Использование живых организмов для наблюдения за состоянием окружающей среды

Каждый живой вид организма, приспособлен к своим условиям обитания (температура, влажность, уровень солнечного излучения и др.). Идеальные для организма условия, в экологии называются зоной оптимума. При оптимальных значениях факторов среды обитания, организмы активно питаются, развиваются, растут, размножаются.

Чем больше отклоняется значение условия среды от оптимального значения, тем менее благоприятно это для организмов. Выход показателей среды за пределы оптимального значения, приводит к возрастанию вероятности нарушений отдельных функций и нормальной жизнедеятельности в целом,  увеличению физиологического напряжения (состояния стресса).

Живые организмы, которые способны чутко реагировать на изменение факторов среды обитания, меняя свое состояние (поведение, окрас, размер, скорость роста, форму и др.), которое можно определить путем визуального наблюдения или при проведении лабораторного исследования, используются для биоиндикации окружающей среды.

Биоиндикация – это метод мониторинга за состоянием окружающей среды и ее загрязнением, заключающийся в использовании некоторых организмов, особо чувствительных к изменениям отдельных компонентов среды обитания и к появлению в ней вредных примесей.

В настоящее время, выделено огромное количество живых организмов, относящихся к биоиндикаторам, позволяющим в разных компонентах окружающей среды определить наличие тех или иных загрязняющих веществ.

Так например, индикатором чистой пресной воды поверхностного водного объекта, является наличие в нем раков.
Инфузории, находящиеся в чистой воде, проявляют спиралеобразные движения, пульсирующие вакуоли сокращаются ритмично. Попадание в воду загрязнителей, приводит к нарушению подвижности данного вида организма, изменению частоты взмаха ресничек и сокращению вакуолей. Также изменяется форма тела и наблюдается гибель отдельных особей.

В качестве биоиндикатора почвы, может быть использован земляной (дождевой) червь. Использование данного живого организма исходит из того, что при питании черви пропускают исследуемые образцы почвы через свой пищеварительный тракт и, следовательно, подвергаются воздействию токсических веществ.

В ходе исследования отмечают смертность червей. В качестве дополнительных параметров при выполнении индикации учитывают также вес червей и изменение окраски. Учет окраски позволяет сделать вывод о загрязнении почвы отдельными полютантами (например, при загрязнении почвы мышьяком, черви приобретают ярко-желтую окраску, при наличии свинца – становятся черными, при наличии цинка – почти прозрачными).

Биоиндикаторами качества атмосферного воздуха могут также выступать высшие растения. Так, например, в нормальных условиях хвоя сосны опадает через 3-4 года. Под влиянием токсиканта хвоя сосны в зонах сильного загрязнения приобретает тёмно-красную окраску, затем отмирает и опадает, просуществовав всего год.