Меню

Глава 1 Биоиндикация и биотестирование

Глава 1 Биоиндикация и биотестирование

В последние годы в различных областях промышленности возникает все большая потребность в проведении разнообразных биологических тестов, связанная с нарастанием экологических проблем, а также с ростом использования биологических объектов в практике.

Заметно возросший интерес к биоиндикационным исследованиям в значительной мере обусловлен потребностями практики, и, прежде всего, необходимостью совершенствовать систему экологического контроля. Выявление надежных и адекватных методов оценки экологического качества окружающей среды стало особенно актуальным в связи с масштабными биоэкологическими и социально-техническими изменениями на Земле (климатическими колебаниями, инвазиями видов, транспортными потоками, электромагнитными излучениями и др.). Глобальная деградация природы в большей степени обусловлена запредельным загрязнением почвы. Разные формы воздействия человека на природные комплексы (расширение площадей сельскохозяйственных угодий, урбанизация, развитие промышленности и транспортных сетей) приводят к преобразованию биотопов и интенсивному насыщению ксенобиотиками.

Биологические методы контроля в ряде ситуаций, позволяют быстро оценивать качество окружающей среды и наличие некоторых загрязнений, не обнаруживаемых химическими методами. К биологическим методам контроля относятся биоиндикация и биотестирование. (О.А. Ляшенко, 2012)

Биологические методы имеют над аналитическими методами ряд преимуществ: они достаточно просты в использовании, быстры в определении результатов и сравнительно не дороги. (Баева Ю.И. и др, 2016).

Глава 1 Биоиндикация и биотестирование

Состояние биологической системы (организм, популяция, биоценоз) в той или иной степени характеризует воздействие на нее природных или антропогенных факторов и условий среды и может применяться для их оценки.

Биоиндикация (bioindication) — обнаружение и определение экологически значимых природных и антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов непосредственно в среде их обитания. Биологические индикаторы обладают признаками, свойственными системе или процессу, на основании которых производится качественная или количественная оценка тенденций изменений, определение или оценочная классификация состояния экологических систем, процессов и явлений. В настоящее время можно считать общепринятым, что основным индикатором устойчивого развития в конечном итоге является качество среды обитания.

Биоиндикаторы (от био и лат. indico — указываю, определяю) — организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Их индикаторная значимость определяется экологической толерантностью биологической системы. В пределах зоны толерантности организм способен поддерживать свой гомеостаз. Любой фактор, если он выходит за пределы «зоны комфорта» для данного организма, является стрессовым. В этом случае организм реагирует ответной реакцией различной интенсивности и длительности, проявление которой зависит от вида и является показателем его индикаторной ценности. Именно ответную реакцию определяют методы биоиндикации. Биологическая система реагирует на воздействие среды в целом, а не только на отдельные факторы, причем амплитуда колебаний физиологической толерантности модифицируется внутренним состоянием системы — условиями питания, возрастом, генетически контролируемой устойчивостью. (Еремеева А. С. И др, 2015).

Биоиндикация — это определение биологически значимых нагрузок на основе реакций на них живых организмов и сообществ. В полной мере это относится ко всем видам антропогенных загрязнений.

Основой задачей биоиндикации является разработка методов и критериев, которые могли бы адекватно отражать уровень антропогенных воздействий с учетом комплексного характера загрязнения и диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ. (Мелехова О.П. и др., 2010).

Существует два основных вида биоиндикации: пассивная и активная.

Пассивная биоиндикация — исследование у свободноживущих организмов видимых или незаметных повреждений и отклонений от нормы, являющихся признаками неблагоприятного воздействия.

Активная биоиндикация или биотестирование — исследование тех же воздействий в стандартных условиях на наиболее чувствительные к данному фактору тест-организмы. Биотестирование (bioassay) — процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Для оценки параметров среды используются стандартизованные реакции живых организмов (отдельных органов, тканей, клеток или молекул). В организме, пребывающем контрольное время в условиях загрязнения, происходят изменения физиологических, биохимических, генетических, морфологических или иммунных систем. Объект извлекается из среды обитания, и в лабораторных условиях проводится необходимый анализ. Живой организм может тестироваться также в специальных камерах или на стендах, где создаются условия изучаемого загрязнения (что очень важно для выявления реакций организма на то или иное доминирующее загрязнение или целый комплекс известных загрязняющих веществ на данной территории обитания). (Еремеева А. С. И др, 2015).

