Bioindicateur - qu'est-ce que c'est ? Définition, types et types de bioindicateurs

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Bioindicateur - qu'est-ce que c'est ? Définition, types et types de bioindicateurs
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Différentes méthodes sont utilisées dans la recherche environnementale. L'un d'eux peut être la bioindication. Cette approche consiste à étudier l'état de certains organismes vivants pour obtenir des informations sur leur habitat. Pour comprendre les caractéristiques de la conduite de telles études, il faut considérer ce qu'est un bioindicateur. Cela fournira les informations nécessaires sur une telle méthodologie de recherche.

Définition générale

Un bioindicateur est un organisme vivant, et peut-être une espèce ou une communauté entière qui vit dans un certain système écologique et peut servir de reflet de son état. De plus, au cours de l'étude, le nombre d'individus dans la population, leur condition et leur comportement sont estimés. Sur la base des informations reçues, il est possible de juger de la présence de polluants, de toxines, de substances cancérigènes, etc. dans l'habitat naturel.

Le bioindicateur est
Le bioindicateur est

Les bioindicateurs sont des plantes ou des animaux dont l'état dépend directement deleur environnement. L'utilisation d'une telle technique au cours de l'étude présente de nombreux avantages. Parfois, il est possible d'obtenir les informations nécessaires sur l'état de l'environnement uniquement sur la base de bioindicateurs. Économiser de l'argent et du temps sur des analyses physiques et chimiques complexes est un avantage certain.

Bioindicateurs - plantes et animaux qui résument les données importantes sur les polluants, le taux de changement. Ils vous permettent de déterminer le lieu d'accumulation et les voies d'entrée des substances nocives, le degré et la gravité de l'effet des toxines sur les êtres vivants, y compris les humains.

Au cours de la recherche, la biocénose de ces indicateurs est évaluée. Dans le même temps, les représentants de la faune et de la flore sont intéressants pour les chercheurs. Au fil des observations, il est possible d'évaluer le degré d'exposition chronique aux toxines même à de faibles concentrations. Ils affectent les fonctions et l'état général des organes internes des animaux, des parties symétriques du corps et de leurs rapports.

Typologie

Bioindicateurs - plantes et animaux qui vivent dans l'eau, l'air, le sol. Ces organismes peuvent être des bactéries ou des algues, ainsi que des invertébrés, tels que des crustacés, des ciliés, des mollusques. Les données sur les poissons et les animaux peuvent être utilisées au cours de l'étude.

Types de bioindicateurs
Types de bioindicateurs

Les bioindicateurs du sol sont le plus souvent des plantes poussant à l'état sauvage. Selon leur état, il est possible de déterminer l'acidité, la capacité d'humidité, la densité et la température du sol. Aussi, par l'apparition de certaines plantes, on peut déterminer la teneur en oxygène du sol, la quantiténutriments, ainsi que des sels et des métaux lourds.

Les conifères peuvent fournir des informations sur le sol tout au long de l'année. Dans ce cas, non seulement des indicateurs morphologiques sont utilisés, mais également un certain nombre de changements biochimiques. Cela vous permet d'obtenir des informations fiables. Les caractères morphologiques sont parfois variables.

Ainsi, par exemple, les orties ordinaires peuvent démontrer la quantité de calcium dans le sol. Certaines plantes sont gallophiles. Ils aiment les sols salins. S'ils poussent dans une zone donnée, colonisant activement des territoires, la terre est progressivement salée.

Pour évaluer l'état de l'eau, des études sont menées sur des bioindicateurs tels que les larves de certains insectes, certains types d'algues, des crustacés supérieurs, des bactéries lumineuses.

Les mousses et les lichens peuvent être des bioindicateurs de l'air. Leurs qualités physiques varient considérablement en fonction des conditions de croissance.

Caractéristiques de choix

Bioindicateurs de pollution
Bioindicateurs de pollution

Les plantes et les bioindicateurs animaux sont sélectionnés pour la recherche selon un certain principe. Il a été formulé par l'un des écologistes américains les plus célèbres, Yu. Odum. Il propose de prendre en compte les affirmations suivantes lors de la sélection des bioindicateurs:

  1. Il existe des espèces sténotopiques et eurytopiques d'organismes vivants. Les premiers ne peuvent vivre que sous certaines conditions, leur portée est donc limitée. Les espèces eurytopiques sont largement distribuées dans la nature, ont une endurance écologique. Par conséquent, ils sont moins adaptés à la recherche que les espèces sténotopiques.
  2. Les grands types de bioindicateurs sont plus souvent étudiés que les petits. Cela s'explique par le taux de renouvellement dans la biocénose. Il est plus élevé chez les petites espèces, donc au moment de l'étude, elles peuvent ne pas entrer dans l'échantillon, en particulier dans le processus d'analyse à longue fréquence.
  3. Pour sélectionner une espèce ou son groupe pour la recherche, des informations expérimentales et de terrain sur les valeurs limites d'un certain facteur seront nécessaires. Dans le même temps, les éventuelles réactions compensatoires du bioindicateur, la tolérance des espèces sont prises en compte.
  4. La proportion de différentes populations, espèces ou communautés est plus indicative et est donc utilisée comme un indicateur fiable. Une seule espèce ne peut pleinement traduire l'ampleur des changements environnementaux. De tels changements doivent être considérés comme un tout, et pas seulement dans une seule direction.

