Wskaźnik biologiczny

Wskaźnik biologiczny , również an gatunki wskaźnikowe , typ wskaźnika , wskaźnik organizmu lub organizmu wskaźnik , jest organizmem, który reaguje na wpływy środowiska ze zmianami w jego życiu funkcji lub przywiązuje substancji lub wprowadzanie do organizmu. Te wpływy środowiska są często powodowane przez ludzi. Reakcja na określone obciążenia, jak również położenie i warunki środowiskowe, na przykład wilgoć, światło, ciepło, wartość pH , warunki odżywcze w glebie i wodzie lub zanieczyszczeniu powietrza, są wykorzystywane do obserwacji środowiska lub monitorowania środowiska .

Wymierne produkty metaboliczne pochodzące z biowskaźników są również znane jako biomarkery . Im więcej informacji zawiera bioindykator, tym bardziej jest wrażliwy na zmiany wpływów zewnętrznych. Wartość stosowania bioindykatorów polega na oszczędności w pomiarach lub badaniach, które z reguły musiałyby być prowadzone w znacznie dłuższych okresach czasu.

Systematyka

Istnieją czułe lub reaktywne bioindykatory (wskaźniki reakcji ). Są to organizmy wrażliwe, które szybko, wybiórczo i bardzo wrażliwie reagują na przedostanie się zanieczyszczeń do ich siedliska (np. Złote rybki w zakładach chemicznych, które są niezwykle wrażliwe na zanieczyszczenie wód gruntowych , metoda, która nie jest już dziś bardzo powszechna → dobrostan zwierząt ).

Oprócz tego istnieją bioindykatory akumulacyjne ( wskaźniki akumulacji ). Są to żywe istoty, głównie rośliny, które gromadzą pewne dopływy zanieczyszczeń (np. Czarny bez jako zbieracz fluoru), dzięki czemu można je wykryć, nie wykazując żadnych wczesnych uszkodzeń.

Można wyróżnić procesy aktywne i pasywne. W procesie aktywnym bioindykatory umieszczane są w innym środowisku (naświetlone) w celu ich obserwacji lub późniejszego usunięcia do analizy. W metodzie pasywnej bioindykatory obserwuje się w ich naturalnym środowisku lub pobiera z ich środowiska naturalnego do analizy.

R = wskaźniki reakcji, A = wskaźniki akumulacji

Przykłady

Naturalnie występujące biowskaźniki obejmują:

1. Organizmy wodne do określania jakości wody ( indeks saprobowy )
2. Rośliny lub zbiorowiska roślinne do określenia jakości gleby (zawartość azotu , wartość pH , zaopatrzenie w wodę, ...) Obszar tematyczny: Geobotanika

Sztucznie wprowadzone bioindykatory zostały już znormalizowane. Przykłady:

1. Porosty do określania zanieczyszczenia powietrza
2. Uprawa traw (zanieczyszczenie powietrza)
3. Mech glebowy (zanieczyszczenie powietrza metalami ciężkimi; monitorowanie mchu)
4. Rośliny tytoniu (zanieczyszczenie ozonem, zanieczyszczenia powietrza)
5. Daphnia (kraby) (jakość wody)
6. Minnows (fish) (monitoring jakości wody pitnej)

posługiwać się

Bioindykatory są używane w kontroli środowiska od około 4 dekad, np B. zastosowano monitoring emitenta (jarmuż, rajgras). Od niedawna są one również wykorzystywane w ochronie przyrody i planowaniu krajobrazu ( kontrole powodzenia , analizy stanu ) oraz w badaniach nad ochroną przyrody. W zależności od celu i zadania wiele gatunków zwierząt i / lub roślin może pełnić funkcje wskaźnikowe. Typami wskaźników służącymi do charakteryzowania wód stojących i płynących są na przykład ważki , ponieważ stawiają one siedlisku złożone wymagania w zakresie strukturalnej różnorodności roślinności, istnienia różnych sub-siedlisk i ich wzajemnych powiązań. Jednocześnie istnieje możliwość wykorzystania wykrywania wylinek ( skór larwalnych ) larw ważek wodnych do oceny tempa rozmnażania lub jakości wody.

