BIO-INDICATOREN: KENMERKEN EN TYPEN - MILIEU - 2024

De biomarkers zijn biologische processen, gemeenschappen of soorten, om de kwaliteit van het milieu en zijn dynamiek in de tijd te beoordelen. Ze worden gebruikt om de impact van menselijke activiteiten op ecosystemen te evalueren door de reactie van biota op gegenereerde stress te bestuderen.

We moeten bedenken dat elke activiteit een impact op het milieu heeft die positief of negatief kan zijn. Menselijke activiteit heeft echter bijna uitsluitend negatieve milieueffecten gegenereerd die van invloed zijn op ecosystemen en hun biota.

Figuur 1. Kanarie, vogel gebruikt als bio-indicator van giftige gassen in mijnen. Bron: pixabay.com

Onder de milieuschade die door menselijke activiteiten wordt veroorzaakt, zijn vervuiling door emissies en industrieel of stedelijk vast afval, de uitputting van natuurlijke hulpbronnen als gevolg van onder meer overexploitatie.

Al deze effecten veroorzaken stress in de bestaande biota en worden daarom antropogene stressfactoren genoemd, om ze te onderscheiden van natuurlijke stressfactoren, zoals periodes van intense droogte of temperatuurschommelingen als gevolg van klimatologische effecten.

De ontwikkeling en toepassing van bio-indicatoren ontstond in de jaren zestig en sindsdien is hun repertoire uitgebreid in de studie van aquatische en terrestrische omgevingen onder invloed van antropogene stressoren.

Bio-indicatoren maken het mogelijk om chemisch-fysische veranderingen in het milieu te volgen, ecologische processen te volgen, het bestaan ​​van verontreinigende stoffen direct of indirect op te sporen en in het algemeen veranderingen in het milieu te detecteren.

Algemene kenmerken van de bio-indicatoren

Een bio-indicator, of het nu gaat om een ​​biologisch proces, een gemeenschap of een soort, ongeacht het soort milieuverandering dat het meet, en de geografische regio in kwestie, moet aan bepaalde kenmerken voldoen:

-Het moet gevoelig zijn voor verstoring of stress, maar niet daardoor sterven of verdwijnen. Een bioindicatorsoort of -gemeenschap moet een matige tolerantie hebben voor variabiliteit in de omgeving.

-Het moet mogelijk zijn om uw reactie op stress te meten. Biologische processen binnen een individu kunnen ook als bio-indicatoren fungeren.

-Uw antwoord moet representatief zijn voor dat van het hele ecosysteem, de populatie of de soort.

-Het moet reageren op de mate van vervuiling of aantasting van het milieu.

-Het moet overvloedig en algemeen zijn, met een voldoende bevolkingsdichtheid in het specifieke gebied dat wordt bestudeerd. Bovendien moet het relatief stabiel zijn en gematigde klimaat- en omgevingsvariaties overwinnen.

-Er moet informatie zijn over de bio-indicator, een goed begrip van zijn ecologie en levensgeschiedenis, en een goed gedocumenteerde en stabiele taxonomie. Bovendien moet de bemonstering eenvoudig en goedkoop zijn.

-Het moet voor andere doeleinden een openbaar, economisch en commercieel belang hebben.

In het geval dat individuen als bio-indicatoren worden gebruikt, moet rekening worden gehouden met hun leeftijd en genotypische variatie. Ook moet worden gecontroleerd of andere omgevingsfactoren het onderzoek niet verstoren en moet de informatie worden aangevuld met toxicologische milieutests.

Soorten bio-indicatoren

De classificatie van bio-indicatoren varieert afhankelijk van de kenmerken die in het classificatiesysteem moeten worden benadrukt. We kunnen bioindicatoren bijvoorbeeld indelen op basis van hun complexiteit, in bioindicatorsoorten, gemeenschappen of ecosystemen. Maar we kunnen ze ook indelen op basis van de omgeving die ze bewaken.

Bioindicatorsoorten

Alle bestaande soorten (of assemblages van soorten) kunnen een beperkt aantal fysische, chemische en biologische omgevingsomstandigheden verdragen. Deze functie kan worden gebruikt om de milieukwaliteit te beoordelen.

Forel die in het westen van de Verenigde Staten in koudwaterstromingen leeft, tolereert bijvoorbeeld een temperatuur tussen 20 en 25 ° C, daarom kan deze thermische gevoeligheid worden gebruikt als een bio-indicator van de watertemperatuur.

Deze zelfde forellen reageren op cellulair niveau op stijgingen van de watertemperatuur (door verbranding en houtkap in de omliggende bossen). In deze gevallen synthetiseren ze een hitteschok-eiwit dat hun cellen beschermt tegen de effecten van verhoogde temperatuur.

De kwantificering van deze hitteschokproteïnen in deze soort maakt het mogelijk om de hittestress van de forel te meten en indirect de verandering van de omgeving te evalueren als gevolg van het kappen en verbranden van de bossen rond het waterlichaam.

Bioindicator-gemeenschappen

Hele gemeenschappen die een breed scala aan tolerantiebereiken voor meerdere omgevingsfactoren dekken, kunnen dienen als bio-indicatoren om de omgevingsconditie te beoordelen vanuit een complexe en holistische benadering. Deze studies omvatten het gebruik van analyse van meerdere omgevingsvariabelen.

Bioindicator ecosystemen

Het wegvallen van ecosysteemdiensten, zoals schoon water en lucht, onder andere plantenbestuivers, wordt gezien als een indicator voor de gezondheid van het ecosysteem.

