Au cours de la recherche environnementale, différentes méthodes sont utilisées. L'un d'eux peut être la bioindication. Cette approche consiste à étudier l'état de certains organismes vivants pour obtenir des informations sur leur environnement. Pour comprendre les caractéristiques de la réalisation de telles études, vous devez considérer ce qu'est un indicateur biologique. Cela fournira les informations nécessaires sur une méthodologie de recherche similaire.
Définition générale
Un bio-indicateur est un organisme vivant, et éventuellement une espèce entière ou une communauté qui vit dans un système écologique particulier et peut servir de reflet de son état. De plus, l'étude évalue le nombre d'individus dans la population, leur état et leur comportement. Sur la base des informations reçues, on peut juger de la présence dans l'environnement naturel de polluants, toxines, cancérigènes, etc.
Les bioindicateurs sont des plantes ou des animaux dont l'état dépend directement de leur environnement. L'application d'une telle technique au cours de l'étude présente de nombreux avantages. Parfois, ce n'est que sur la base de bio-indicateurs qu'il est possible d'obtenir les informations nécessaires sur l'état de l'environnement. Économiser de l'argent et du temps pour effectuer des analyses physiques et chimiques complexes est un avantage certain.
Les bioindicateurs sont des plantes et des animaux qui résument des données importantes sur les polluants et le taux de changement. Ils vous permettent de déterminer le lieu d'accumulation et la voie d'entrée des substances nocives, le degré et la gravité de l'effet des toxines sur les êtres vivants, y compris les humains.
Au cours de la recherche, la biocénose de tels indicateurs est évaluée. Parallèlement, les chercheurs s'intéressent aux deux représentants de la faune et de la flore. Au cours des observations, il est possible d'évaluer le degré d'exposition chronique aux toxines même à de faibles concentrations. Ils affectent les fonctions et l'état général des organes internes des animaux, les parties symétriques du corps et leurs relations.
Typologie
Bioindicateurs - plantes et animaux qui vivent dans l'eau, l'air et le sol. Ces organismes peuvent être des bactéries ou des algues, ainsi que des invertébrés, par exemple des crustacés, des ciliés, des mollusques. Peut être utilisé pendant les données de l'étude sur les poissons, les animaux.
Les bioindicateurs du sol sont le plus souvent des plantes poussant à l'état sauvage. Selon leur état, vous pouvez déterminer l'acidité, la capacité d'humidité, la densité et la température du sol. De plus, l'apparition de certaines plantes peut déterminer la teneur en oxygène du sol, la quantité de nutriments, ainsi que les sels et les métaux lourds.
Les conifères peuvent fournir des informations sur le sol tout au long de l'année. Dans ce cas, non seulement des indicateurs morphologiques sont appliqués, mais également un certain nombre de changements biochimiques. Cela vous permet d'obtenir des informations fiables. Les caractères morphologiques sont parfois variables.
Ainsi, par exemple, l'ortie ordinaire peut démontrer la quantité de calcium dans le sol. Certaines plantes sont des gallophiles. Ils aiment les sols salins. S'ils poussent dans une zone donnée, colonisant activement des territoires, la terre est progressivement salée.
Pour évaluer l'état de l'eau, des bio-indicateurs tels que les larves de certains insectes, certains types d'algues et les crustacés supérieurs, des bactéries lumineuses sont à l'étude.
Les bio-indicateurs de l'air peuvent être des mousses et des lichens. Leurs qualités physiques varient considérablement en fonction des conditions de croissance.
Caractéristiques de choix
Les bioindicateurs des plantes et des animaux sont sélectionnés pour la recherche selon un certain principe. Il a été formulé par l'un des écologistes américains les plus célèbres, Yu. Odum. Il suggère de prendre en compte les affirmations suivantes lors du choix des bio-indicateurs:
- Il existe des espèces d'organismes vivants sténotopiques et eurytopiques. Les premiers ne pouvant vivre que dans certaines conditions, l'étendue de leur distribution est donc limitée. Les espèces eurytopiques sont largement répandues dans la nature et ont une endurance environnementale. Ils conviennent donc moins à la recherche que les espèces sténotopiques.
- Les plus grands types de bioindicateurs sont étudiés plus souvent que les petits. Cela s'explique par le taux de renouvellement de la biocénose. Chez les petites espèces, elle est plus élevée, par conséquent, au moment de l'étude, elles peuvent ne pas tomber dans l'échantillon, en particulier dans le processus d'analyse avec une longue périodicité.
