مؤشر بيولوجي - ما هو؟ تعريف المؤشرات الحيوية وأنواعها وأنواعها

2024 مؤلف: Henry Conors | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-12 03:43

تستخدم طرق مختلفة في البحث البيئي. قد يكون أحدهم مؤشراً بيولوجياً. يتضمن هذا النهج دراسة حالة بعض الكائنات الحية للحصول على معلومات حول بيئتها. لفهم ميزات إجراء مثل هذه الدراسات ، ينبغي للمرء أن يفكر في ماهية المؤشر الحيوي. سيوفر هذا المعلومات اللازمة حول منهجية البحث هذه.

تعريف عام

المؤشر الحيوي هو كائن حي ، وربما نوع كامل أو مجتمع يعيش في نظام بيئي معين ويمكن أن يكون بمثابة انعكاس لحالته. علاوة على ذلك ، أثناء الدراسة ، تم تقدير عدد الأفراد في السكان وحالتهم وسلوكهم. بناءً على المعلومات الواردة ، من الممكن الحكم على وجود الملوثات والسموم والمواد المسرطنة وما إلى ذلك في الموائل الطبيعية.

المؤشرات الحيوية هي نباتات أو حيوانات تعتمد حالتها بشكل مباشر علىبيئتهم. استخدام مثل هذه التقنية في سياق الدراسة له العديد من المزايا. في بعض الأحيان يكون من الممكن الحصول على المعلومات الضرورية حول حالة البيئة فقط على أساس المؤشرات الحيوية. يعد توفير المال والوقت في التحليلات الفيزيائية والكيميائية المعقدة ميزة أكيدة.

المؤشرات الحيوية - النباتات والحيوانات التي تلخص بيانات مهمة حول الملوثات ، معدل التغيير. إنها تسمح لك بتحديد مكان التراكم وطرق دخول المواد الضارة ، ودرجة وشدة تأثير السموم على الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر.

في سياق البحث ، يتم تقييم التكاثر الحيوي لهذه المؤشرات. في الوقت نفسه ، يعد كل من ممثلي الحيوانات والنباتات مثيرًا للاهتمام للباحثين. في سياق الملاحظات ، من الممكن تقييم درجة التعرض المزمن للسموم حتى بتركيزات منخفضة. تؤثر على الوظائف والحالة العامة للأعضاء الداخلية للحيوانات وأجزاء الجسم المتماثلة ونسبها.

التصنيف

مؤشرات حيوية - نباتات وحيوانات تعيش في الماء والهواء والتربة. يمكن أن تكون هذه الكائنات من البكتيريا أو الطحالب ، وكذلك اللافقاريات ، مثل القشريات ، والهدب ، والرخويات. يمكن استخدام بيانات الأسماك والحيوانات أثناء الدراسة.

المؤشرات الحيوية للتربة هي في الغالب نباتات تنمو في البرية. وفقًا لحالتها ، من الممكن تحديد حموضة التربة وقدرتها على الرطوبة وكثافتها ودرجة حرارتها. أيضًا ، من خلال ظهور نباتات معينة ، يمكن تحديد محتوى الأكسجين في التربة ، وكميتهالمغذيات وكذلك الأملاح والمعادن الثقيلة.

يمكن للأشجار الصنوبرية توفير معلومات عن التربة على مدار العام. في هذه الحالة ، لا يتم استخدام المؤشرات المورفولوجية فحسب ، بل يتم أيضًا استخدام عدد من التغييرات الكيميائية الحيوية. هذا يسمح لك بالحصول على معلومات موثوقة. أحيانًا ما تكون الأحرف الصرفية متغيرة.

لذلك ، على سبيل المثال ، يمكن أن يوضح نبات القراص العادي كمية الكالسيوم الموجودة في التربة. بعض النباتات هي نباتات نباتية. إنهم يحبون التربة المالحة. إذا نمت في منطقة معينة ، واستعمرت المناطق بنشاط ، فإن الأرض تملح تدريجياً.

لتقييم حالة الماء ، يتم إجراء دراسات على المؤشرات الحيوية مثل يرقات بعض الحشرات ، وأنواع معينة من الطحالب ، والقشريات الأعلى ، والبكتيريا المضيئة.

