ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.09.2020
Просмотров: 661
Скачиваний: 3
11. Биоиндикация и биоиндикаторы
Биоиндикация - использование подходящих индикаторных организмов, позволяющих осуществить качественную и количественную оценку антроп. и естест. влияния на окр.ср.
Биомаркеры - это организмы и их характеристики, которые позволяют диагностировать текущее сост.окр.ср.
Организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых тесно коррелируют с определенными факторами среды и могут применяться для их оценки, называются биоиндикаторами.
Биоиндикаторы могут быть: прямыми и косвенными (соответственно биоиндикация – прямая и косвенная). Прямой биоиндикатор – это организм или их сообщество напрямую, непосредственно реагирующие на факторы среды. У косвенных биоиндикаторов реакция на факторы среды возникает через систему опосредованных взаимосвязанных реакций и напрямую не связана со стрессовым воздействием.
В зависимости от реакции биоиндикатора на определенный стрессорный фактор выделяют специфические и неспецифические биоиндикаторы. Специфические биоиндикаторы на определенный тип воздействия реагируют определенным типом реакции. Например: серебристые пятна на листьях табака возникают от прямого действия озона. Биоиндикаторы, способные одинаково реагировать на изменение различных факторов среды относят к неспецифическим. В таком случае говорят о неспецифической индикации. Например, снижение численности почвенных беспозвоночных может происходить и при различных видах загрязнения почвы, и при вытаптывании, и в период засухи и по другим причинам.
Если при биоиндикационных исследованиях используется один (частный) параметр, то говорят о частном биоиндикаторе. В том случае, когда применяется система биоиндикационных признаков, говорят о комплексном биоиндикаторе.
Выделяют также чувствительные и аккумулятивные биоиндикаторы
Чувствительный - быстро реагирует значительным отклонением показателей от нормы. Аккумулятивный - накапливает воздействия без проявляющихся нарушений. т.д.
12. Биохимические и физиологические реакции на изменение окружающей среды.
Биохимические и физиологические реакции - это изменение организма на внутриклеточном и организменном уровнях.
Присутствуют даже при низком и среднем уровне загрязнения окружающей среды. Это затрагивает обмен веществ: изменяется организация, структура, состав биомембран (например изменяется проницаемость); изменяется концентрация макромолекул (например ферментов); продуцирование веществ с защитными функциями (например аминокислоты, пролина, которая входит в коллаген); изменяется активность макромолекул ( например ферментативная); индуцируются новые метаболические системы или изменяется ход биохимических реакций; изменяется структура клеток. Примерами биохимических и физиологических реакций являются: пигменты – снижение общего содержания SO2, HF, HCl. Ферменты – нарушение активности ферментов обмена, влечёт за собой уменьшение концентрации белка у растений (например гороха) при воздействии SO2, NO2. Фитогормоны – этилен стимулирует старение и его движение говорит о стрессе.
13. Морфологические, поведенческие и биоритмические отклонения у организмов
Морфологические реакции организмов на действие факторов среды – очень удобные для биоиндикации параметры состояния. На изменение окраски, формы тела, расположения органов, размера организма под антропическим воздействием человек обратил внимание уже давно. В 1850 г. появилась первая публикация о повреждениях дымом елей, а сегодня оценку морфологических изменений организма используют наиболее часто применяемые на практике методы биоиндикации.
Морфологические измен. 1)Изменение биометрических показателей( размеров головы, усиков, голеней).2)измен. окраски у брюхоногих 3) измен скульптуры поверхности тела(жужельцы)4) увеличение хлоридных клеток у жабрах водных насекомых5)измен. окраски (бабочки-пяденицы).
Поведенческие отклонения: Регистрация поведенческих реакций зависит от того, воспринимает ли организм стрессоры информационно. Если особь не «замечает» стрессор, это может привести к сублетальным или летальным эффектам, однако такие нагрузки можно диагностировать уже на ранних стадиях. Если стрессор сенсорно доступен, то реакция проявляется чаще всего в форме избегания, специфического поведения на время воздействия фактора или изменения свойств среды на период воздействия. Учесть изменения поведения можно, сравнивая их со стандартными формами поведения или с результатами стандартных биоиндикаторных пове-денческих тестов.
