Bioindikaattoriorganismit: tyypit ja esimerkkejä

Ekosysteemeissä tällä hetkellä syntyvät lukuisat muutokset, jotka johtuvat muun muassa ilman saastumisesta, metsien häviämisestä tai vesien rehevöitymisestä, aiheuttavat vaihtelua planeetan eri ekologisissa markkinarakoissa. Bioindikaattoriorganismien ansiosta ne voidaan kvantifioida.

Nämä vaihtelut voidaan analysoida fysikaalis-kemiallisilla menetelmillä, jotka yleensä antavat tiettyä oleellista tietoa. Tällä tekniikalla ei saada tietoa siitä, kuinka nämä muutokset vaikuttavat eläviin olentoihin. Tätä varten käytetään bioindikaattoriorganismeja, joista kerromme täällä kaiken.

Mitä ovat bioindikaattoriorganismit?

Bioindikaattoriorganismit ovat kaikki eläviä olentoja ja niiden yhteisöjä, jotka kykenevät reagoimaan erilaisiin ympäristöhäiriöihin. Nämä reaktiot voivat tapahtua sekä fysiologisella ja käyttäytymisellä että epäpuhtauksien kertymisen vuoksi ja antaa tietoa ympäristön ekologisista ominaisuuksista tai tiettyjen prosessien vaikutuksista.

Bioindikaattorilajien ominaisuudet

Ennen bioindikaattoreilla tehtävää tutkimusta on tarpeen suorittaa ennakkoarviointi, jotta voidaan valita organismi, joka reagoi parhaiten ympäristöongelman tyyppiin, sen maantieteelliseen ja ajalliseen ulottuvuuteen. Tätä varten käytettävien elävien olentojen on täytettävä joukko vaatimuksia, joihin kuuluvat seuraavat:

• Ole erityisen herkkä erilaisten ympäristötekijöiden häiriöille äläkä häviä niistä.
• Ole helppo opiskella ja tunnetaan tieteestä.
• Löytyy runsaasti kaikista mahdollisista elinympäristöistä.
• Reaktiosi stressiin pitäisi pystyä mittaamaan.
• Pitäisi edustaa mahdollisimman paljon koko ekosysteemiä.

Jos tietyn populaation yksilöitä käytetään bioindikaattoreina, heidän ikänsä ja genotyyppinsä on otettava huomioon. Lisäksi on varmistettava, että muut ympäristötekijät eivät häiritse tutkimusta ja mittauksia. Tätä varten voidaan tehdä ympäristön fysikaalis-kemiallisia tutkimuksia.

Mihin bioindikaattorilajeja käytetään?

Bioindikaattoriorganismit ovat erityisen hyödyllisiä näissä kolmessa tilanteessa: kun ympäristötekijää ei voida mitata – esimerkiksi aiempien ympäristötekijöiden rekonstruoimiseksi, eli paleo – biomonitoroinnissa – kun ilmoitettua tekijää on vaikea mitata – ja kun ympäristötekijää on vaikea tulkita.

Kaikista näistä syistä bioindikaattoreita käytetään pääasiassa seuraavissa tapauksissa:

• Arvioi myrkyllisten aineiden vaikutuksia: Bioindikaattoriorganismit voivat olla hyödyllisiä myrkyllisen aineen vuodon jälkeisten tulevien vahinkojen ennustamisessa ja usein jopa edustavat kemiallisten aineiden haitallisia vaikutuksia omalla fysiologiallaan.
• Arvioi ihmisen toiminnan vaikutus: tiettyjen lajien puuttuminen, esiintyminen tai muutokset, kun niillä on ihmisen aiheuttama vaikutus ekosysteemiin, voimme arvioida vaikutuksen kyseisellä alueella.
• Varoita ympäristön muutoksista: bioindikaattoriorganismien herkkyys antaa varhaista tietoa ympäristön muutoksista, mikä mahdollistaa tietyn tapahtuman mahdollisten seurausten ennakoinnin.
• Arvioi lajirikkautta: ekosysteemien monimutkaisuus ja troofiset suhteet vaikeuttavat usein lajirikkauden muutosten arviointia, mutta bioindikaattoreiden avulla saadut tiedot voidaan ekstrapoloida ympäristön monimuotoisuuteen.

On otettava huomioon, että useaan otteeseen yksittäistä lajia, vaikka se olisi kuinka edustava, ei voida ekstrapoloida paikan koko eliöstöön. Tämä on otettava huomioon dataa tulkittaessa.

Bioindikaattoriorganismien tyypit

Voimme luokitella bioindikaattoreita monella tavalla. Yksi niistä on tutkittavalla välineellä. Alla katamme kaikki mahdolliset organismit, joilla on nämä ominaisuudet.