يمكن أن تكون الطحالب والأشنات مؤشرات حيوية للهواء. تختلف صفاتهم الجسدية بشكل كبير اعتمادًا على ظروف النمو.

ميزات الاختيار

يتم اختيار المؤشرات الحيوية للنباتات والحيوانات للبحث وفقًا لمبدأ معين. صاغه أحد أشهر علماء البيئة الأمريكيين يو أودوم. يقترح أن تأخذ في الاعتبار البيانات التالية أثناء اختيار المؤشرات الحيوية:

1. هناك أنواع من الكائنات الحية شديدة الاختناق و eurytopic. السابقون قادرون على العيش فقط في ظل ظروف معينة ، لذلك فإن نطاقهم محدود. يتم توزيع الأنواع الأوروبية على نطاق واسع في الطبيعة ، ولديها القدرة على التحمل البيئي. لذلك ، فهي أقل ملاءمة للبحث من الأنواع المختزلة.
2. تتم دراسة الأنواع الأكبر من المؤشرات الحيوية أكثر من الأنواع الصغيرة. هذا ما يفسر من خلال معدل الدوران في التكاثر الحيوي. إنه أعلى في الأنواع الصغيرة ، لذلك في وقت الدراسة قد لا يدخلون في العينة ، خاصة في عملية التحليل ذات التردد الطويل.
3. لتحديد نوع أو مجموعتهم للبحث ، ستكون المعلومات التجريبية والميدانية حول القيم المحددة لعامل معين مطلوبة. في الوقت نفسه ، يتم أخذ التفاعلات التعويضية المحتملة للمؤشر الحيوي ، وتسامح الأنواع في الاعتبار.
4. تعد نسبة المجموعات أو الأنواع أو المجتمعات المختلفة أكثر دلالة ، وبالتالي فهي تستخدم كمؤشر موثوق. لا يستطيع سوى نوع واحد نقل مقياس التغييرات البيئية بشكل كامل. يجب النظر إلى هذه التغييرات ككل ، وليس فقط في اتجاه واحد.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن أفضل المؤشرات الحيوية هي الأنواع التي توفر استجابة فورية ، فضلاً عن موثوقية المعلومات المقدمة. يجب ألا يتجاوز الخطأ 20٪. أيضًا ، بمساعدة هذه المؤشرات الحيوية ، يجب أن يكون من السهل الحصول على المعلومات اللازمة. يجب أن تكون الأنواع موجودة في الطبيعة باستمرار حتى يتمكن الباحث من تقييم حالتها في أي وقت.

أصناف

هناك أنواع وأنواع مختلفة من المؤشرات الحيوية. يمكن تقسيم جميع الكائنات الحية المناسبة لمثل هذا البحث إلى مجموعتين:

1. تسجيل
2. تراكمي.

في الحالة الأولى ، تتفاعل الكائنات الحية مع التغيرات في البيئة من خلال التغييرحجم السكان. يمكنهم أيضًا تغيير النمط الظاهري أو الاضطرابات الجسدية أو تلف الأنسجة. قد تظهر تشوهات مختلفة ، يتغير معدل النمو. قد تكون هناك علامات أخرى واضحة للغاية.

على سبيل المثال ، تسجيل المؤشرات الحيوية أشنات ، إبر شجرة. يظهر عليها النخر والكلور والجفاف. لا يتيح تسجيل المؤشرات الحيوية دائمًا تحديد أسباب التغييرات التي حدثت. في هذه الحالة ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد سبب تغير السكان ، والمظهر النهائي ، والتوزيع في الطبيعة ، وما إلى ذلك. يمكن أن تكون هذه التغييرات نتيجة لعمليات مختلفة.

يمكن أن تكون المؤشرات الحيوية للكائنات من النوع التراكمي. أنها تركز السموم والتلوث داخل الجسم ، في الأنسجة المختلفة وأجزاء الجسم أو الأعضاء. أثناء الدراسة يتم تحديد درجة التلوث البيئي بعد التحليل الكيميائي. على سبيل المثال ، أصداف القشريات ، يرقات الحشرات ، وكذلك بعض أعضاء الثدييات (المخ والكلى والطحال والكبد وما إلى ذلك) ، يمكن أن تكون الطحالب مؤشرا بيولوجيا تراكميا.

