Metode yang berbeda digunakan dalam penelitian lingkungan. Salah satunya mungkin bioindikasi. Pendekatan ini melibatkan mempelajari keadaan organisme hidup tertentu untuk mendapatkan informasi tentang habitat mereka. Untuk memahami fitur dari melakukan studi semacam itu, orang harus mempertimbangkan apa itu bioindikator. Ini akan memberikan informasi yang diperlukan tentang metodologi penelitian semacam itu.
Definisi umum
Bioindikator adalah organisme hidup, dan mungkin seluruh spesies atau komunitas yang hidup dalam sistem ekologi tertentu dan dapat berfungsi sebagai cerminan keadaannya. Selain itu, selama penelitian, jumlah individu dalam populasi, kondisi dan perilakunya diperkirakan. Berdasarkan informasi yang diterima, dimungkinkan untuk menilai keberadaan polutan, racun, karsinogen, dll di habitat alami.
Bioindikator adalah tumbuhan atau hewan yang kondisinya secara langsung bergantung padalingkungan mereka. Penggunaan teknik seperti itu dalam proses pembelajaran memiliki banyak keuntungan. Kadang-kadang dimungkinkan untuk memperoleh informasi yang diperlukan tentang keadaan lingkungan hanya berdasarkan bioindikator. Menghemat uang dan waktu untuk analisis fisik dan kimia yang kompleks adalah keuntungan yang pasti.
Bioindikator - tumbuhan dan hewan yang merangkum data penting tentang polutan, laju perubahannya. Mereka memungkinkan Anda untuk menentukan tempat akumulasi dan cara masuknya zat berbahaya, tingkat dan tingkat keparahan efek racun pada makhluk hidup, termasuk manusia.
Dalam perjalanan penelitian, biocenosis dari indikator tersebut dinilai. Pada saat yang sama, perwakilan fauna dan flora menarik bagi para peneliti. Selama pengamatan, adalah mungkin untuk menilai tingkat paparan kronis terhadap racun bahkan pada konsentrasi rendah. Mereka mempengaruhi fungsi dan kondisi umum organ internal hewan, bagian tubuh yang simetris dan rasionya.
Tipologi
Bioindikator - tumbuhan dan hewan yang hidup di air, udara, tanah. Organisme tersebut dapat berupa bakteri atau ganggang, serta invertebrata, seperti krustasea, ciliata, moluska. Data ikan, hewan dapat digunakan selama penelitian.
Bioindikator tanah adalah tanaman yang paling sering tumbuh di alam liar. Menurut kondisinya, dimungkinkan untuk menentukan keasaman, kapasitas kelembaban, kepadatan dan suhu tanah. Juga, dengan munculnya tanaman tertentu, seseorang dapat menentukan kandungan oksigen di dalam tanah, jumlahnyanutrisi, serta garam dan logam berat.
Pohon jenis konifera dapat memberikan informasi tanah sepanjang tahun. Dalam hal ini, tidak hanya indikator morfologi yang digunakan, tetapi juga sejumlah perubahan biokimia. Ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan informasi yang dapat diandalkan. Karakter morfologi terkadang bervariasi.
Jadi, misalnya, jelatang biasa dapat menunjukkan berapa banyak kalsium di dalam tanah. Beberapa tanaman adalah gallophiles. Mereka menyukai tanah asin. Jika mereka tumbuh di area tertentu, secara aktif menjajah wilayah, maka tanah itu secara bertahap diasinkan.
Untuk menilai keadaan air, penelitian dilakukan pada bioindikator seperti larva beberapa serangga, jenis alga tertentu, krustasea tingkat tinggi, bakteri bercahaya.
Lumut dan lumut kerak bisa menjadi bioindikator udara. Kualitas fisik mereka sangat bervariasi tergantung pada kondisi pertumbuhan.
Fitur pilihan
Bioindikator tumbuhan dan hewan dipilih untuk penelitian berdasarkan prinsip tertentu. Itu dirumuskan oleh salah satu ahli ekologi Amerika paling terkenal Yu. Odum. Dia mengusulkan untuk mempertimbangkan pernyataan berikut selama pemilihan bioindikator:
- Ada spesies organisme hidup stenotopik dan eurytopik. Yang pertama hanya dapat hidup dalam kondisi tertentu, sehingga cakupannya terbatas. Spesies eurytopic tersebar luas di alam, memiliki daya tahan ekologis. Oleh karena itu, mereka kurang cocok untuk penelitian dibandingkan spesies stenotopik.
- Jenis bioindikator yang lebih besar dipelajari lebih sering daripada yang kecil. Ini dijelaskan oleh tingkat pergantian di biocenosis. Lebih tinggi pada spesies kecil, sehingga pada saat penelitian tidak dapat masuk ke dalam sampel, terutama pada proses analisis dengan frekuensi yang lama.
- Untuk memilih spesies atau kelompoknya untuk penelitian, informasi eksperimental dan lapangan tentang nilai pembatas dari faktor tertentu akan diperlukan. Pada saat yang sama, kemungkinan reaksi kompensasi dari bioindikator, toleransi spesies diperhitungkan.