- Pour sélectionner une espèce ou son groupe pour l'étude, des informations expérimentales et sur le terrain concernant les valeurs limites d'un certain facteur seront nécessaires. Dans le même temps, les éventuelles réactions compensatoires du bioindicateur et la tolérance de l'espèce sont prises en compte.
- le rapport quantitatif des différentes populations, espèces ou communautés est plus indicatif; il est donc utilisé comme indicateur fiable. Une seule espèce ne peut pas pleinement traduire l'ampleur des changements environnementaux. Ces changements doivent être considérés dans leur ensemble plutôt que dans une seule direction.
Il convient également de noter que les meilleurs bio-indicateurs sont les espèces qui fournissent une réponse instantanée, ainsi que la fiabilité des informations fournies. L'erreur ne doit pas dépasser 20%. De plus, à l'aide de ces bio-indicateurs, il devrait être facile d'obtenir les informations nécessaires. L'espèce doit être constamment présente dans la nature afin que le chercheur puisse évaluer son état à tout moment.
Variétés
Il existe différents types et types de bio-indicateurs. Tous les organismes vivants adaptés à de telles études peuvent être divisés en deux groupes:
- Inscription.
- Accumuler.
Dans le premier cas, les organismes vivants réagissent aux changements de l'environnement en modifiant la taille de la population. Ils peuvent également modifier l'apparence du phénotype, des troubles somatiques ou des lésions tissulaires. Différentes déformations peuvent apparaître, le taux de croissance varie. D'autres signes clairement visibles peuvent être présents.
Par exemple, les lichens, aiguilles d'arbres, sont des bioindicateurs d'enregistrement. Ils apparaissent nécrose, chlorose, sécheresse. L'enregistrement des bio-indicateurs ne permet pas toujours de déterminer les causes des changements. Dans ce cas, des recherches supplémentaires seront nécessaires pour déterminer pourquoi la population, l'apparence finale, la répartition dans la nature, etc. ont changé, ces changements pouvant être le résultat de processus différents.
Les organismes bio-indicateurs peuvent être de type accumulateur. Ils concentrent les toxines, la pollution à l'intérieur de leur corps, dans différents tissus, parties du corps ou organes. Au cours de l'étude, le degré de pollution de l'environnement est déterminé après analyse chimique. Par exemple, le bioindicateur accumulé peut être des coquilles de crustacés, des larves d'insectes, ainsi que certains organes de mammifères (cerveau, reins, rate, foie, etc.), des mousses.
Les organismes vivants réagissent immédiatement à l'ensemble du complexe de substances nocives qui pénètrent dans l'environnement. Par conséquent, pour établir la concentration exacte d'une seule toxine, cette technique ne le permet pas. Mais en même temps, l'avantage d'utiliser la bioindication vous permet de déterminer exactement combien la pollution affecte la population.
Organismes d'essai
L'organisme d'essai peut être un bioindicateur de l'environnement. Ce sont des représentants de la flore ou de la faune, qui sont utilisés dans le contrôle de la qualité des conditions environnementales en laboratoire. Ils mènent des expériences pertinentes. Il peut s'agir, par exemple, d'unicellulaires, de protozoaires, d'arthropodes. L'organisme d'essai peut également être des plantes, par exemple des mousses ou des plantes à fleurs.
La principale caractéristique de ces organismes est la possibilité d'obtenir des cultures à partir de plantes ou d'animaux génétiquement homogènes. Dans ce cas, le prototype est comparé au contrôle. Cela vous permet d'obtenir des informations fiables sur le facteur incriminé. Sinon, en raison des différences individuelles normales entre les individus, il ne sera pas possible d'obtenir un résultat fiable.
Méthodes d'analyse
Les bioindicateurs et leur pollution environnementale sont étudiés à l'aide d'une analyse comparative avec une instance de contrôle. Dans ce cas, différentes approches peuvent être utilisées.
La première méthode consiste à comparer les caractéristiques pertinentes en dehors de la zone d'influence. Par exemple, les plantes cultivées dans la zone de pollution industrielle sont comparées aux cultures qui poussent en dehors de la zone d'influence anthropique.
La deuxième méthode consiste à comparer l'échantillon avec les résultats expérimentaux. Une partie des usines d'essai est mise en contact dans des conditions de laboratoire avec de l'air, du sol et de l'eau contaminés et la seconde avec des milieux propres.
