teških metali dovode do promene kvaliteta vode do te mere da ona postaje neupotrebljiva u mnoge svrhe.

Najveću opasnost za narušavanje kvaliteta voda teškim metalima predstavljaju otpadne vode. Efekti zagađenja vode teškim metalima su raznovrsni, a najpre se manifestuju preko biljaka, kao najosetljivijeg dela u lancu biljka-životinja-čovek.

Jedna od najinteresantnijih i najkontroverznijih biljaka za biološku indikaciju zagađenosti zemljišta u urbanim ekosistemima je - kiselo drvo (pajasen) Vrsta introdukovana iz SE Azije u Evropu sredinom XVIII veka, kao hrana za uzgoj svilene bube Danas jedna od najbolje prilagodjenih adventivnih liscarskih vrsta na kompleksne uslove zagadjenih gradskih biotopa U uslovima visoke zagadjenosti uspeva bez ikakvih, makroskopski i mikroskopski vidljivih ostecenja na listovima

U listovima kiselog drveta u uslovima zagadjene sredine konstatovana je vec pocetkom sezone relativno velika kolicina ukupnog hlorofila, kolicina koja premasuje sadrzaj hlorofila u uslovima jedinke koja se razvija u nezagadjenoj sredini. Tokom sezone se kolicina ukupnog hlorofila neprestano povecava I najvecu vrednost dostize u avgustu. Istovremeno, u listovima iz nezagadjene sredine sadrzaj hlorofila tokom sezone konstantno opada, sa minimumom u julu i blagim povecanjem u vlaznijem jesenjem periodu.

Bioindikatori zagađenosti zemljišta najčešće su biljke, odnosno vegetacija, mikroorganizmi, bakterije, insekti ali i životinjske vrste.Oni su pokazatelji zdravlja ili stepena očuvanosti životne sredine zbog svoje izuzetne osetljivosti i na najmanje negativne promene na staništu.U konačnom ishodu može se desiti da pojedine vrste nestanu sa posmatranog lokaliteta.Upravo te vrste se nazivaju bioindikatorima.

Bioindikaciju je moguće izvoditi na svim nivoima organizacije živih sistema, počevši od molekularnog, preko biohemijsko-fiziološkog, celularnog, individualnog, populacionog, specijskog, biocenološkog (ekosistemskog), biomskog završno sa biosfernim.

Prednost biološke indikacije u odnosu na fizičko-hemijske metode praćenja zagađivanja životne sredine leži u činjenici da živi organizmi mogu da pokazuju efekat akumulacije zagađujućih materija u toku dužeg vremenskog perioda. S druge strane, fizičko-hemijske motode istina daju egzaktnije podatke, ali su oni dostupni samo u tačno određenom trenutku vremena.

Slika 4. Neki od bioindikatora zagađenosti životne sredine

4. Bioindikatori kao kvantitativno-kvalitativni pokazatelji

Bioindikatori su numeričke vrednost izvedena iz stvarnog merenja na prostoru, države ili ambijenta, određenih uslova u određenom geografskom domenu, čiji trendovi tokom vremena predstavljaju ili skreću pažnju na osnovne trendove u stanju životne sredine. Ključni kriterijumi za bioindikatore su:

- indikator je koristan,- indikator je cilj,- indikator je transparentan i reproduktivan.

Osnovne podatake karakteriše metodologija prikupljanja, sistemi za upravljanje podacima koji su integralno zaštićeni, kao i procedura za obezbeđenje kvaliteta. Podaci omogućavaju opisivanje promena ili su pokazatelji o njihovom kretanju, koja su uporediva u vremenu i prostoru, kod predstavnika ciljne populacije.

Naše životno okruženje i faktički sva savremena hrana koju čovek koristi u ishrani, zbog korišćenja hemikalija u poljoprivredi, upotrebe svakakvih hemijskih đubriva, zagađivanja zemljišta, sadrže desetak puta manje biološki aktivnih supstanci od potrebne količine za zdrav organizam. I danas je već priznato u celom svetu da savremena hrana na žalost ne sadrži sve neophodne za čoveka mikronutriente [4].