Многолетний опыт ученых разных стран по контролю состояния окружающей среды показал преимущества, которыми обладают живые индикаторы:

· в условиях хронических антропогенных нагрузок могут реагировать даже на относительно слабые воздействия вследствие кумулятивного эффекта; реакции проявляются при накоплении некоторых критических значений суммарных дозовых нагрузок;

· суммируют влияние всех без исключения биологически важных воздействий и отражают состояние окружающей среды в целом, включая ее загрязнение и другие антропогенные изменения;

· исключают необходимость регистрации химических и физических параметров, характеризующих состояние окружающей среды;

· фиксируют скорость происходящих изменений;

· вскрывают тенденции развития природной среды;

· указывают пути и места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений и ядов, возможные пути их попадания в пищу человека;

· позволяют судить о степени вредности любых синтезируемых человеком веществ для живой природы и для него самого, причем дают возможность контролировать их действие. (Ляшенко О.А., 2012)

Выделяют две формы отклика живых организмов, используемых в целях биоиндикации — специфическую и неспецифическую. В первом случае происходящие изменения связаны с действием одного какого-либо фактора. При неспецифической биоиндикации различные антропогенные факторы вызывают одинаковые реакции.

В зависимости от типа ответной реакции биоиндикаторы подразделяют на чувствительные и кумулятивные. Чувствительные биоиндикаторы реагируют на стресс значительным отклонением от жизненных норм, а кумулятивные накапливают антропогенное воздействие, значительно превышающее нормальный уровень в природе, без видимых изменений.

В качестве биоиндикаторов могут быть использованы представители всех «царств» живой природы. Для биоиндикации не пригодны организмы, поврежденные болезнями, вредителями и паразитами. Идеальный биологический индикатор должен удовлетворять ряду требований:

· быть типичным для данных условий;

· иметь высокую численность в исследуемом экотопе;

· обитать в данном месте в течение ряда лет, что дает возможность проследить динамику загрязнения;

Читайте также:  Купить тестомес бытовой для крутого теста купить

· находиться в условиях, удобных для отбора проб;

· давать возможность проводить прямые анализы без предварительного концентрирования проб;

· характеризоваться положительной корреляцией между концентрацией загрязняющих веществ в организме-индикаторе и объекте исследования;

· использоваться в естественных условиях его существования;

· иметь короткий период онтогенеза, чтобы была возможность отслеживания влияния фактора на последующие поколения.

Ответная реакция биоиндикатора на определенное физическое или химическое воздействие должна быть четко выражена, т.е. специфична, легко регистрироваться визуально или с помощью приборов.

Источник



Требования, предъявляемые к биоиндикаторам

Требования, предъявляемые к биологическим индикаторам фоновых уровней загрязнения, выработаны эмпирически и в основном сводятся к следующему.

1. Широкий ареал. Виды, заселяющие узкие ареалы, менее интегративны.

2. Эвритопность. Виды, приуроченные к определенным стадиям сукцессии, не подходят для биоиндикационных исследований. С другой стороны, при работе с высокоэвритопными видами следует учитывать стадии сукцессии, на которых проводятся наблюдения. В противном случае в трактовку результатов могут вкрасться ошибки.

3. Оседлость. Высокомигрирующие виды меньше отражают экологическую обстановку в конкретном регионе.

4. Антисинантропность. Виды-индикаторы должны принадлежать к естественным сообществам и не быть связанными с человеком, в противном случае они могут быть приспособлены к антропогенным воздействиям.

5. Индикационная пластичность вида. Наиболее удобен для биоиндикации загрязнений вид, совмещающий чувствительность и толерантность. При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать организмам с коротким жизненным циклом, накопление экотоксикантов у которых отражаетих содержание в окружающей среде в данный момент.

6. Достаточная масса пробы. Для заданной статистической значимости результатов анализов (D) необходимая величина пробы (N) определяется соотношением:

Например, при сопоставлении загрязненности двух озер гексахлорбензолом предлагается использовать в качестве биоиндикатора оседлого хищника – щуку. Известно, что значение D = 0,3 достаточно для выявления статистически значимых различий. При средней концентрации токсиканта в гомогенатах мышечной ткани щуки, равной 10 нг/г, предварительно определенная величина S=1,5. Подстановка этих значений S и D в приведенное уравнение даст необходимый размер пробы N = 25 экз. По этой причине можно использовать только те виды, численность и биомасса которых в пределах обследуемого района достаточно высока (и невелики сильные колебания численности особей выбранного вида, что позволяет проводить исследования на протяжении ряда лет).

