Биологическое тестирование и биоиндикация

Живые организмы тесно связаны с условиями среды. И потому об изменениях этих условий — загрязнении, повышении или уменьшении влажности почвы, ее засолении, изменении климата и т. д. часто можно судить по реакции отдельных организмов и их популяций или по составу экосистем. Оценка среды по состоянию организмов и видовому составу экосистем называется биологической индикацией (биоиндикацией).

Существуют разные биологические индикаторы. О наличии некоторых загрязнителей можно судить по внешним признакам растений или животных. Благодаря «памяти» этих организмов, можно узнать и о роли тех факторов, которые в настоящее время уже не действуют. Например, появление черных пятен на листьях липы рассказывает о том, что в зимнее время дворники чрезмерно увлекались посыпанием снега солью для ускорения его таяния, о выбросах сернистого газа расскажут пятна на листьях большого подорожника. По ширине годичных колец сосен в окрестностях химического предприятия можно определить, в какие годы завод особенно сильно загрязнял среду. В годы сильного загрязнения атмосферы закладываются более тонкие кольца.

Можно судить о содержании солей в почве, если в экосистеме появились растения - индикаторы почвенного засоления (подорожник солончаковатый, шведка, солерос, бодяк бесстебельный, ситник Жерарда и др.).

0 действии некоторых факторов можно судить по особенностям формы листьев или по высоте растений. Если солей в воде немного, тростник может достигать высоты 4 м, а если вода «пересолена», его побеги не превышают 0,5 м. Можно составить специальную шкалу, и по высоте тростника определять качество воды в водоеме. Это уже будет биотестом.

Есть растения-индикаторы состояния почв на пашне. Если появились полевица побегообразующая и мята полевая, значит, на пашне застаивается вода, разрослись щавелек малый и клевер пашенный — почва подкислилась, и ее надо известковать, появились паслен черный и крапива жгучая — почву «перекормили» азотными удобрениями, урожай может быть загрязнен нитратами.

По составу растений-сорняков можно оценить и интенсивность применения гербицидов. Например, преобладание среди сорных растений звездчатки средней и овсюга — свидетельство частого применения гербицидов, которых совсем не боятся эти виды. Появление василька синего говорит об обратном. Этот вид погибает почти от всех гербицидов. Подобные оценки можно сделать и по составу беспозвоночных животных в пахотном слое почвы.

Присутствие в водоемах водокраса лягушачьего, сальвинии или водяного ореха — показатель высокого качества воды, а массовое развитие роголистника, рдеста плавающего и ряски — признак сильного загрязнения водоема.

О качестве воды судят не только по составу обитающих в водоемах растений, но и по поведению в ее капле некоторых одноклеточных растений и животных. В поле микроскопа видно, как эти микроорганизмы спокойно плавают, быстро «бегают» или вообще замирают в результате отравления.

Тонкие индикаторы загрязнения атмосферы — некоторые виды мхов и лишайников. Изучая состав лишайников, растущих на коре деревьев, можно определять степень задымления городов. Некоторые лишайники исчезают при самом слабом загрязнении атмосферы. Другие — выдерживают относительно высокие концентрации загрязнителей.

Существуют и специальные живые приборы бриометры (от латинского слова бриум — мох) — маленькие коробочки с мхами определенных видов. Конечно, биоиндикация не заменяет детальных анализов. Разные загрязнители часто действуют одинаково, они могут усиливать действие друг друга. Тем не менее, во многих случаях оценивать действие экологических факторов методами биоиндикации очень полезно.