Zo wordt het verlies van bijensoorten - die bestuivers zijn - beschouwd als een indicator voor het verlies van de gezondheid van het milieu, aangezien ze gevoelig zijn voor de aanwezigheid van zware metalen, pesticiden en radioactieve stoffen.

Bio-indicatoren volgens de omgeving die ze bewaken

Zoals hierboven aangegeven, kunnen bio-indicatoren ook worden geclassificeerd volgens de omgeving waaruit ze informatie verstrekken. Volgens deze classificatie hebben we bio-indicatoren voor lucht-, water- en bodemkwaliteit.

Bio-indicatoren van luchtkwaliteit

Tot de bio-indicatoren van luchtkwaliteit behoren die organismen die gevoelig zijn voor variaties in de concentratie van bepaalde gassen.

Korstmossen (symbiotische associaties tussen een schimmel, microalgen en / of cyanobacteriën) en bryofyten zijn bijvoorbeeld erg gevoelig voor atmosferische gassen, omdat ze deze via hun lichaam opnemen.

Deze organismen hebben geen cuticula of wortels en hun hoge oppervlakte / volume-verhouding bevordert de opname en accumulatie van luchtverontreinigende stoffen, zoals zwaveldioxiden. Daarom is het verdwijnen ervan in bepaalde gebieden een indicator van slechte luchtkwaliteit.

Aan de andere kant zijn er ook korstmossen (zoals Lecanora conizaeoides), waarvan de aanwezigheid wijst op een slechte luchtkwaliteit.

Figuur 2. Lichen Lecanora conizaeoides. Bron: Jerzy Opioła, van Wikimedia Commons Een ander voorbeeld is het langdurig gebruik van kanaries als bio-indicatoren voor onveilige omstandigheden in ondergrondse kolenmijnen in het VK, dankzij hun acute gevoeligheid voor lage concentraties koolmonoxide (CO ₂ ) en methaangas. (CH ₄ ).

Deze gevoeligheid is te wijten aan het feit dat kanaries een lage longcapaciteit hebben en een unidirectioneel ventilatiesysteem. Om deze reden zijn kanaries veel gevoeliger voor schadelijke gassen dan mensen.

Bio-indicatoren van waterkwaliteit

Tot de bio-indicatoren van waterkwaliteit behoren onder meer bacteriële micro-organismen, protozoa, macro-invertebraten, algen en mossen; gevoelig voor de aanwezigheid van giftige verontreinigende stoffen.

De aanwezigheid van gemeenschappen van verschillende aquatische macro-invertebraten taxa in een rivier is bijvoorbeeld een ecologische en biodiversiteitsindicator. Hoe meer taxa er aanwezig zijn, hoe groter de gezondheid van het waterlichaam.

Andere bio-indicatoren voor de toestand van rivieren zijn otters, omdat ze snel waterlichamen verlaten met kleine hoeveelheden verontreinigende stoffen. Hun aanwezigheid duidt dan op de goede toestand van de rivier.

Zeesponzen zijn ook gebruikt als bio-indicatoren van zware metalen, zoals kwik en cadmium, en fecale stoffen. De detectie van het verdwijnen van sponzen in zeewater is een indicator voor het verlies van waterkwaliteit.

De aanwezigheid van algen in dichte concentraties in een waterlichaam is een aanwijzing voor hoge gehaltes aan opgeloste fosfor en stikstof, die afkomstig kunnen zijn van meststoffen die in het water worden gedumpt. De geloosde meststoffen zorgen voor de accumulatie van hun nutriënten en de eutrofiëring van het waterige medium.

Bodemkwaliteit bio-indicatoren

Als indicatoren voor de kwaliteit van de bodem kunnen we een deel van de biota van deze habitat noemen, dat wil zeggen enkele planten, schimmels en bacteriële micro-organismen.

Als ze specifieke vereisten voor hun overleving stellen, zouden deze organismen indicatoren zijn voor het bestaan ​​van deze aandoeningen.

Regenwormen zijn bijvoorbeeld bio-indicatoren voor bodemkwaliteit, aangezien sommige soorten, zoals Eisenia fétida en E. andrei, gevoelig zijn voor onder meer pesticiden, oliederivaten en zware metalen. Deze bio-indicatoren worden gebruikt in onderzoeken naar bodemtoxiciteit.

Referenties

1. Celli, G. en Maccagnani, B. (2003). Honingbijen als bio-indicatoren voor milieuverontreiniging. Bulletin of Insectology 56 (1): 137-139.
2. Conesa Fdez-Vítora, V. (2010). methodologische gids voor milieueffectrapportage. Vierde druk. Edities Mundi-Prensa. pp 864.
3. Gadzala-Kopciuch, R., Berecka, B., Bartoszewicz, J. en Buszewski, B. (2004). Enkele overwegingen over bio-indicatoren bij milieumonitoring. Polish Journal of Environmental Studies Vol. 13, nr. 5, 453-462.
4. Market, BA, Breure, AM en Zechmeister, HG (2003). Definities, strategieën en principes voor bio-indicatie / biomonitoring van het milieu. In: Bio-indicatoren en biomonitors. Market, BA, Breure, AM en Zechmeister, HG-redacteuren. Elsevier Science Ltd.
5. Markert, B. (2007). Definities en principes voor bio-indicatie en biomonitoring van sporenmetalen in het milieu. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 21, 77-82. doi: 10.1016 / j.jtemb.2007.09.015