- Proporsi populasi, spesies, atau komunitas yang berbeda lebih bersifat indikatif dan oleh karena itu digunakan sebagai indikator yang dapat diandalkan. Hanya satu spesies yang tidak dapat sepenuhnya menyampaikan skala perubahan lingkungan. Perubahan tersebut perlu dipertimbangkan secara keseluruhan, dan tidak hanya satu arah.
Perlu dicatat juga bahwa bioindikator terbaik adalah spesies yang memberikan respons segera, serta keandalan informasi yang diberikan. Kesalahan tidak boleh melebihi 20%. Juga, dengan bantuan bioindikator tersebut, seharusnya mudah untuk mendapatkan informasi yang diperlukan. Spesies harus selalu ada di alam sehingga peneliti dapat menilai kondisinya setiap saat.
Varietas
Ada berbagai jenis dan jenis bioindikator. Semua organisme hidup yang cocok untuk penelitian tersebut dapat dibagi menjadi dua kelompok:
- Mendaftar.
- Akumulatif.
Dalam kasus pertama, organisme hidup bereaksi terhadap perubahan lingkungan dengan mengubahukuran populasi. Mereka juga dapat mengubah fenotipe, gangguan somatik atau kerusakan jaringan. Berbagai kelainan bentuk mungkin muncul, laju pertumbuhan berubah. Tanda-tanda lain yang sangat terlihat mungkin juga ada.
Misalnya mendaftarkan bioindikator adalah lumut kerak, jarum pohon. Nekrosis, klorosis, kekeringan muncul pada mereka. Pencatatan bioindikator tidak selalu memungkinkan untuk menetapkan penyebab perubahan yang terjadi. Dalam hal ini, penelitian tambahan akan diperlukan untuk menentukan mengapa populasi, penampilan akhir, distribusi di alam, dll berubah. Perubahan tersebut dapat merupakan hasil dari berbagai proses.
Organisme-bioindikator dapat berupa tipe akumulatif. Mereka memusatkan racun, polusi di dalam tubuh mereka, di berbagai jaringan, bagian tubuh atau organ. Selama penelitian, tingkat pencemaran lingkungan ditentukan setelah analisis kimia. Misalnya cangkang krustasea, larva serangga, serta beberapa organ mamalia (otak, ginjal, limpa, hati, dll), lumut dapat menjadi bioindikator akumulatif.
Organisme hidup segera bereaksi terhadap seluruh kompleks zat berbahaya yang memasuki lingkungan. Oleh karena itu, teknik semacam itu tidak memungkinkan penetapan konsentrasi yang tepat dari satu toksin. Tetapi pada saat yang sama, keuntungan menggunakan bioindikasi memungkinkan Anda untuk menentukan dengan tepat bagaimana, seberapa besar polusi mempengaruhi populasi.
Organisme uji
Organisme uji dapat menjadi bioindikator lingkungan. Ini adalah perwakilan flora atau fauna yang digunakan dalam proses pengendalian kualitas kondisi lingkungan di laboratorium. Mereka melakukan eksperimen yang sesuai. Ini bisa berupa, misalnya, uniseluler, protozoa, arthropoda. Tumbuhan seperti lumut atau tumbuhan berbunga juga dapat menjadi organisme uji.
Fitur utama organisme tersebut adalah kemungkinan memperoleh kultur dari tanaman atau hewan yang secara genetik homogen. Dalam hal ini, prototipe dibandingkan dengan kontrol. Ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan informasi yang dapat dipercaya tentang faktor yang mengganggu. Jika tidak, karena perbedaan individu yang normal antar individu, tidak akan mungkin untuk mendapatkan hasil yang dapat diandalkan.
Metode analisis
Bioindikator dan kontaminasi lingkungan diperiksa dengan analisis komparatif dengan spesimen kontrol. Mungkin ada pendekatan yang berbeda untuk ini.
Metode pertama melibatkan membandingkan karakteristik yang sesuai di luar area pengaruh. Jadi, misalnya, tanaman yang tumbuh di zona polusi industri dibandingkan dengan tanaman yang tumbuh di luar area pengaruh antropogenik.
Teknik kedua melibatkan membandingkan sampel dengan hasil percobaan. Satu bagian dari tanaman uji bersentuhan dalam kondisi laboratorium dengan udara, tanah, air yang tercemar, dan bagian kedua - dengan media yang bersih.
Saat menggunakan metode ketiga, standar historis digunakan untuk perbandingan. Ini akan berguna, misalnya, ketikaeksplorasi padang rumput Eropa. Saat ini, ekosistem ini praktis kehilangan penampilan aslinya. Dengan bagaimana padang rumput di masa lalu dibandingkan di masa sekarang.
Teknik keempat menggunakan kontrol. Ini adalah jenis ketergantungan tertentu, penyimpangan yang dianggap sebagai pelanggaran. Misalnya, untuk komunitas spesies yang tidak terganggu, grafik yang sesuai dibuat. Jika ada penyimpangan yang diamati, ini akan segera terlihat saat membandingkan kedua kurva.