تتفاعل الكائنات الحية على الفور مع مجموعة كاملة من المواد الضارة التي تدخل البيئة. لذلك ، لا تسمح هذه التقنية بتحديد التركيز الدقيق لسم واحد. ولكن في الوقت نفسه ، تتيح لك ميزة استخدام المؤشرات الحيوية تحديد مدى تأثير التلوث على السكان بدقة.

اختبار الكائنات

يمكن أن يكون كائن الاختبار مؤشرا بيولوجيا للبيئة. هؤلاء هم ممثلو النباتات أو الحيوانات التي يتم استخدامها في سياق مراقبة الجودة للظروف البيئية في المختبر. يجرون التجارب المناسبة. يمكن أن يكون ، على سبيل المثال ، وحيدة الخلية ، وحيدة الخلية ، ومفصليات الأرجل. يمكن أيضًا أن تكون النباتات مثل الطحالب أو النباتات المزهرة كائنات اختبار.

السمة الرئيسية لهذه الكائنات الحية هي إمكانية الحصول على الثقافات من النباتات أو الحيوانات المتجانسة وراثيا. في هذه الحالة ، تتم مقارنة النموذج الأولي مع عنصر التحكم. هذا يسمح لك بالحصول على معلومات موثوقة حول العامل المزعج. خلاف ذلك ، بسبب الفروق الفردية الطبيعية بين الأفراد ، لن يكون من الممكن الحصول على نتيجة موثوقة.

طرق التحليل

يتم فحص المؤشرات الحيوية وتلوث بيئتهم من خلال التحليل المقارن مع عينة التحكم. قد تكون هناك طرق مختلفة لذلك

الطريقة الأولى تتضمن مقارنة الخصائص المقابلة خارج منطقة التأثير. لذلك ، على سبيل المثال ، تتم مقارنة النباتات المزروعة في منطقة التلوث الصناعي بالمحاصيل التي نمت خارج منطقة التأثير البشري.

التقنية الثانية تتضمن مقارنة العينة بنتائج التجربة. يتلامس جزء من نباتات الاختبار في ظروف المختبر مع الهواء الملوث والتربة والماء والجزء الثاني - بوسائط نظيفة.

عند استخدام الطريقة الثالثة ، يتم استخدام المعايير التاريخية للمقارنة. سيكون هذا مفيدًا ، على سبيل المثال ، عندمااستكشاف السهوب الأوروبية. اليوم ، فقد هذا النظام البيئي مظهره الأصلي عمليا. كيف بدت السهوب في الماضي يتم مقارنتها في الوقت الحاضر.

الأسلوب الرابع يستخدم التحكم. هذا نوع معين من التبعية ، يعتبر الانحراف عنه انتهاكًا. على سبيل المثال ، بالنسبة لمجتمعات الأنواع غير المضطربة ، يتم إنشاء رسم بياني مطابق. في حالة ملاحظة أي انحرافات ، سيكون هذا ملحوظًا على الفور عند مقارنة المنحنيين.

طرق المؤشرات الحيوية

تتم دراسة المؤشرات الحيوية في الطبيعة بمساعدة المراقبة البيئية المناسبة. يتم تنفيذها على المستويين الجزئي والكلي. يمكن أن تكون الدراسات الاستدلالية بيولوجية وأنواع. في الحالة الثانية ، يتم دراسة وجود كائن حي في البيئة وتكرار حدوثه. يمكن أيضًا دراسة الخصائص الفسيولوجية والكيميائية الحيوية والتشريحية والمورفولوجية للمؤشر الحيوي.

في سياق دراسة التكاثر الحيوي ، يؤخذ تنوع الأنواع في الاعتبار باستخدام نظام من المؤشرات المناسبة ، وكذلك إنتاجية المجتمع.

وفقًا لتأثير العوامل المختلفة على النظام ، يمكن أن تكون مراقبة المؤشرات الحيوية محددة وغير محددة. إنهم يدرسون ردود أفعال الأنواع تجاه ظهور التلوث والسموم في بيئتها. باستخدام المؤشرات الحيوية غير المحددة ، يمكن أن يكون رد الفعل نفسه ناتجًا عن عوامل مختلفة. إذا كانت التغييرات التي تحدث بسبب تأثير عامل واحد فقط ، فإننا نتحدث عن مؤشر محدد.