Fizičke i hemijske metode jesu neophodne za procenu kvaliteta životne sredine hrane i vode, ali nisu i dovoljne. One daju prikaz trenutnog stanja datog biotopa, kada je zagađenje u pitanju. Zato je neophodno koristiti i biološke metode (bioindikatore). Zato se unazad više od četrdeset godina koriste bioindikatori za kontrolu životne sredine.

Bioindikatori su vrste karakteristične za određeno klimatsko podneblje, region ili habitat; dominantne vrste u jednom biotopu, a i vrste čije iščezavanje ili ugroženost predstavlja rani signal upozorenja o degradaciji određenog ekosistema.

U novije vreme, bioindikatori su primarni činioci u zaštiti prirode, kao i u oblasti planiranja (na osnovu analiza učinka, analize stanje) i u prirodnim istraživanjima primene konzervacije. U zavisnosti od cilja i zadataka mnoge životinje i/ili biljne vrste imaju ulogu indikatora. Za procenu kvaliteta voda koriste se takođe u vodi otkriveni saprobiotički sistemi.

Makrozoobentos ili grupa organizama koja veći deo ili čitav životni ciklus provodi na dnu vodenih ekosistema. Određene grupe makrozoobentosa (u koje spadaju određene vrste gljiva, bakterija i protozoa) predstavljaju bioindikatore voda i koriste se kao indikatori, jer su razni saprobiotici tipični samo za određeni stepen zagađenja.

Bioindikatori u prirodi predstavljaju integralni i interdisciplinarni program odabranih sadržaja izentomologije (nauka o insektima), zoologije, botanike i ekologije. U prirodi postoje biljne i životinjske vrste koje su pokazatelji "zdravlja" ili stepena očuvanosti životne sredine, zbog svoje izuzetne osetljivosti i na najmanje negativne promene na staništu. Naime, negativne promene na staništu u konačnom ishodu mogu rezultirati nestankom vrsta sa posmatranog lokaliteta ili područja. Takve se vrste (pokazatelji) zovu bioindikatorske vrste u prirodi.

Leptiri su najbolji predstavnici, najraznovrstnijeg i brojčano najvećeg razreda (razreda insekata). Kako su dnevni leptiri zbog obojenosti krila, elegantnog leta lako uočljivi, veći broj ljudi ih svakodnevno uočava. Noćni leptiri, iako daleko brojniji, ponekad ne zaokupljaju toliko pažnje jer su manje uočljivi. Leptirima se bave i stručnjaci i naučnici koji u svojim istraživanjima pokušavaju otkriti i ukazati na određene pojave i stanje uprirodi.

Dnevni i noćni leptiri su zato najznačajniji bioindikatori među insektima kopnenih staništa, i pokazatelji "zdravlja" ili stepena očuvanosti životne sredine zbog svoje izuzetne osetljivosti i na najmanje negativne promene na staništu. Naime, negativne promene na staništu na kraju mogu izazvati nestanak vrsta sa posmatranog lokaliteta ili područja. Naučnici leptire u istraživanjima često koriste, a njihovi rezultati ujedno doprinose predlaganju ciljanih mera za njihovu zaštitu, a preko zaštite vrsta i zaštitu staništa, i čitavih ekosistema od kojih u najvećoj meri zavise leptiri

Takođe dnevni i noćni leptiri su važni za vrednovanje pašnjaka (travnjaka) na suvim ili vlažnim zemljištima, ali u manjoj meri i određenih tipova vegetacije žbunja i  šuma. Naime, livadni ekosistemi su primarna staništa na kojima leptiri borave i zato su u novije vreme projekti vezani uz revitalizaciju travnatih površina sve prisutniji - a tu se kao osnovni objekti u istraživanju primenjuju dnevni i noćni leptiri.