Il convient également de noter que les meilleurs bioindicateurs sont les espèces qui apportent une réponse immédiate, ainsi que la fiabilité des informations fournies. L'erreur ne doit pas dépasser 20 %. De plus, avec l'aide de tels bioindicateurs, il devrait être facile d'obtenir les informations nécessaires. L'espèce doit être constamment présente dans la nature afin que le chercheur puisse évaluer son état à tout moment.

Variétés

Il existe différents types et types de bioindicateurs. Tous les organismes vivants adaptés à de telles recherches peuvent être divisés en deux groupes:

  1. Enregistrement.
  2. Cumulatif.

Dans le premier cas, les organismes vivants réagissent aux changements de l'environnement en modifianttaille de la population. Ils peuvent également modifier le phénotype, des troubles somatiques ou des lésions tissulaires. Diverses déformations peuvent apparaître, le taux de croissance change. D'autres signes très visibles peuvent également être présents.

Bioindicateurs dans la nature
Bioindicateurs dans la nature

Par exemple, les bioindicateurs d'enregistrement sont les lichens, les aiguilles des arbres. Nécrose, chlorose, sécheresse apparaissent sur eux. L'enregistrement des bioindicateurs ne permet pas toujours d'établir les causes des changements intervenus. Dans ce cas, des recherches supplémentaires seront nécessaires pour déterminer pourquoi la population, l'apparence finale, la répartition dans la nature, etc. ont changé. Ces changements peuvent être le résultat de divers processus.

Les organismes-bioindicateurs peuvent être de type cumulatif. Ils concentrent les toxines, la pollution à l'intérieur de leur corps, dans différents tissus, parties du corps ou organes. Au cours de l'étude, le degré de pollution de l'environnement est déterminé après analyse chimique. Par exemple, les carapaces de crustacés, les larves d'insectes, ainsi que certains organes de mammifères (cerveau, reins, rate, foie, etc.), les mousses peuvent être un bioindicateur cumulatif.

Les organismes vivants réagissent immédiatement à l'ensemble des substances nocives pénétrant dans l'environnement. Par conséquent, une telle technique ne permet pas d'établir la concentration exacte d'une seule toxine. Mais en même temps, l'avantage d'utiliser la bioindication vous permet de déterminer exactement comment, à quel point la pollution affecte la population.

Organismes de test

Bioindicateurs de l'air
Bioindicateurs de l'air

L'organisme de test peut être un bioindicateur de l'environnement. Ce sont des représentants de la flore ou de la faune qui sont utilisés dans le cadre du contrôle qualité des conditions environnementales du laboratoire. Ils réalisent des expériences appropriées. Il peut s'agir, par exemple, d'unicellulaires, de protozoaires, d'arthropodes. Les plantes telles que les mousses ou les plantes à fleurs peuvent également être des organismes de test.

La principale caractéristique de ces organismes est la possibilité d'obtenir des cultures à partir de plantes ou d'animaux génétiquement homogènes. Dans ce cas, le prototype est comparé au témoin. Cela vous permet d'obtenir des informations fiables sur le facteur perturbateur. Sinon, en raison des différences individuelles normales entre les individus, il ne sera pas possible d'obtenir un résultat fiable.

Méthodes d'analyse

Les bioindicateurs et la contamination de leur environnement sont examinés par analyse comparative avec un échantillon témoin. Il peut y avoir différentes approches à ce sujet.

Bioindicateur de l'environnement
Bioindicateur de l'environnement

La première méthode consiste à comparer les caractéristiques correspondantes en dehors de la zone d'influence. Ainsi, par exemple, les plantes cultivées dans la zone de pollution industrielle sont comparées aux cultures qui ont poussé en dehors de la zone d'influence anthropique.

La deuxième technique consiste à comparer l'échantillon avec les résultats de l'expérience. Une partie des plantes d'essai entre en contact dans des conditions de laboratoire avec de l'air, du sol, de l'eau pollués et la seconde partie - avec des milieux propres.

Lors de l'utilisation de la troisième méthode, les normes historiques sont utilisées à des fins de comparaison. Cela serait utile, par exemple, lorsqueexploration de la steppe européenne. Aujourd'hui, cet écosystème a pratiquement perdu son aspect d'origine. C'est à quoi ressemblait la steppe dans le passé qu'elle est comparée dans le présent.

La quatrième technique utilise le contrôle. Il s'agit d'un certain type de dépendance, dont l'écart est considéré comme une violation. Par exemple, pour les communautés d'espèces non perturbées, un graphique correspondant est construit. Si des écarts sont observés, cela sera immédiatement perceptible lors de la comparaison des deux courbes.