Простота добычи и учета и их дешевизна. Первое из этих требований может оказаться особенно важным при организации широких, охватывающих многие районы обследований. Учет таких показателей, как численность, биомасса, половозрастная структура популяции и т.д., необходим для биоиндикации состояния экосистем. Но он же бывает весьма полезен при индикации уровня загрязненности, часто коррелирующего с перечисленными показателями. Поэтому для развития биоиндикационных методов и их унификации большое значение имеет создание стандартных методик учета.

Изученность видов и внутривидовых таксонов . Легкость определения упрощает процедуру отбора и предотвращает появление неопределенностей, связанных с межвидовыми различиями метаболизма. Например, сложности в интерпретации результатов исследований могут возникнуть, если в качестве индикаторного растения будет выбрана береза. С одной стороны, ее использование представляется привлекательным и обоснованным, поскольку береза относится к числу эдификаторов лесной зоны Европейского континента. Однако на нем встречаются 34 трудноразличимых вида из рода ВеШ1а, легко скрещивающихся и дающих множество гибридных форм, отличающихся метаболизмом.

Требование изученности относится не только к морфологии, таксономии и экологии видов, но также и к их способности накапливать экотоксиканты.

Изложенные требования часто оказываются противоречивыми и трудно сочетаемыми в каком-либо одном индикаторном виде. Кроме того, конкретные условия определенного района могут воздействовать на выбранный вид, изменяя его индикационные характеристики. Например, при мониторинге загрязнения экосистем тяжелыми металлами широко используются лишайники. Они в целом отвечают требованию чувствительности и толерантности по отношению к этим экотоксикантам. Однако постоянное присутствие в воздухе даже сравнительно небольших количеств диоксида серы приводит к угнетению и последующей элиминации лишайников.

В заключение отметим, что эти требования во многом относятся и к биоиндикаторам состояния экосистем. Однако следует помнить, что ни один из видов сам по себе не может служить этой цели: для характеристики состояния необходим набор биоиндикаторов, представляющих как различные систематические группы продуцентов, так и разные уровни трофической цепи консументов, а также редуцентов. Но всем при этом число отобранных биоиндикаторов должно быть минимизировано.

Источник

Биоиндикация

Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов.

Содержание

Экологические основы биоиндикации

В ходе онтогенетического и филогенетического развития любой организм в отношении любого фактора обладает генетически детерминированным и филогенетически приобретённым, уникальным физиологическим диапазоном толерантности, в пределах которой данный фактор не оказывает существенного влияния на жизнедеятельность организма, является переносимым. В случае низкой или высокой интенсивности силы фактора организм находится в зонах физиологического пессимума, когда силы воздействия находится за максимальными или минимальными пределами для конкретного организма — наступает угнетение жизнедеятельности организма и организм погибает. Данный диапазон неодинаков как для различных особей популяции (но колеблется в пределах определённых для вида) и неодинаков в разные стадии жизненного цикла организма, а также в случае когда значение интенсивности других факторов находятся либо в зоне пессимума или угнетения.

Развитие организма происходит под комплексным, синергетическим воздействием всевозможных комбинаций факторов среды биотической и абиотической природы. Зачастую развитие ограничивают факторы находящиеся в зоне пессимума или угнетения (так называемое расширенное правило Либиха). В природе происходит лишь частичная реализация физиологических потенциалов — так называемая реализованная экологическая ниша (постконкурентная экологическая ниша, популяционная экологическая ниша, экологический диапазон присутствия, экологический потенциал). Экологический потенциал отражает реакцию организма на воздействие факторов. Физиологическая толерантность и экологическая потенция определяют его индикаторную ценность.

В результате как состояние организма, так и его численность, структура популяции отражает благоприятность состояния окружающей среды. Такие организмы, жизненные функции которых тесно скоррелированными с отдельными факторами среды называются биоиндикаторами

Существует две формы биоиндикации: когда одинаковые реакции организма могут быть вызваны различными факторами среды (в том числе и антропогенного происхождения) — тогда речь идёт о неспецифической биоиндикации; когда изменения реакции чётко связаны с изменением конкретного фактора — специфическая биоиндикация.

