БІОІНДИКАЦІЯ В ПРИРОДІ

Термін “біоіндикатор”

• bios (грецьк.) – життя• indika (латинськ.) -

вказую, визначаю

11.05.11 2

Біоіндикатори - • Живі організми, присутність,

кількість та інтенсивність розвитку яких є показником природних процесів чи умов середовища існування або наявності чи відсутності деяких речовин

• Большая Советская енциклопедия

11.05.11 3

Явище біоіндикації• БАЗУЄТЬСЯ НА ВУЗЬКІЙ

ПРИСТОСОВАНОСТІ ОРГАНІЗМІВ ТА ЇХ УГРУПУВАНЬ ДО ПЕВНИХ БІОТИЧНИХ ТА АБІОТИЧНИХ ФАКТОРІВ

11.05.11 4

БІОІНДИКАТОРИ ВИКОРИСТОВУЮТЬ:

• ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ НАЯВНОСТІ КОРИСНИХ КОПАЛИН

• ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ ЗАБРУДНЕНЬ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

11.05.11 5

У ЯКОСТІ БІОІНДИКАТОРІВ можуть слугувати:

• МІКРООРГАНІЗМИ• ЛИШАЙНИКИ • ГРИБИ• РОСЛИНИ• ТВАРИНИ• БІОЦЕНОЗИ11.05.11 6

З’ясовано: фіалка жовта (деякі різновиди)

11.05.11 7

Ярутка альпійська

11.05.11 8

Zn Ni Cd

• поселяються на грунтах, які містять сполуки Цинку

• Ярутка накопичує також сполуки Ніколу та Кадмію

11.05.11 9

Niemeyera acuminate

11.05.11 10

острова Нової Каледонії Ni

• Це дерево росте на грунтах, багатих сполуками Ніколу;

• накопичує їх так багато, що його сік набуває зеленуватого відтінку

11.05.11 11

Науковці Оксфордського ун-ту

• експериментально довели, що велика кількість Цинку, Ніколу та Кадмію, які потрапляють у рослини з грунту і накопичуються в стеблах та листі, захищає їх від хвороб.

11.05.11 12

11.05.11

На вміст у грунті сполук Селену вказує Астрагал

На сполуки Плюмбуму у грунті Pb

вказують:

кострицямітлиця11.05.11 14

На Кобальт вказує Смілка звичайна

11.05.11 15

Манган – Наперстянка пурпурова

11.05.11 16

Велику кількість сполук Купруму Си

•визначає зміна кольору квіток у мака з рожевого на синій

• Енциклопедія Кирила і Мефодія17

Рослини накопичують метали вибірково

• Конюшина повзуча накопичує золото

11.05.11

У бурих та червоних водоростях, що ростуть на золотоносних дрібнозернистих глинистих пісках, золота міститься в 6-7 разів більше, ніж у водоростей на таких, але незолотоносних пісках

Біоіндикатори та вимірювальні прилади

-біоіндикатори допомагають виявити шкідливі речовини і одразу вказують їх вплив на живий організм та допомагають визначити гранично допустимі пороги за весь період дії токсикантів;

-вазони з біоіндикаторними рослинами можна перевозити у різні місця;

-біоіндикатори вказують можливі шляхи потрапляння ксенобіотиків до організму людини

11.05.11 20

Робінія псевдоакація• Має пористу структуру кори і здатна

накопичувати з повітря сполуки:

• Купруму Cu• Цинку Zn• Плюмбуму Pb• Хрому Cr• Ніколу Ni11.05.11 21

Вимоги до біоіндикаторів• Повинні бути типовими для досліджуваної

зони• Повинна чітко проявлятися реакція і

морфологічна, і фізіологічна на відхилення від норми існування для даного виду

• Особливості життя та розвитку біоіндикаторів повинні бути добре вивченими

11.05.11 22

Ліхеноіндикація• Один з найкращих підходів до

аналізу стану повітря • Повне зникнення лишайників –

доказ високої кількості сульфур(IV) оксиду в повітрі

• Наявність лишайників свідчить про чистоту повітря11.05.11 23

Лишайники вразливі тому, що:

• у водоростей під дією забрудників руйнуються пігменти;

• швидко поглинають гази, бо захисні покриви відсутні;

• вибагливі до кислотності субстрату, підвищення рівня якої може спричинити загибель лишайника.