Metode bioindikasi
Bioindikator di alam dipelajari dengan bantuan pemantauan lingkungan yang tepat. Itu dilakukan baik di tingkat mikro maupun makro. Studi bioindikatif dapat bersifat biocenotic dan spesies. Dalam kasus kedua, keberadaan organisme di lingkungan dan frekuensi kemunculannya dipelajari. Sifat fisiologis, biokimia, anatomi dan morfologi dari bioindikator juga dapat dipelajari.
Dalam studi biocenotic, keanekaragaman spesies diperhitungkan menggunakan sistem indikator yang tepat, serta produktivitas masyarakat.
Menurut dampak berbagai faktor pada sistem, pemantauan bioindikasi dapat bersifat spesifik dan non-spesifik. Mereka mempelajari reaksi suatu spesies terhadap munculnya polusi, racun di habitatnya. Dengan bioindikasi nonspesifik, reaksi yang sama dapat disebabkan oleh faktor yang berbeda. Jika perubahan yang terjadi hanya karena pengaruh satu faktor saja, kita berbicara tentang indikasi tertentu.
Jadi, misalnya, tumbuhan runjung dan lumut kerakdapat memberikan informasi tentang kemurnian udara di kawasan tersebut, adanya pencemaran industri di habitatnya. Daftar spesies tumbuhan dan hewan yang hidup di tanah khusus untuk berbagai jenis tanah. Jika terjadi perubahan pada pengelompokan ini, kita dapat berbicara tentang pencemaran tanah dengan bahan kimia atau perubahan strukturnya karena aktivitas manusia.
Saat ini diyakini bahwa studi instrumental paling efektif digunakan dalam kombinasi dengan bioindikator. Simbiosis semacam itu memberikan informasi yang paling lengkap dan andal tentang keadaan populasi, dampak faktor-faktor buruk padanya.
Bioindikasi tanah
Menggunakan bioindikator dalam studi pencemaran tanah, adalah mungkin untuk mendapatkan hasil yang dapat diandalkan. Tumbuhan memberikan informasi tentang kesuburan tanah. Analisis komposisi tanah yang lengkap membutuhkan banyak waktu dan tenaga. Tanah dianggap subur jika jelatang, raspberry, celandine, valerian, dll tumbuh di atasnya. Tanaman ini tidak dapat bertahan hidup di tanah yang buruk.
Angelica, lungwort, padang rumput fescue, dll. memberikan tanah yang cukup subur. Lumut gambut, lumut, cranberry, lingonberry tumbuh di tanah yang tidak subur.
Selain indikator kesuburan, komposisi tanah juga bisa ditentukan dari tumbuh-tumbuhan. Kehadiran sejumlah besar nitrogen dibuktikan oleh tanaman seperti rumput gandum, raspberry, cinquefoil angsa, knotweed, dll. Warna tanaman tersebut akan menjadi hijau cerah. Jika pucat, maka ada sedikit nitrogen di tanah. Tanaman berkurang percabangan dan jumlah daun.
Sejumlah lainnyamineral, keasaman dan fitur lain dari tanah dapat ditentukan di dalam tanah menggunakan bioindikator.
Bioindikasi udara
Bioindikator adalah organisme hidup yang secara signifikan mengubah kualitasnya ketika terjadi penyimpangan di lingkungan. Dengan bantuan mereka, Anda dapat menentukan apakah udara tercemar. Fitocenosis sangat dipengaruhi oleh polutan seperti nitrogen oksida, sulfur dioksida, hidrokarbon, dll.
Ketahanan tanaman terhadap racun semacam itu berbeda. Bahkan sejumlah kecil sulfur dioksida di udara mudah ditentukan dengan bantuan lumut. Di antara tanaman, peningkatan kandungan polutan jenis ini dapat ditentukan oleh pohon jenis konifera.
Gandum, cemara, jagung, cemara, stroberi taman, dll. sensitif terhadap kandungan hidrogen fluorida di udara, hidrogen klorida, dll.
Bioindikasi air
Untuk pengendalian kualitas air, bioindikasi adalah salah satu metode terbaik. Tidak seperti metode pemantauan kimia dan fisik, pendekatan ini adalah yang paling objektif. Peralatan khusus hanya mampu melacak jenis polusi tertentu. Bioindikasi mengungkapkan informasi lengkap tentang keadaan lingkungan perairan sekitarnya.
Pemantauan memungkinkan Anda menilai area operasi mana yang cocok untuk reservoir. Salah satu cara paling sederhana untuk bioindikasi air adalah dengan menggunakan kultur ragi. Penilaian nephelometric dari kekeruhan cairan dilakukan. Itu tergantung pada jumlah ragi dalam sampel. Jika air menghambat perkembangannya, sampel akan lebih ringan dari sampel kontrol.
Pisces juga bisadigunakan sebagai bioindikator. Mereka mengumpulkan racun dalam tubuh mereka. Akibatnya, adalah mungkin untuk menetapkan kualitas apa yang menjadi ciri air di sungai atau danau dengan mengevaluasi kondisi ikan secara visual.