Читайте также:  Департамент по недропользованию Ханты Мансийского автономного округа – Югры

Применение

Применение в эпидемиологии и санитарии

Оценка угрозы инфекционных заболеваний достигается при мониторинге загрязнения водоемов сточными водами. Именно канализационные стоки могут содержать патогенные микроорганизмы — основной источник инфекций, передаваемых через воду. Поскольку патогенных микроорганизмов много, каждый выявлять трудоемко и нецелесообразно, разработан тест на кишечную палочку (Escherichia coli). Эта бактерия обитает в огромных количествах в толстой кишке человека и отсутствует во внешней среде. E.coli не патогенна и даже необходима человеку, но ее присутствие во внешней среде — индикатор неочищенных канализационных стоков, в которой могут быть и патогенные микробы.

Применение в экологии

Биоиндикация — оценка качества среды обитания и её отдельных характеристик по состоянию биоты в природных условиях. Для учёта изменения среды под действием антропогенного фактора составляются списки индикаторных организмов — биоиндикаторов. Биоиндикаторы — виды, группы видов или сообщества, по наличию, степени развития, изменению морфологических, структурно-функциональных, генетических характеристик которых судят о качестве воды и состоянии экосистем. В качестве биоиндикаторов часто выступают лишайники, в водных объектах — сообщества бактерио-, фито-, зоопланктона, зообентоса, перефитона.

Применение в геологических исследованиях

Ряд растений-индикаторов определённым видимым образом реагирует на повышенные или пониженные концентрации микро- и макроэлементов в почве. Это явление используется для предварительной оценки почв, определения возможных мест поиска полезных ископаемых.

Биотестирование

Биоиндикацию часто путают с биотестированием. Но если при биоиндикации организмы извлекаются из природы и по их состоянию оценивают степень загрязнения, то при биотестировании качество воды, почвы оценивается посредством лабораторных объектов (животных, растительных, одноклеточных), помещённых в тестируемую среду уже в лаборатории.

Примечания

Литература

  • Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. Шуберт,Р.,1988 год. Москва, издательство «Мир»
  • Биоиндикация загрязнений. Опекунова, М. Г., 2004 год. СПб, издательство санкт-петербургского государственного университета.
  • Куриленко В.В, Зайцева О. В., Новикова Е. А., Осмоловская Н. Г., Уфимцева М. Д. Основы экогеологии, биоиндикации и биотестирования водных экосистем. (Под ред. В. В. Куриленко). 2003. 448 с.
  • Мисейко Г. Н., Безматерных Д. М., Тушкова Г. И. Биологический анализ качества пресных вод. — Барнаул: АлтГУ, 2001. — 201 с.
  • Environmental Bioindicators
  • Методы биоиндикации Вудивисса и Майера

На английском языке

Wiki letter w.svg

  • Перевести текст с иностранного языка на русский.
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
  • Проставить шаблон-карточку, который существует для предмета статьи. Пример использования шаблона есть в статьях на похожую тематику.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Биоиндикация» в других словарях:

биоиндикация — биоиндикация … Орфографический словарь-справочник

Биоиндикация — оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию ее биоты в природных условиях. Для учета изменения среды под действием антропогенного фактора составляются списки индикаторных организмов. По английски: Bioindication См.… … Финансовый словарь

БИОИНДИКАЦИЯ — оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию ее биоты в природных условиях. Экологический словарь, 2001 … Экологический словарь

биоиндикация — сущ., кол во синонимов: 1 • индикация (6) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

БИОИНДИКАЦИЯ — Оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию ее биоты в природных условиях Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов

биоиндикация — Оценка качества воды по изменению характера биоценоза в условиях воздействия загрязняющих веществ … Словарь по географии

Биоиндикация — * біяіндыкацыя * bioindication 1. Оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию биоты в природных популяциях. 2. Свойства многих организмов реагировать на изменение физических, химических и экологических характеристик… … Генетика. Энциклопедический словарь

биоиндикация — bioindikacija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Aplinkos taršos kenksmingosiomis medžiagomis kiekybinis ir kokybinis vertinimas remiantis bioindikatoriais. atitikmenys: angl. bioindication vok. Bioindikation, f rus.… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

БИОИНДИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЁМОВ — система оценки степени загрязнения водоемов, основанная на учете состояния водных экосистем. Методы биоиндикации основываются преимущественно на двух принципах: регистрации находок характерных (показательных, или репрезентативных) организмов и… … Экологический словарь

Макрушин, Андрей Валентинович — Андрей Валентинович Макрушин Дата рождения: 15 июля 1934( … Википедия