11.05.11 24

Лишайники найбільш чутливі до:

11.05.11 25

Оксидів Сульфуру Оксидів Нітрогену Гідроген Хлориду Гідроген фториду Сполук важких металів. Навіть при незначних забрудненнях атмосфери цими речовинами, більшість лишайників гине

Гриби:-здатні інтенсивно накопичувати

сполуки важких металів;-можуть акумулювати Cd, Cu, Zn, Hg ТА ІН.;

-Меркурію можуть містити в 550 разів більше, ніж у субстраті.

11.05.11 26

В шапках грибів концентрація макро- та мікроелементів вища ніж у ніжках

Гриб-зонтик накопичує сполуки - CdCвинушка тонка, Груздь чорний

та Дощовик гігантський надають перевагу сполукам - Сu

Шампіньйон та Білий гриб полюбляють речовини що містять - Hg

11.05.11 27

Гриби по різному накопичують сполуки важких металів

• Pb максимально вбирає Жовчний гриб• Zn - Білий гриб, Горкушка та Сироїжки• Cu – Сироїжки та Горкушка• Cd - Білий гриб• Індикаторні властивості на сполуки важких

металів найкраще виражені у Горкушки (Lactarius rufus) та Жовчного гриба (гірчака) (Tylopilus felleus)

11.05.11 28

Горькушка(рос.)- Lactarius rufus

•

•Фото Николая Славянинова.

Гриби та радіоактивний цезій

• концентрація 137Cs у грибах може бути у 20 разів вища за максимально забруднений шар лісової підстилки

• радіоактивний цезій гриби поглинають набагато активніше, ніж К

• до ізотопів Sr та Pu така вибірковість відсутня

11.05.11 30

Вчені довели:

• Дереворуйнуючі їстівні гриби – мало накопичують радіоактивний Цезій

• Види симбіотрофи акумулюють його добре

Гриби як біоіндикатори радіоактивного забруднення

Жовчний гриб(гірчак, Tylopilus felleus) у 100 разів активніше, ніж інші гриби

накопичує 137Cs (міцелій розташований глибоко)

Жовчний гриб (гірчак, Tylopilus felleus)

Відрізняється від білого гриба:

1.гірким смаком м'якоті;

2.порами; 3.наявністю

чорної сітки на ніжці

Гриби як біоіндикатори радіоактивного забруднення

• Білий гриб (Воlеtus еdulis ) теж може

містити підвищену концентрацію 137Cs , (міцелій глибше розташований, ніж у інших видів екотопу)

На накопичення 137Cs впливають:

Умови розвитку грибів.

Рівень вологості грунту(особливо).

На вологих грунтах 137Cs накопичується на порядок більше, ніж на посушливих.

Шляхи запобігання внутрішнього опромінення людини:

• Не вживати в їжу лісові гриби

• Вирощувати гриби на штучних середовищах

• Проводити лісовим грибам необхідну кулінарну обробку (кип'ятіння протягом 15-45 хв. з двократною і більше заміною води)

Біоіндикація грунту• Велика кількість нематод та грибів

роду Fuzarium (одночасно) свідчить про високу концентрацію у грунті сполук Арсену ( рос. мышьяка)

• Багато кропиви – у грунті високий вміст Нітрогену

• Відсутність Злаків свідчить про дефіцит нітрогенових сполук

Нетреба звичайна (Дурнишник обыкновенный)

Xanthium strumarium - солероссвідчить про засоленість грунту

Біоіндикатори нафтового забруднення грунту

Велика кількість: зелених одноклітинних водоростей роду Chlamydomonas,

гетероцистних синьозелених водоростей роду Nostocaceae - індикатор

забруднених нафтою грунтів.