Méthodes de bioindication

Organismes bioindicateurs
Organismes bioindicateurs

Les bioindicateurs dans la nature sont étudiés à l'aide d'une surveillance environnementale appropriée. Elle est menée à la fois au niveau micro et macro. Les études bioindicatives peuvent être biocénotiques et espèces. Dans le second cas, la présence d'un organisme dans l'environnement et la fréquence de son apparition sont étudiées. Les propriétés physiologiques, biochimiques, anatomiques et morphologiques du bioindicateur peuvent également être étudiées.

Au cours d'une étude biocénotique, la diversité des espèces est prise en compte à l'aide d'un système d'indicateurs appropriés, ainsi que la productivité des communautés.

Selon l'impact de divers facteurs sur le système, la surveillance des bioindications peut être spécifique et non spécifique. Ils étudient les réactions d'une espèce à l'apparition de pollutions, de toxines dans son habitat. Avec une bioindication non spécifique, la même réaction peut être provoquée par différents facteurs. Si les changements qui se produisent sont dus à l'influence d'un seul facteur, nous parlons d'une indication spécifique.

Ainsi, par exemple, les conifères et les lichenspeuvent fournir des informations sur la pureté de l'air dans la région, la présence de pollution industrielle dans leurs habitats. La liste des espèces végétales et animales qui vivent dans les sols est spécifique aux différents types de sols. Si des changements se produisent dans ces groupements, on peut parler de contamination du sol par des produits chimiques ou de modification de sa structure due aux activités humaines.

Aujourd'hui, on pense que les études instrumentales sont plus efficacement utilisées en combinaison avec des bioindicateurs. Une telle symbiose fournit les informations les plus complètes et les plus fiables sur l'état de la population, l'impact des facteurs défavorables sur celle-ci.

Bioindication du sol

En utilisant des bioindicateurs dans l'étude de la pollution des sols, il est possible d'obtenir des résultats fiables. Les plantes fournissent des informations sur la fertilité du sol. Une analyse complète de la composition du sol demande beaucoup de temps et d'efforts. Le sol est considéré comme fertile s'il y pousse des orties, des framboises, de la chélidoine, de la valériane, etc.. Ces plantes ne survivent pas sur un sol pauvre.

L'angélique, la pulmonaire, la fétuque des prés, etc. donnent un sol modérément fertile. Les mousses de tourbe, les lichens, les canneberges, les airelles poussent sur un sol peu fertile.

En plus de l'indicateur de fertilité, la composition du sol peut également être déterminée à partir des plantes. La présence d'une grande quantité d'azote est mise en évidence par des plantes telles que l'agropyre, les framboises, la potentille d'oie, la renouée, etc. La couleur de ces plantes sera vert vif. S'il est pâle, il y a peu d'azote dans le sol. Les plantes ont réduit la ramification et le nombre de feuilles.

Un certain nombre d'autresles minéraux, l'acidité et d'autres caractéristiques du sol peuvent être déterminés dans le sol à l'aide de bioindicateurs.

Bioindication de l'air

Un bioindicateur est un organisme vivant qui modifie considérablement ses qualités lorsque des déviations se produisent dans l'environnement. Avec leur aide, vous pouvez déterminer si l'air est pollué. La phytocénose est fortement affectée par les polluants tels que l'oxyde d'azote, le dioxyde de soufre, les hydrocarbures, etc.

La résistance des plantes à ces toxines est différente. Même une petite quantité de dioxyde de soufre dans l'air est facile à déterminer à l'aide de lichens. Parmi les plantes, la teneur accrue de ce type de polluant peut être déterminée par les conifères.

Le blé, le sapin, le maïs, l'épicéa, les fraises du jardin, etc. sont sensibles à la teneur en fluorure d'hydrogène dans l'air, le chlorure d'hydrogène, etc.

Bioindication de l'eau

Pour le contrôle de la qualité de l'eau, la bioindication est l'une des meilleures méthodes. Contrairement aux méthodes chimiques et physiques de surveillance, cette approche est la plus objective. Un équipement spécial ne peut suivre que certains types de pollution. La bioindication révèle des informations complètes sur l'état du milieu aquatique environnant.

Monitoring vous permet d'évaluer pour quels domaines d'exploitation un réservoir est adapté. L'un des moyens les plus simples de bio-indiquer l'eau consiste à utiliser des cultures de levure. Une évaluation néphélométrique de la turbidité du liquide est réalisée. Cela dépend de la quantité de levure dans l'échantillon. Si l'eau inhibe leur développement, l'échantillon sera plus léger que l'échantillon témoin.

Les Poissons peuvent aussiêtre utilisé comme bioindicateur. Ils accumulent des toxines dans leur corps. En conséquence, il est possible d'établir quelles qualités caractérisent l'eau d'une rivière ou d'un lac en évaluant visuellement l'état des poissons.

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