Биоиндикация водной фауны по анатомическим и физиологическим показателям
Биоиндикация водной фауны по анатомическим и
физиологическим показателям
Мониторинг биологических переменных
Для
биоиндикации могут использоваться показатели биосистем всех рангов. Обычно, чем
ниже ранг биосистемы, используемой в качестве биоиндикатора, тем более частными
могут быть выводы о воздействиях факторов среды и наоборот. Организмы и
суборганизменные структуры. K биосистемам суборганизменных рангов относятся
молекулы и молекулярные комплексы (белки, нуклеиновые кислоты и др.), клеточные
органоиды, клетки, ткани, органы и системы органов. Для биоиндикации наиболее
показательны следующие характеристики
•
химический состав клеток;
•
состав, структура и степень функциональной активности феноменов;
•
структурно-функциональные характеристики клеточных органоидов;
•
размеры клеток, их морфологические характеристики, уровень активности;
•
гистологические показатели;
•
концентрации поллютантов в тканях и органах;
•
частота и характер мутаций, канцерогенеза, уродств.
Тератогенный
эффект факторов среды - способность вызывать y тест-организмов различные
уродства, пороки развития. Последствия тератогенных воздействий различны: в
одних случаях тератогенез может проявляться только на уровне клеточных
органоидов, отдельных клеток; в других затрагивает ткани, органы и весь
организм. Большое значение для биоиндикации состояния окружающей среды и её
антропогенных изменений имеют многочисленные структурные (анатомические) и
функциональные (физиологические) характеристики организма. Использование
некоторых структурных и функциональных характеристик сообществ (особенно фито-,
зоо- и бактериопланктона и бентоса) для оценки качества водной среды (наряду с
абиотическими показателями) является обязательным (ГОСТ 17. 1. 3 . 07-82; ГОСТ
17. 1. 2. 04-77;Рд 52. 24. 565-%о; Рд 52. 24. 564-96; Рд 52. 24. 420-95 и др.).
Наиболее
широко применяется оценка скорости аэробной деструкции органических веществ -
биохимическое (или биологическое) потребление кислорода (БПК) планктоном. ВПК
легко определяется экспериментально, оно выражается обычно в миллиграммах
кислорода, расходуемого при деструкции в единице объёма воды в условиях
изоляции от солнечного света за период экспозиции (обычно 5 суток).
Соответствующая величина БПК обозначается БПК5. БПК5 является одним их шести
обязательных показателей при расчете индекса загрязненности воды.
Первичная
продуктивность водных экосистем и их способность к самоочищению обычно
оценивается по величине первичной продукции планктона и по соотношению
скоростей образования валовой первичной продукции и деструкции (Р/R). Принятая
классификация качества воды водоемов и водотоков по биотическим показателям
(ГОСТ 17. 1. 3. 07-82) учитывает следующие характеристики:
•
отношение общей плотности олитхег к общей плотности сообщества зообентоса
(класс Oligochaeta - малощетинковые черви; многие их виды характеризуются
повышенной устойчивостью к загрязнению и гипоксии, что определяет высокое
абсолютное и относительное обилие олигохет в бентосе загрязнённых водоёмом);
•
концентрацию в воде всех бактерий и отдельных сапрофитных, т. е., активно
разлагающих органических веществ;
•
индекс сапробности (и модификации Сладечека) по фитопланктону, зоопланктону,
перефитону;биотический индекс Вудивисса.
Шкала и индексы сапробности.
Сапробностыо
называется степень загрязненности водоёма органическими веществами, доступными
редуцентам. B основную шкалу сапробности положен принцип, отражающий степень
оксифильности гидробионтов-индикаторов. Водоёмы и отдельные участки их
акватории классифицируются по степени загрязненности органическими веществами
следующим образом (ГОСТ 17. 1. З. 07-82):
•
ксеносапробная зона (I класс чистоты) - вода “очень чистая”;
•
олигосапробная зона (II класс чистоты) - вода “чистая”; • бета-мезосапробная
зона (III класс чистоты) - вода “слабо
(умеренно)
загрязнённая”;
•
альфа-мезасапробная зона (IV класс чистоты) - вода “загрязнённая”;
•
полисапробная зона (V класс чистоты) - вода “грязная”;
•
гиперсапробная зона (VI класс чистоты) - вода “очень грязная”.
Биологических
переменных, характеризующих состояние отдельных особей, группы организмов,
целых попуцляий и экосистем, теоретически может быть бесконечное число. Но
среди них имеется относительно немного параметров, тесно связанных с важнейшими
показателями состояния группы организмов или отдельных особей. K важнейшим
показателям относятся прежде всего, признаки предетального состояния организма
или группы организмов, нарушение репродуктивных способностей, жизненного цикла
и некоторые другие. Наиболeе пoлнo вопросы мониторинга биологических переменных
были обсуждены весной 1979 г. нa семинаре в США. На семинаре было выделено семь
секций: биохимия, физиология, паталогия, поведение, генетика, экология и
биотестирование. B опубликованных тpудаx семинара приводятся списки
биологических параметром, рекомендуемых для включения в программы
биологического мониторинга, и методы их определения. Эти методы в сочетании с
классическими позволяют наиболее полно описать состояние наблюдаемых экосистем,
если известны критерии оценки полезности биологических переменных для
мониторинга загрязнения, и определен диапазон изменений биологических
переменных.
Прицнипы отбора биологических переменных.
Возникновение
потребности в разработке конкретных программ биологического мониторинга привело
к необходимости составления приоритетных списков структурных и функциональных
переменных по уровням организации. На пути преодоления этих трудностей за
основу было взято несколько существующих в литературе схем уровней организации
живого B соответствии со схемой Ю. Одума (1975),спектр уровней организации
изображается в виде горизонтального ряда. По мнению Одума, все уровни в равной
степени заслуживают внимания исследователей. Двигаясь слева направо, от генетических
сисистем до экосистем, одни переменные становятся более важными и изменчивыми,
в то время как важность других становится пренебрежительно малой, a их
изменчивость едва заметной. Если в основу наложить схему уровней организации,
предложенную H. П. Наумовым (1972), то картина будет иная (табл. 1).
Иерархия
структуры органического мира. (табл. 1)
|
Уровни
Похожие работы на - Биоиндикация водной фауны по анатомическим и физиологическим показателям
|