Zaključak

Svetski ekolozi upozoravaju da smo uspeli da iscrpimo planetu Zemlju na kojem živimo, da već "jedva diše". Procena nekih svetskih organizacija za zaštitu životne sredine da čovek troši 30% više prirodnih resursa nego što mu zemlja može pružiti. Šume nestaju, vodene vrste takođe. Frapantan je podatak da se u poslednjih 30 godina broj životinja u šumama i vodama smanjio za trećinu. Sve to rezultira nestankom šuma, smanjenjem života u vodama i onim što već poprilično osjećamo na svojoj koži - klimatskim promenama.

Kada je u pitanju stanje životne sredine danas, istraživački rezultati još uvek ne izazivaju previše zabrinutosti. Ekologiju smatramo više nekim trendom "zdravog života", životnim opred eljenjem ekscentričnih pojedinaca, koji od dosade ne znaju što bi (na žalost, zahvaljujući kratkovidnim i zamagljenim umovima kod mnogih to i jeste slučaj. Zbog raznolikosti ekološke stope, ne smemo je smatrati nečim marginalnim, ili tek pukom frazom. Premda su nam posledice

ekološkog zanemarivanja sve više "za petama", svest o tome u većini svetskog stanovništva još uvek spava ili nije dovoljno aktivna. Samo, da ne bude kasno.

Nauka ne može da predvidi kada nastupa tačan krah svetskog ekosistema-sistema za održavanje života na planeti. Ono što se zna je da ekosistem prvo postaje nestabilan, a zatim sledi potpuni krah, a zatim se uspostavlja stabilnost sa drastično smanjenim brojem vrsta. Da pretpostavili ste, doveli smo se u fazu nestabilnog ekosistema!

Prema analizama grupe naučnika " Die off " svaki drugi čovek će nestati sa planete, a ostali će živeti u potpunoj bedi bez prirodnih resursa, bez čiste vode i hrane, zatrpani milijardama bespotrebnih stvari i bolesni od zagađenja...sem ako... Ako ste već pomislili da se osigurate, umesto da delujete ekološkom edukacijom na sebe i ljude oko sebe, odgovor je da je to moguće ukoliko napustite planetu sa dovoljno zaliha svega, uključujući vazduh, vodu, zemlju, bakterije, biljke, životinje...i imate dovoljno znanja da simulirate sve procese na planeti.

Literatura

1. Anderson, A. T.: Development of a Phytoremediation Handbook: Considerations for Enhancing Microbial Degradation in the Rhizosphere, Institute of Environmental and Human Health, Texas Tech University, Texas, 2002.

2. Atlas, R. M.: Applicability of Bioremediation to Eastern European Pollution Problems, Internet, 2002.

3. Blažević, D., Rasulić, G., Govedarica, M.: Bioremedijacija zemljišta zagađenog ugljovodonicima nafte, Zbornik radova Jugoslovenskog udruženja za naftu i gas, Novi Sad, 2002.

4. Biočanin R., Badić M., Tahirbegović S. Istorijski pregled zagađivača životne sredine i praćenje podobnosti ekoloških proizvoda (369-388), Novopazarski Zbornik br. 33, Novi Pazar, 2010.

5. Stefanov S., Vojinović-Miloradov M. , Biočanin R., Šimon Bančov: Tehnologije za remedijaciju zemljišta, Jubilarna Konferencija «ELECTRA VI»  VI regionalna naučno-stručna konferencija o zaštiti životne sredine u elektroprivredi i međusobno  zavisnim kompanijama, 06-10. 12. 2010. Zlatibor.

6. Biočanin R., Bektašević S. Ekološka enciklopedija, Centar za strateška istraživanja nacionalne bezbednosti Beograd, 2011.

7. R.Biočanin, S. Stefanov. Effects and Consequences of pesticide Use and Biochemical mesures of Protection, Internacional scientific conference „UNITCH-2010“ Gabrovo, 19-20. 11. 2010. Bulgaria.