Источник

Экологические основы биоиндикации

Понятие о стрессе и стрессорах.Понятие «стресс» весьма различно используется в различных областях науки. Впервые в качестве научного термина оно было введено в медицину Селье (1976 г.). Он определяет стресс как состояние критической нагрузки, которая проявляется в виде специфического синдрома, слагающегося из всех неспецифически вызванных изменений внутри биологической системы. Стресс можно разделить на два различно действующих типа. Эустресс характеризуется физиологическими адаптивными реакциями, которые вызываются в организме биоэнергетическими процессами, когда в критических ситуациях организму необходимо приспособиться к изменившимся условиям среды. Дистрессозначает патогенные процессы, возникающие, как правило, при постоянных нагрузках или усилиях, которые индивид не в состоянии регулировать короткое или длительное время. В какой мере тот или иной стрессор обусловливает эустресс или дистресс, зависит от многочисленных факторов, например от экзогенного сочетания раздражителей и от внутреннего состояния организма.

Генетическая конституция каждого организма обусловливает его определенную реакционную способность (норму реакции) по отношению к воздействующим стрессорам. При возникновении стресса большую роль играет также фактор времени, связанный как с развитием в онтогенезе чувствительности к стрессу. Так и с продолжительностью воздействия какого-либо эффективного стрессора на протяжении различных периодов жизни.

В биологии под стрессом понимается реакция биологической системы на экстремальные факторы среды (стрессоры), которые могут в зависимости от силы, интенсивности, момента и продолжительности воздействия более или менее сильно влиять на систему. В природе на организм действуют стрессоры различной природы, классификация которых приведена на рисунке 2.

Биотические стрессоры Абиотические стрессоры

(инфекция, конкуренция, хищничество)

Температура Вода Излучение Ветер, давление, Хим. в-ва

шум, магнетизм,

дефицит избыток соли, газы, пестициды

низкая высокая

инфракрасное видимое ультрафиолетовое ионизирующее

Рис.2. Стрессоры в окружающей организмы среде

Читайте также:  Неотложные состояния в гинекологии

Часто биоиндикация применяется для оценки характера влияния всех видов антропических факторов. Такие воздействия, с одной стороны, представляют собой новые параметры среды, с другой – модификации уже имеющихся природных факторов. Опасность антропических стрессоров состоит, прежде всего, в том, что биологические системы недостаточно адаптированы к ним. Антропические стрессоры создаются с такой скоростью, что системы часто не успевают активизировать соответствующие адаптационные процессы. Все стрессоры этого типа опасны для живых систем еще и потому, что их интенсивность, продолжительность и момент воздействия сильно отличаются от существующей в природе нормы, поэтому они влияют на диапазон толерантности биологических систем. Кроме того, в природе наблюдается комплексное действие стрессоров (нарушающих факторов), при этом тот или иной фактор может временно доминировать. Естественно, это усложняет диагностирование биологических последствий воздействия среды на систему.

Токсичность среды и ее характеристики. Разнообразные виды абиотических загрязнений создают токсичность среды (toxicity) – свойство химических параметров среды проявлять повреждающее или летальное действие на живые организмы. Вещество, оказывающее токсическое действие, называется токсикантом, а процесс воздействия токсиканта на организм – токсикацией(на экосистемы – токсификацией). Количественно токсичность вещества для отдельного организма определяется как величина, обратная медианной летальной концентрации:

Различают острую и хроническую токсичность среды. Острая токсичностьвыражается в гибели отравленного организма за короткий промежуток времени – от нескольких секунд до 48 часов. Хроническая токсичность среды проявляется через некоторое время в виде нарушений жизненных функций организмов организмов и возникновения патологических состояний (токсикозов). Хроническая токсичность может выражаться в нарушении плодовитости, эмбриогенеза и постэмбрионального развития, возникновению уродств (мутаций) в потомстве, сокращению продолжительности жизни, появлению карликовых форм.

Часто выделяют интегральную токсичность – токсичность сложных смесей, сточных вод, многокомпонентных факторов. Количественно интегральная токсичность определяется как величина обратная максимальному разведению (1:2, 1:5, 1:10, 1:50, 1:100 и т.д.), при котором не наблюдается каких-либо нарушений жизненно-важных функций тест-организмов при 24-48 часовом биотестировании. Выражается в баллах токсичности целыми числами (2,5,10,50,100 и т.д.) соответственно величинам разведения. Баллы токсичности могут быть четко ранжированы и позволяют выстраивать ряд исследуемых веществ или сред по снижению или повышению уровня их токсичности.