1) изменения таксисов(простейшие), 2)нарушение полового поведения у членистоногих(краб пахиграпсус) 3)состояние тревоги вызывает шум, высокая концентрация раздражающих веществ.
Биоритмическое отклонения:
Биоритмы – это эндогенно-обусловленные, упорядоченные реакции организмов на периодически изменяющиеся экологические факторы. В результате смены интенсивности и продолжительности действия факторов возникает определенная последовательность смены внешних условий. Эти изменения адаптируются организмами благодаря генетически закрепленным автономным ритмам. Они обеспечивают организму стабильность внутренней организации и гармоничность во взаимоотношениях со средой. Стрессоры различного происхожде-ния вызывают в организме отклонения от естественных ритмов (циркадного, цирканнуального и прочих). 1 воздействие озона и SO2 нарушают циркадный ритм работы устьиц растений вплоть до закрытия, 2 сезонный ритм побегообразования нарушается, 3 сокращение продолжительность жизни отдельных органов у растений, 4 сбой циркадных ритмов у животных(грызуны, рыбы) изменяется локомоторная активность, 5 сбои сезонных ритмов у птиц тепловое загрязнение водных объектов нарушены перелёты у водоплавающих птиц).
14. Антропогенные факторы, вызывающие стресс у организмов.
Антропогенные факторы – тела, вещества, явления, процессы, что вызывают в результате воздействия и промышленной деятельности человека и действия на природу вместе с природными факторами.
Факторы тела (искусственные факторы) – рельеф, здания, сооружения, водоемы.
Факторы вещества – это разнообразные химические элементы (химические соединения, аэрозоли, сточные воды).
Факторы явления – свет, тепло, радиоволны, электромагнитные поля, вибрации, давление, звуковые эффекты.
Факторы процесса – воздействие на природу домашних животных и растений, уничтожение вредных и разведение полезных организмов.
15. Закономерности биоиндикации на различных уровнях организации живого.
Биоиндикация может осуществляться на всех уровнях организации живого: биологических молекул, клеток, тканей и органов, организмов, популяций (пространственная группировка особей одного вида), сообществ, экосистем и биосферы в целом. Признание этого факта – достижение современной теории биоиндикации.
Клеточный и субклеточный уровни. Результаты действия поллютантов следующие (нарушение биомембран (особенно их проницаемости); изменение концентрации и активности макромолекул (ферменты, белки, аминокислоты, жиры, углеводы, АТФ); аккумуляция вредных веществ; нарушение физиологических процессов в клетке; изменение размеров клеток).
Организменный уровень
Растения. Морфологические изменения растений, используемые в биоиндикации( изменение окраски листьев, некрозы, преждевременное увядание, дефолиация – опадание листвы, изменение размеров органов , изменение формы, количества и положения органов, изменение жизненной формы растения, изменение жизненности, изменение плодовитости).
Животные 1. Морфологические изменения (размеров, пропорций, покровов, окраски, уродства)2. Физиологические изменения3. Размножение. Плодовитость обычно падает. 4. Онтогенез и продолжительность жизни.5. Поведение
Примеры биоиндикации на популяционно-видовом уровне
Растения( Плотность, Возрастная структура популяций, Экологическая структура популяций, Изменение ареалов видов растений)
Животные 1. Плотность популяций. 2. Динамика популяций (Обычно возрастает амплитуда колебаний плотности популяций)3. Пространственная структура. 4. Изменение ареала.
Примеры биоиндикации на биоценотическом уровне
1.Общая численность. 2. Видовой состав и разнообразие сообществ. 3. Видовая структура. 4. Спектр жизненных форм. .5. Спектр биотических групп. 6. Изменение во времени.
Примеры биоиндикации на экосистемном уровне
Трофическая структура. Нарушение соотношения между блоками продуцентов, консументов, редуцентов. Сукцессии – естественные смены сообществ от простых и неустойчивых до сложных и устойчивых.
Биоиндикация на уровне биосферы
1. «ползучая эвтрофикация». Присутствие в морской воде сточных вод все чаще индицируют красные и бурые приливы. Они возникают из-за вспышек численности одноклеточных водорослей: токсичных динофлагеллят (красные) и диатомовые (бурые); 2.Глобальное потепление климата;3. Фоновое загрязнение среды.