Водорості Nostocaceae беруть активну участь у процесі біодеградації нафти

Дощові черви:

• біоіндикатори на сполуки важких металів у грунті, пестициди, радіонукліди;

• на забруднених ділянках кількість дощових червів зменшується, змінюється видовий склад їх популяцій

Біоіндикація водойм

• Про чистоту води у ставках, озерах, річках свідчать:

• рослини родини Ряскових• Прісноводні плоскі черви Планарії (науковці пропонують використовувати планарій як лабораторних тварин замість ссавців)

• Дафнії та інші Ракоподібні

Дафнії

• Люблять чисту непроточну воду

• У невідстояній водопровідній хлорованій воді дафнії гинуть за кілька годин. Для їх розведення водопровідну воду треба відстоювати протягом 7 днів

• Для оцінки проби води на токсичність використовують 6-10 дафній та розчин калій дихромату(1г речовини на 1л розчину). У такому розчині за 36 годин повинно загинути 50% поміщених в нього дафній. Якщо ця кількість загине за 24 години, то проба води оцінюється як гостро токсична

Біоіндикатори водоймНосток сливоподібний сигналізує про чисту воду. Зменшення розмірів та зміна правильної овальної форми «кульок» цієї водорості свідчать про забруднення водойми

Інші синьо-зелені водорості осциляторії - хороший індикатор небезпечного забруднення водойми органічними сполукамиТрубочник скупчується в мулі, дуже забруднених річок, в незначних кількостях зустрічається на піскових та кам'янистих грунтах більш чистих річок. ♦ Мотиль утворює великі скупчення в забруднених органікою річках.

Цвітіння води

• Викликають синьо-зелені водорості

• Водорості не є причиною забруднення

• Вони – показник наявності у воді промислових та комунальних відходів

• Синьо-зелені водорості – біоіндикатор забрудненості водойми

Біоіндикатори нітратів та нітритів у морі

• Чорноморські водорості-макрофіти Enteromorpha intestinalis

Чорноморські водорості-макрофіти Ceramium rubrum

Мідії живуть тільки в чистій морській воді і є біоіндикатором

Найточніший метод біодіагностики

• Комплексна індикація

• Числове співвідношення різних видів, популяцій, угрупувань

• Приклад комплексної індикації забруднення лісу: у деревостої спостерігається виснаження та відмирання, але при цьому кількість жуків-короїдів мала

Природа влітку

Літо

Золото осені

Природа восени

Зимовий сон під ковдрою снігу

Сон під снігом

11.05.11 54

Весна настала

Весняні квіти

11.05.11 56

Література

• Большая Советская Энциклопедия. Режим доступу http://www.bce.sci-lib.com • Дронова В.М. Сучасна біологія та її відображення в шкільному курсі. –

Харків: ХОНМІБО, 2008. – 44 с. • Майдебура И.С. Влияние загрязнения воздушного бассейна города

Калининграда на анатомо-морфологические и биохимические показатели древесных растений / Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук. – Из-во Российского гос. университета им. И. Канта, 2005. – 146 с.

• Макотрова Г.В. Ветвистоусый биоиндикатор //Химия и жизнь. – 2005. – № 5. – С. 28 – 39.

• Муравьёва М. Планария станет «лабораторной мышью» ХХI века. Режим доступу http://www.Strf.ru .

• Просекин К.А. Универсальный метод зооиндикации сапробности водоёма и почвы. Режим доступу http://www.zapoved.ru .

• Сигунова И. Скупой клевер. Драгметаллы собирают не только люди, но и растения. Известия науки. Режим доступу http://www.INAUKA.ru.

• Справочник грибника. Режим доступу http://gribnik.org.ua. • Фрадкин В. На улицах Европы установлены биоиндикаторы. Немецкая

волна. Режим доступу http://www.dw3d/dwarticec. • Щеглов А.И., Цветнова О.Б. Грибы – биоиндикаторы техногенного

загрязнения // Природа. – 2002. – № 11. – С. 12 – 16.

Люди!

Бережіть природу !

Дякую за увагу