Существуют количественные меры токсичности веществ для живых организмов. Это показатели острой токсичности NOEC, LC0, LC50, LC100, устанавливаемые для «чистого» вещества при его лабораторном исследовании. Показатели не имеют универсального значения и устанавливаются для каждого тест — объекта индивидуально.

NOEC – максимально недействующая концентрация вещества;

LC0 – минимальный порог чувствительности, при котором отмечаются специфические тест-реакции или смертность тест-объектов.

LC50 – стандартная мера токсичности вещества, показывающая, какая концентрация вещества вызывает гибель 50 % тест-организмов за установленное время (24, 48 или 96 ч.).

LC100 – высший смертельный порог для всех животных или тест-культуры водорослей, использованных в опыте.

Оценкой степени токсичности веществ занимается токсикометрия, основными приемами которой являются установление переносимой или пороговой концентрации, медианной летальной концентрации, или дозы, и зоны токсического действия – диапазона токсических концентраций.

Среда редко бывает свободной от разной природы загрязнителей, тем не менее, большая часть организмов существуют в достаточно широких пределах колебания их количественных показателей.

Способность живых организмов существовать в токсической среде, сорбируя или используя определенное количество токсического вещества, называется токсобностью.

Диапазон физиологической толерантности организмов. Экологические диапазоны присутствия.Все биологические системы в ходе своего развития приспособились к комплексу факторов местообитания. Каждый организм обладает в отношении любого действующего на него фактора генетически детерминированным, видоспецифичным физиологическим диапазоном толерантности. В пределах этого диапазона любая интенсивность фактора является адаптируемой. Физиологический диапазон толерантности неодинаков для разных стадий развития организма и для всех особей данных популяций. Обитая в среде с многообразным комплексным действием факторов, организмы проявляют реакцию на их действие, часто сильно отличающуюся от таковой в лабораторном эксперименте. В таком случае говорят об экологических диапазонах присутствия (экологических потенциях), отражающих фактическую реакцию организма на среду. Физиологическая толерантность и экологическая потенция организма определяют его индикаторную ценность.

Нагрузки на биологические системы, вызываемые стрессорами, принято делить на упругие (обратимые) и пластические (необратимые). А все многообразные реакции организмов на действие различного рода стрессоров являются, по существу, вариациями двух основных типов адаптации биосистем:

a) толерантность к стрессу – устойчивость к ритмически повторяющимся изменениям параметров среды.

b) избегание стресса – способность уклоняться от воздействия экстремальных условий среды при помощи специфических приспособлений.

Не смотря на разные механизмы этих приспособлений, ход адаптации к долго действующим экстремальным условиям сходен (рисунок 3). За исходным состоянием в ответ на воздействие стрессора, прежде всего, следует избыточная реакция, которая через определенный промежуток времени стабилизируется и ведет к состоянию приспособленности.

Рис.3. Ход адаптации биологической системы.

Тест-функции.Возникающие в окружающей среде изменения можно диагностировать по изменению ряда параметров и функций живых биологических систем, или тест-функциям. Возникающая у организма или биологической макросистемы реакция может проявляться в визуально определяемых или скрытых изменениях.

Понятие «невидимые повреждения» ввел в 1903 г. Вилер, обнаружив на микроскопическом уровне снижение интенсивности ассимиляции растений после кратковременного интенсивного воздействия SO 2. Позже это понятие трансформировалось, благодаря уточнениям Фогля и Хертеля (1976 г.). Обратимые физиологические нарушения были названы «отклонениями», а необратимые – «физиологическим повреждениями». В 1977 г. Келлер предложил понятие «латентное повреждение», которое включает все формы поражения организмов-биоиндикаторов, не воспринимаемые невооруженным глазом. Сюда относятся все обратимые и необратимые биохимические или физиологические реакции независимо от степени их влияния на жизнедеятельность организмов.

Наиболее удобными в качестве тест-функция являются, безусловно, морфологические, биоритмические и поведенческие отклонения от нормы у организмов под действием стрессоров. Комплексное действие стрессоров проявляется в хорологических и популяционно-динамических изменениях. На макроуровне в качестве тест-функций используют видовой состав и структуру сообществ, соотношение продукции и деструкции, экологические спектры видов и др.

Посредством оценки состояния перечисленных параметров системы получить точные количественные данные о динамике и величине стрессовых воздействий, как правило, невозможно, зато довольно точно могут быть оценены биологические последствия.

Источник

Adblock
detector