Требования к биоиндикаторам

Биоиндикация

Общие закономерности поведения загрязнителей (пестициды, регуляторы роста, нитриты, нитраты, нитрозамины, ТМ) в отдельных компонентах агроценоза (почве, растениях, воде, атмосфере), достаточно хорошо изучены. Вместе с тем, последствия комплексного воздействия поллютантов на биоценозы и фитопопуляцию в реально встречающихся концентрациях исследованы недостаточно. Остатки агрохимикатов в почве и растениях вступают в сложные взаимодействия различного характера, включая антагонизм, синергизм, аддитивность. Вот почему смеси поллютантов обычно не подчиняются закономерностям, установленным для индивидуальных веществ в искусственных условиях на моделях (Методич. и организ. основы, 1991). Например, широко используемые азотные удобрения могут изменять темп поступления и скорость разложения в растении ряда гербицидов. При комплексном применении пестицидов может замедляться темп их исчезновения из почвы и растений. (Мирцухалова Ц.Е., 1990-1991)

Преимущества биоиндикации

Для получения объективной картины загрязнения агроценоза необходимы исследования в двух направлениях. Во-первых, должны совершенствоваться методы инструментального химического анализа, во-вторых, целесообразно более широкое использование биоиндикаторов.

Применение организмов, реагирующих на загрязнение среды обитания изменением визуальных признаков, имеет ряд преимуществ. Оно позволяет существенно сократить или даже исключить применение дорогостоящих и трудоемких физико-химических методов анализа. Биоиндикаторы интегрируют биологически значимые эффекты загрязнения. Они позволяют определять скорость происходящих изменений, пути и места скопления в экосистемах различных токсикантов, делать выводы о степени опасности для человека и полезной биоты конкретных веществ или их сочетаний (В.А.Вронский, 1996; В.Е.Соколов и др., 1990; М.С.Соколов и др., 1994; Энциклопед.словарь.,1993).

Типы чувствительности биоиндикаторов

В зависимости от скорости проявления биоиндикаторных реакций выделяют несколько различных типов чувствительности тест-организмов:

· I тип - биоиндикатор проявляет внезапную и сильную реакцию, продолжающуюся некоторое время, после чего перестает реагировать на загрязнитель.

· II тип - биоиндикатор в течении длительного времени линейно реагирует на воздействие возрастающей концентрации загрязнителя.

· III тип - после немедленной, сильной реакции у биоиндикатора наблюдается ее затухание, сначала резкое, затем постепенное.

· IV тип - под влиянием загрязнителя реакция биоиндикатора постепенно становится все более интенсивной, однако достигнув максимума постепенно затухает.

· V тип - реакция и типы неоднократно повторяются, возникает осцилляция биоиндикаторных параметров (Биоиндикация наземных экосистем, 1988).

Для экотоксикологического картирования агроландшафта можно использовать биоиндикаторы, аккумулирующие загрязнители по безбарьерному типу, т.е. прямо-пропорционально их концентрации во внешней среде. Например, покровные ткани растений (кора) и животных (шерсть) представляются малоактивными индикаторами для этого метода. Листья, цветки и другие органы растений накапливают поллютанты по фонобарьерному типу (Научные основы мониторинга...,1992). Подобные органы и ткани приемлемы для биотестирования загрязнения почв, вод и атмосферы. (Гераськин С.А., 1993; Использование методов биоиндикации, 1990; Соколов М.С. и др., 1999)

Стандарты сравнения при биоиндикации

При проведении биоиндикации существенную роль играет выбор стандартов для сравнения. Последние делятся на две группы: абсолютные и относительные.

Абсолютные стандарты

В группу абсолютных стандартов входят (Биоиндик.загряз.назем...,1988):

1. системы свободные от воздействия поллютантов;

2. системы с искусственным исключением действия антропогенных факторов;

3. системы слабо или вовсе не подверженные действию антропогенных факторов;

4. градиенты изменения функций объекта, вплоть до пренебрежимо малого времени воздействия. (Жукова Т.В. и др., 1999)

Относительные стандарты

Группа относительных стандартов сравнения базируется на :

1. корреляции с пространственно-временными изменениями антропогенных факторов среды;

2. выявлении эталонных объектов, испытывающих незначительное или изначально известное антропогенное воздействие. (Крюков В.И., 1999; Соколов М.С. и др. 1998)

Требования к биоиндикаторам

Для объективной оценки загрязнения агроценоза ксенобиотиками необходимы адекватные тест-системы и фитотесты, реагирующие на комплекс загрязнителей и пригодные для выявления мутагенного потенциала встречающихся в агросфере поллютантов. При этом индикаторы должны удовлетворять ряду требований:

1. Накопление загрязняющих веществ не должно приводить к гибели тест-организмов;

2. Численность тест-организмов должна быть достаточной для отбора, т.е. без влияния на их воспроизводство;

3. В случае долгосрочных наблюдений предпочтительны многолетние виды флоры ;

4. Фитотесты должны быть генетически однородными;

5. Должна быть обеспечена легкость взятия проб;

6. Должна реализоваться относительная быстрота проведения тестирования;

7. Биотесты должны обеспечивать получение достаточно точных и воспроизводимых результатов;

8. Биоиндикаторы должны быть одновозрастными и характеризоваться, по-возможности, близкими свойствами;

9. Диапазон погрешностей измерений( по сравнению с классическими или эталонными методами тестирования) не должен превышать 20-30%;

10. При выборе тест-организмов предпочтение следует отдавать регистрации функциональных, этологических, цитогенетических изменений отдельных индикаторных процессов биоты, а не только изменению ее структуры , численности или биомассы, т.к. эти последние являются более консервативными (К.С.Бурдин, 1985; Биоиндикация заг.наз.экосистем.,1988; Научные основ.монит.земель., 1992; Н.П.Дубинин, Ю.В.Пашин, 1978; В.Г.Минеев и др.,1991; М.С.Соколов, В.И.Терехов, 1994; Т.М. Умылина, 1989).

При биоиндикации агроценоза необходимо учитывать и тератогенный эффект загрязнителей, т.е. способность вызывать у тест-организмов различные пороки развития (Э.И.Слепян, 1979). Последствия действия тератогенных загрязнителей различны: в одних случаях тератогенез может охватывать лишь клеточные органеллы, отдельные клетки: в других - затрагивает ткани, органы и весь организм. Поэтому следует учитывать подобные изменения с помощью известных тест-систем, а также отрабатывать новые методы биоиндикации тератогенного действия загрязнителей .