Maaperän bioindikaattorit

Yhteiskuntasuunnitteluun ja luonnonvarojen hyödyntämiseen liittyvät ihmisen erilaiset toiminnot ovat synnyttäneet monia vaihteluita ja vaikutuksia maaperään. Tämän seurauksena elinympäristöjä on menetetty, hydrografia ja eroosio ovat muuttuneet ja monet alustat ovat saastuneet. Kolme bioindikaattoriorganismia erottuu näiden vaikutusten arvioinnissa:

• Sienet: Näitä organismeja käytetään pääasiassa maaperän radioaktiivisuuden tutkimiseen.Sienet keräävät kudoksiinsa radionuklideja, jotka voivat siirtyä muihin ravintoketjuihin, kuten jyrsijöihin tai ihmisiin. Tästä syystä heidän kudoksistaan tehdään laatututkimuksia, jotta voidaan varmistaa, onko niissä kertynyt radioaktiivisuutta.
• Punkit: punkkeja on runsaasti, edustavia ja helppo kerätä. Ne ovat herkkiä useille epäpuhtauksille ja laajan maantieteellisen levinneisyytensä ansiosta niiden vasteen vertailu on helppoa eri ekosysteemeissä. Normaalisti ne ovat erittäin herkkiä hyönteismyrkkyille, jotka aiheuttavat populaation vähenemistä.
• Colémbolos: ne ovat yksi tärkeimmistä eläimistöryhmistä maassa. Niiden suuri määrä, monimuotoisuus, lajien runsaus ja aktiivisuus tekevät niistä erinomaisia bioindikaattoriorganismeja. Näiden organismien altistuminen hapoille, raskasmetalleille, typpiyhdisteille ja torjunta-aineille vähentää niiden runsautta ja lajirikkautta.

Veden bioindikaattorit

Antrooppinen saastuminen vaikuttaa vesilajien levinneisyyteen ja kasvuun ilmastollisten, maantieteellisten ja symbioottisten tekijöiden lisäksi. Seuraavat bioindikaattoriorganismit erottuvat tällä rintamalla:

• Kala: Kun elinympäristö muuttuu, kalat voivat aiheuttaa etologisia, morfologisia, fysiologisia, biokemiallisia ja molekulaarisia muutoksia, jotka johtuvat ympäristöolosuhteiden aiheuttamasta stressistä. He ovat erittäin herkkiä näille muutoksille, joten he lopulta kuolevat tai katoavat. Taimenen ja lohen esiintyminen joessa kertoo ekosysteemin terveydestä.
• Sammakkoeläimet: nämä eläimet ovat erittäin herkkiä sekä kuivuudelle että kaikille saasteille. Koska niillä on läpäisevä iho, saasteet, happosateet, lannoitteet ja hyönteismyrkyt imeytyvät helposti ja kerääntyvät elimistöön.Siksi ne ovat ensimmäisiä lajeja, jotka katoavat ekosysteemin muuttuessa.
• Hyönteiset: vedessä asuvien makroselkärangattomien joukossa hyönteiset ovat yksi sopivimmista biologisista ryhmistä määrittämään järjestelmän laatua. Ominaisuudet, kuten herkkyys epäpuhtauksille, nopea reagointi muutoksiin ja se, että ne hyödyntävät käytännössä kaikkia saatavilla olevia elinympäristöjä, tekevät heistä loistavan tutkimusryhmän.

Ilman bioindikaattorit

Ilman saastuminen on yksi tämän päivän suurimmista ympäristöongelmista. Ilmanlaadun tarkistaminen on välttämätöntä ekosysteemien moitteettoman toiminnan ja ihmisten terveyden kann alta. Jotkut käytetyt bioindikaattoriorganismit ovat seuraavat:

• Mehiläiset: mehiläiset ovat avainlajeja ekosysteemeissä. Eri tutkimukset ovat osoittaneet, että ne osoittavat ilmastonmuutoksen ja elinympäristöjen pirstoutumisen vaikutukset.Lisäksi niitä käytetään ympäristön saastumisen, raskasmetallien, radioaktiivisuuden, teollisuusjätteiden ja saasteiden, torjunta-aineiden ja rikkakasvien torjunta-aineiden seurantaan.
• Jäkälät: Jäkälät ovat symbioottisia suhteita levän ja sienen välillä. Koska ne saavat suurimman osan ravintoaineistaan ilmakehästä, ne ovat erittäin herkkiä ilman muutoksille. Yksi sen pääasiallisista katoamissyistä on rikkidioksidi, joka aiheuttaa ympäristön happamoitumista.
• Gekkot tai salamanquesat: nämä matelijat ovat hyviä bioindikaattoriorganismeja, koska niillä on taipumus kerääntyä ilmasta myrkyllisiä aineita, jotka ovat peräisin pääasiassa ravinnostaan. Jotkut näistä alkuaineista ovat mm. Cd, Se, As, Pb. Lisäksi saastuneilla alueilla on yleensä vähemmän yksilöitä heikentyneen hedelmällisyyden vuoksi.