Lors de l'utilisation de la troisième technique, des normes historiques sont utilisées pour la comparaison. Cela, par exemple, sera conseillé dans l'étude de la steppe européenne. Aujourd'hui, cet écosystème a presque perdu son aspect d'origine. C'est à quoi ressemblait la steppe dans le passé qu'elle est comparée dans le présent.
La quatrième technique utilise le contrôle. Il s'agit d'un certain type de dépendance dont la déviation est considérée comme une violation. Par exemple, pour les communautés d'espèces non perturbées, un calendrier approprié est établi. Si des écarts sont observés, cela sera immédiatement perceptible si deux courbes sont comparées.
Méthodes de bioindication
En utilisant une surveillance environnementale appropriée, les bioindicateurs dans la nature sont étudiés. Elle est menée à la fois au niveau micro et macro. Les études de bioindication peuvent être biocénotiques et spécifiques. Dans le second cas, la présence de l'organisme dans l'environnement, la fréquence de son apparition, est étudiée. Les propriétés physiologiques, biochimiques, anatomiques et morphologiques du bioindicateur peuvent également être étudiées.
Lors de l'étude biocénotique, la diversité des espèces est prise en compte à l'aide d'un système d'indicateurs pertinents, ainsi que la productivité des communautés.
Selon l'influence de divers facteurs sur le système, la surveillance de la bioindication peut être spécifique et non spécifique. Ils étudient les réactions de l'espèce à l'apparition de pollution, de toxines dans leur habitat. Avec une bioindication non spécifique, la même réaction peut être provoquée par différents facteurs. Si les changements qui se produisent s'expliquent par l'influence d'un seul facteur, nous parlons d'une indication spécifique.
Par exemple, les conifères et les lichens peuvent fournir des informations sur la propreté de l'air dans la région, sur la présence de pollution industrielle dans leurs habitats. La liste des espèces végétales, des animaux qui vivent dans le sol, est spécifique à différents types de sols. Si des changements se produisent dans ces groupes, on peut parler de contamination du sol par des produits chimiques ou d'un changement de sa structure dû aux activités humaines.
Aujourd'hui, on pense que le plus efficace est l'utilisation de la recherche instrumentale en combinaison avec des bio-indicateurs. Une telle symbiose fournit les informations les plus complètes et les plus fiables sur l'état de la population, l'impact sur elle des facteurs défavorables.
Bioindication du sol
En utilisant dans l'étude des bio-indicateurs de pollution des sols, il est possible d'obtenir des résultats fiables. Les plantes fournissent des informations sur la fertilité du sol. Une analyse complète de la composition du sol nécessite beaucoup de temps et d'efforts. Le sol est considéré comme fertile si l'ortie, les framboises, la chélidoine, la valériane, etc. y poussent Ces plantes ne survivent pas sur un sol pauvre.
Un sol moyennement fertile est fourni par l'angélique, la folle, la fétuque des prés, etc. Les mousses de tourbe, les lichens, les canneberges et les airelles poussent sur un sol peu fertile.
En plus de l'indicateur de fertilité, la composition du sol peut être déterminée par les plantes. La présence d'une grande quantité d'azote est indiquée par des plantes telles que l'herbe de blé, les framboises, la potentille d'oie, la renouée, etc. La couleur de ces plantes sera vert vif. S'il est pâle, cela signifie qu'il y a peu d'azote dans le sol. Chez les plantes, la ramification et le nombre de feuilles sont réduits.
Un certain nombre d'autres minéraux, l'acidité et d'autres caractéristiques du sol peuvent être déterminés dans le sol à l'aide de bioindicateurs.
Bioindication de l'air
Un bio-indicateur est un organisme vivant qui change considérablement ses qualités lorsque des anomalies se produisent dans l'environnement. Ils peuvent être utilisés pour déterminer si l'air est contaminé. Des polluants tels que l'oxyde nitrique, le dioxyde de soufre, les hydrocarbures, etc. ont un impact énorme sur la phytocénose.
La résistance des plantes à des toxines similaires est différente. Même une petite quantité de dioxyde de soufre dans l'air peut être facilement déterminée à l'aide de lichens. Parmi les plantes, l'augmentation de la teneur en ce type de polluant peut être déterminée par les conifères.
Le blé, le sapin, le maïs, l'épinette, la fraise, etc. sensibles sont sensibles à la teneur en fluorure, chlorure d'hydrogène dans l'air.
