Тема 1.3 Біоіндикаційні та фізико-хімічні методи

Біоіндикація (лат. іndicare – вказувати) – метод оцінки абіотичних та біотичних факторів середовища існування за допомогою біологічних систем (Биоиндикация..., 1988). У зв’язку з цим біологічні системи, життєві функції котрих так тісно корелюють з певними факторами середовища, що можуть застосовуватись для їх оцінки, називаються біоіндикаторами.

Головна відмінність між фізичними або хімічними вимірами антропогенних факторів середовища та біоіндикацією полягає у тому, що перші методи дають абсолютні кількісні і якісні характеристики діючого фактора, але дозволяють лишень опосередковано стверджувати про його біологічний вплив, а за допомогою другого підходу можна отримати безпосередню інформацію про біологічні наслідки і визначити лише відносні кількісні і якісні параметри самого фактора.
Поняття біоіндикація та біомоніторинг часто використовують як синоніми, хоча, за К. Еннс (Enns, 2001) між цими поняттями є відмінності. Так біоіндикація – це метод, що на основі одноразових вимірів параметрів організму чи за вимірюваною величиною окремої біологічної реакції характеризує оточуюче середовище. В той час як біомоніторинг протягом тривалого часу забезпечує інформацію про якісні і кількісні зміни факторів середовища існування.

Біоіндикація можлива на багатьох рівнях:

1-й рівень – біохімічні і фізіологічні реакції.

2-й рівень – анатомічні, морфологічні, біоритмічні і поведінкові відхилення.

3-й рівень – флористичні, фауністичні і хорологічні зміни.

4-й рівень – ценотичні зміни.

5-й рівень – біогеоценотичні зміни.

6-й рівень – зміни ландшафтів.

При біоіндикації зміни біологічних систем завжди залежать як від антропогенних стресорів, так і від природних факторів середовища. Ці системи реагують на впливи середовища у цілому відповідно до їх схильності, тобто у відповідності з такими факторами, як умови живлення, вік, генетично контрольована стійкість і вже наявні порушення.

Під стресом у біології розуміють реакції біологічної системи на екстремальні фактори середовища (стресори), які можуть в залежності від сили, інтенсивності, моменту і тривалості впливу, більш чи менш впливати на систему. У природних умовах організми часто піддаються впливу різних стресорів. У природі на організми впливає не один якийсь стресор, а завжди спостерігається цілий комплекс шкідливих факторів. При цьому, зрозуміло, якийсь окремий фактор може тимчасово чи постійно домінувати. Якщо дві однакові реакції викликаються різними антропогенними факторами, то говорять про неспецифічну біоіндикацію. Якщо ж ті чи інші зміни, що відбулись можна пов’язати тільки з одним фактором, мова йде про специфічну біоіндикацію.

Якщо біоіндикатор реагує значними відхиленнями життєвих проявів від норми, то він є чутливим біоіндикатором.

Акумулятивні біоіндикатори, навпаки, накопичують антропогенні впливи більшою частиною без швидкого прояву порушень. Таке значне накопичення забруднення поступово перевищує нормальний рівень і частіше за все відбувається на рівні екофізіологічних або біоценотичних процесів.

Є два основні методи біоіндикації – активний та пасивний моніторинг. У першому випадку у вільно живучих організмів досліджується видимі або непомітні пошкодження і відхилення від норми, що є ознаками стресового впливу. При активному моніторингу намагаються виявити ті ж самі впливи на тест-організми, що знаходяться у стандартизованих умовах на досліджуваній території.

Одним із розділів біоіндикації є ліхеноіндикація – спосіб визначення стану довкілля на досліджуваній території за допомогою лишайників. В останні десятиліття цей метод знаходить широке застосування для оцінки забрудненості повітря, зокрема оксидами сульфуру і нітрогену, галогенами, простими органічними речовинами, пилом різного походження тощо.