Esimerkkejä bioindikaattoreista

Bioindikaattoreiden eri sovellusten mukaan voimme erottaa kolme luokkaa:

• Ekologiset bioindikaattorit: Lajit, joiden tiedetään olevan herkkiä saastumiselle, elinympäristön pirstoutuneelle tai muille rasituksille. Indikaattorin vastaus edustaa yhteisöä.
• Ympäristöbioindikaattorit: lajit tai lajiryhmät, jotka reagoivat ennustettavalla tavalla ympäristön häiriöihin tai muutoksiin.
• Biodiversiteetin bioindikaattorit: indikaattoritaksonin lajirikkautta käytetään yhteisön lajirikkauden indikaattorina. Se voi tapahtua myös mitattavissa olevien monimuotoisuuden parametrien, kuten endemismin, geneettisten parametrien tai populaatiospesifisten parametrien kautta.

Monet bioindikaattoriorganismit voivat olla yhtä aikaa ekologisia, ympäristön ja biologisen monimuotoisuuden indikaattoreita, joten ne eivät ole yksinomaan luokkia. Katsotaanpa konkreettisia esimerkkejä aiheen päättämiseksi.

Saukot

Nämä Mustelidae-heimon lihansyöjänisäkkäät asuvat käytännössä koko maailmassa. Ne ruokkivat pääasiassa kaloja ja äyriäisiä, minkä vuoksi ne ovat yksi vesiekosysteemien pääpetoeläimistä.

On todistettu, että kun ekosysteemi muuttuu suuresti, saukot hylkäävät alueensa. Tämä voi myös liittyä ruoan laadun heikkenemiseen tai heikkenemiseen.

Lisäksi ulostettasi kautta on tehty tutkimuksia, joissa on tarkastettu raskasmetallien ja muiden aineiden määrä, jotka voivat päätyä elimistöön ravintoketjun biokertymisen seurauksena. Nämä ulosteet pystyvät heijastamaan saukkojen elävän veden laatua melko tarkasti, yksinkertaisesti ja nopeasti.

Kuoriaiset

Nämä hyönteiset voivat olla hyviä bioindikaattoriorganismeja. He voivat tarjota meille erilaista olennaista tietoa ekosysteemeistä riippuen perheestä ja lajista.

Lannankuoriaiset, jotka ruokkivat ulostetta, ovat erittäin herkkiä metsien pirstoutumiseen ja muuttumiseen. Ne puolestaan voivat myös auttaa arvioimaan ekosysteemien palautumisprosesseja.

Skoliinikuoriaiset (Scolytinae) ovat tärkeä tuholainen – ne ruokkivat havupuita –, joita syntyy, kun ekosysteemissä on pitkiä kuivuusjaksoja. Nämä hyönteiset voivat ennustaa ilmastonmuutoksen ja mahdollisen aavikoitumisen aiheuttamaa muutosta ympäristössä. Näiden lisäksi kuivuuden myötä ilmaantuu useita lajeja.

Toinen hyvä esimerkki ovat alppikuoriaiset, jotka ovat erittäin herkkiä lämpötilan muutoksille ja usein kotoperäisiä. Nämä kovakuoriaiset kohoavat lämpötilan noustessa, tai vesikuoriaisten tapauksessa se voi tarkoittaa niiden katoamista.

Linnut

SEO-lintujen mukaan linnut ovat loistava työkalu arvioida ekosysteemien monimuotoisuutta ja eheyttä maailmanlaajuisesti. Tämä johtuu siitä, että he reagoivat nopeasti ravintoketjun muutoksiin tai fyysisen ympäristönsä muutoksiin.

Hyvin tutkittu esimerkki – joka liittyy ravintoketjuun – on kosteikkoon liittyvät linnut. Jos sitä löytyy saastuneilta alueilta, ne keräävät kehoon raskasmetalleja ja muita myrkkyjä syömällään ruoalla.

Bioindikaattoreiden ymmärtämisen ja tutkimisen lisääminen on välttämätöntä ekosysteemeissä mahdollisesti tapahtuvien muutosten suojelemiseksi ja korjaamiseksi. Näiden elävien olentojen avulla voimme nähdä ympäristön pilaantumisen enemmän tai vähemmän nopeasti ja tehokkaasti, mutta myös toteuttaa parannuksia ekosysteemeihin, joiden avulla voimme suojella planeettaa.