8. Eszényiová, A., Polakovicová, G., Bilská, V., Rajnohová, H.: Biological clean-up of hydrocarbon pollution, Petroleum Technology Quarterly, autumn: 133-137, 2000.

9. Jovanović, S., Filipović, V., Mačukanović, M., Dražić, G., Stevanović, B.: Rasprostranjenje i ekologija vrste Ailantus altissima (Mill.) Swingle na području grada Beograda. - Glasnik Instituta za botaniku i Botaničke bašte Univerziteta u Beogradu, 31: 9-21, 1997/1998.

10. Lasat, M. M.: Phytoextraction of Toxic Metals: A Review of Biological Mechanisms, Journal of Environmental Quality, 31: 109-120, 2002.

11. Pilipović, A., Klašnja, B., Orlović, S.: Uloga topola u fitoremedijaciji zemljišta i podzemnih voda, Topola, 169/170: 57-66, 2002.

12. Radević B., Biočanin R., Badić M. Ekološki menadžment- doprinos održivom razvoju u uslovima drastiučnog zagađenja životne sredine, III međunarodna naučno-stručna konferencija o ekonomskom i regionalnom razvoju „EUROBRAND“, 26-28. jun 2011. Kladovo.

13. Reichenauer, T.: Selection of Stress-Resistant clones of Populus nigra and Possible Application, In: van Dam C. Barbara and S. Bordacs, Proceedings of an International Symposium Europop, Szekszard, Hungary, May, 2002.

14. Reis, J.: Environmental Control in Petroleum Engineering, Gulf Publishing Company, Houston, Texas, USA, 1996.

15. Stevanović, B., Janković, M. M.: Ekologija biljaka sa osnovama fiziološke ekologije biljaka. - NNK, Beograd, 2001.

16. Stevanović, V., Stevanović, B.: Osnovni klimatski, geološki i pedološki činioci biodiverziteta kopnenih ekosistema Jugoslavije, U: Stevanović, V. i V. Vasić (ed): Biodiverzitet Jugoslavije sa pregledom vrsta od međunarodnog značaja, Biološki fakultet Univerziteta u Beogradu, 1995.

17. ^ Karr, James R. (1981). "Assessment of biotic integrity using fish communities". Fisheries 6: 21–27. 

18. ^ Tingey, David T. (1989). "Bioindicators in Air Pollution Research -- Applications and Constraints". Biologic Markers of Air-Pollution Stress and Damage in Forests. (Washington, DC: National Academies Press): 73–80. 

19. ^ Government of Canada. "Biobasics: Bioindicators". 2008.20. ^ a b Chessman, Bruce (2003). SIGNAL 2 – A Scoring System for Macro-invertebrate (‘Water

Bugs’) in Australian Rivers. Monitoring River Heath Initiative Technical Report no. 31. Canberra: Commonwealth of Australia, Department of the Environment and Heritage.

21. ^ EPGeology.com "Discussion on Microbial Prospecting"22. ^ Gooderham, John; Tsyrlin, Edward (2002). The Waterbug Book: A Guide to the Freshwater

Macroinvertebrates of Temperate Australia. Collingswood, Victoria: CSIRO Publishing. 23. ^ Barbour, M.T., J. Gerritsen, B.D. Snyder, and J.B. Stribling (1999). "Rapid Bioassessment

Protocols for Use in Streams and Wadeable Rivers: Periphyton, Benthic Macroinvertebrates and Fish, Second Edition." EPA 841-B-99-002. U.S. Environmental Protection Agency; Office of Water; Washington, D.C.

24. ^ Izaak Walton League of America. Gaithersburg, MD."Biological Stream Monitoring." Accessed 2010.

25. ^ U.S. EPA. Washington, DC. "Volunteer Stream Monitoring: A Methods Manual." November 1997. Document No. EPA 841-B-97-003.