لذلك ، على سبيل المثال ، الصنوبريات والأشناتيمكن أن توفر معلومات حول نقاء الهواء في المنطقة ، ووجود التلوث الصناعي في موائلها. قائمة الأنواع النباتية والحيوانية التي تعيش في التربة خاصة بأنواع مختلفة من التربة. إذا حدثت تغييرات في هذه التجمعات ، فيمكننا التحدث عن تلوث التربة بالمواد الكيميائية أو تغيير في هيكلها بسبب الأنشطة البشرية.

يُعتقد اليوم أن الدراسات الآلية هي الأكثر فعالية في تركيبة مع المؤشرات الحيوية. يوفر مثل هذا التعايش المعلومات الأكثر اكتمالا وموثوقية حول حالة السكان ، وتأثير العوامل السلبية عليها.

المؤشرات الحيوية للتربة

باستخدام المؤشرات الحيوية في دراسة تلوث التربة ، من الممكن الحصول على نتائج موثوقة. توفر النباتات معلومات حول خصوبة التربة. يتطلب التحليل الكامل لتكوين التربة الكثير من الوقت والجهد. تعتبر التربة خصبة إذا نمت عليها نباتات القراص ، والتوت ، وسيلاندين ، وحشيشة الهر ، وما إلى ذلك ، وهذه النباتات لا تعيش في التربة الفقيرة.

حشيشة الملاك ، والنبتة الرئوية ، وحشيش المرج ، وما إلى ذلك ، تعطي تربة خصبة بشكل معتدل. تنمو طحالب الخث ، الأشنات ، التوت البري ، التوت البري ، على تربة منخفضة الخصوبة.

بالإضافة إلى مؤشر الخصوبة ، يمكن أيضًا تحديد تكوين التربة من النباتات. يتضح وجود كمية كبيرة من النيتروجين من خلال نباتات مثل عشبة القمح ، وتوت العليق ، وحيوان الإوز ، وعشب العقدة ، وما إلى ذلك. سيكون لون هذه النباتات أخضرًا ساطعًا. إذا كانت شاحبة ، فهناك القليل من النيتروجين في التربة. خفضت النباتات المتفرعة وعدد الأوراق.

وهناك عدد من الآخرينيمكن تحديد المعادن والحموضة وغيرها من سمات التربة في التربة باستخدام المؤشرات الحيوية.

مؤشر حيوي للهواء

المؤشر الحيوي هو كائن حي يغير صفاته بشكل كبير عند حدوث انحرافات في البيئة. بمساعدتهم ، يمكنك تحديد ما إذا كان الهواء ملوثًا. يتأثر التكاثر النباتي بشكل كبير بالملوثات مثل أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت والهيدروكربونات وما إلى ذلك.

مقاومة النبات لمثل هذه السموم مختلفة. من السهل تحديد كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكبريت في الهواء بمساعدة الأشنات. بين النباتات ، يمكن تحديد المحتوى المتزايد لهذا النوع من الملوثات بواسطة الأشجار الصنوبرية.

القمح ، التنوب ، الذرة ، الراتينجية ، فراولة الحديقة ، إلخ ، حساسة لمحتوى فلوريد الهيدروجين في الهواء ، كلوريد الهيدروجين ، إلخ.

مؤشر حيوي للمياه

لمراقبة جودة المياه ، تعد المؤشرات الحيوية من أفضل الطرق. على عكس طرق الرصد الكيميائية والفيزيائية ، فإن هذا النهج هو الأكثر موضوعية. المعدات الخاصة قادرة على تتبع أنواع معينة فقط من التلوث. يكشف المؤشر الحيوي عن معلومات كاملة حول حالة البيئة المائية المحيطة.

تسمح لك المراقبة بتقييم مناطق التشغيل المناسبة لخزان ما. واحدة من أبسط الطرق للإشارة الحيوية إلى الماء هي استخدام مزارع الخميرة. يتم إجراء تقييم لقياس مستوى تعكر السائل. يعتمد ذلك على كمية الخميرة في العينة. إذا أعاق الماء نموها ، فستكون العينة أخف من العينة الضابطة.

يمكن للحوت أيضًاتستخدم كمؤشر بيولوجي. تتراكم السموم في أجسامهم. نتيجة لذلك ، من الممكن تحديد الصفات التي تميز المياه في نهر أو بحيرة من خلال التقييم البصري لحالة الأسماك.