Nawet ptaki, tak intensywnie obserwowane od czasów starożytnej klasy zwierząt, są ważnymi bioindykatorami, których populacja zmniejsza się z ważnych informacji w przeszłości w odniesieniu do skażenia pestycydami (np. Jako DDT ) dostarczaną rtęcią i innymi toksynami. Obserwacje ptaków ponad pół wieku temu (stan na 2015 r.) - a nawet przed jasnymi stwierdzeniami meteorologicznymi - dostarczyły wskazówek na temat globalnego ocieplenia .

Przy ocenie jakości wód jako wskaźniki wykorzystuje się również saprobie (określone rodzaje grzybów , bakterii i pierwotniaków ) występujące w wodzie . Różne rodzaje saprobów są typowe dla pewnych stopni zanieczyszczenia.

Zalety i wady metod biologicznych i chemiczno-fizycznych

Metody biologiczne

korzyści

• wskazać całość wszystkich poszczególnych komponentów z wartościami tolerancji
• pozwalają na wyczerpujące, dokładne stwierdzenia
• nie są zależne od modeli komputerowych w przypadku wyczerpujących wypowiedzi
• wskazać długoterminową wartość poszczególnych składników z losowej próby
• wskazują zgodność z wartościami tolerancji, spadki poniżej lub przekroczenia dla poszczególnych elementów
• dostarczają informacji o poszczególnych efektach i interakcji różnych składników
• proste, tanie
• pracować z urządzeniami pomiarowymi, które nie mogą zawieść
• wrażliwe, ponieważ mogą gromadzić nawet najmniejsze stężenia zanieczyszczeń przez długi czas, dzięki czemu są wykrywalne
• może wykryć nieznane wcześniej toksyny

niekorzyść

• Ilościowa pokazuje słabą precyzję.

Metody chemiczno-fizyczne

korzyści

• Metody chemiczno-analityczne zapewniają precyzyjne wartości dla wybranych poszczególnych składników.
• Metody te wskazują aktualną wartość poszczególnych składowych na próbce losowej (mała bezwładność).
• Pomiary długoterminowe pozwalają na dokładne określenie fluktuacji poszczególnych mierzonych składników.

niekorzyść

• Metody te pozwalają jedynie na selektywne składanie precyzyjnych stwierdzeń.
• Kompleksowe stwierdzenia można składać tylko przy użyciu modeli komputerowych.
• Informacje są selektywne i mogą jedynie pośrednio dostarczać informacji na temat indywidualnych skutków lub interakcji różnych elementów.
• Systemy analityczne są skomplikowane i wymagają ciągłej konserwacji oraz kosztów odczynników.
• W przypadku nieoczekiwanej awarii urządzeń pomiarowych istnieją okresy bez mierzonych wartości.

Zobacz też

• Rośliny wskaźnikowe
• Zwierzęta wskaźnikowe

literatura

• Hans-Günther Däßler: Wpływ zanieczyszczenia powietrza na roślinność. Wydanie 4, 1991, ISBN 3-334-00391-4 .
• M. Laun: Doświadczenie z aktywnym biomonitoringiem w monitorowaniu systemu. W: B. Heuel-Fabianek, H.-J. Schwefer, J.Schwab (Hrsg.): Zgodność środowiskowa w zarządzaniu odpadami. Springer-Verlag, 1998, ISBN 3-540-63732-X , str. 131-149.
• U. Rieken: Bioindykacja związana z planowaniem według gatunków i grup zwierząt - podstawy i zastosowanie. W: Schrift.-R. f. utrzymanie krajobrazu i ochrona przyrody. 36, 1992, s. 187.
• Hans-Peter Haseloff: Bioindykatory i bioindykacje. W: Biology in Our Time. 12, nr 1, 1982, str. 20-26 ( doi : 10.1002 / biuz.19820120106 ).
• Lore Steubing: Rośliny jako bioindykatory zanieczyszczenia powietrza. W: Chemia w naszych czasach. 19, nr 2, 1985, str. 42-47 ( doi : 10.1002 / ciuz.19850190203 ).
• Sylvia Reckel, Manfred Aöschner, Marion Zasoby: Porosty jako wskaźnik jakości powietrza. W: Biology in Our Time. 29, nr 6, 1999, str. 364-370 ( doi : 10.1002 / biuz.960290608 ).
• Roland Klein: O wykorzystaniu bioindykatorów do monitorowania stanu środowiska. W: Substancje niebezpieczne - utrzymywanie czystości powietrza. 68, nr 10, 2008, ISSN  0949-8036 , pp. 430-434.
• Lutz Genßler, Jutta Rademacher, Uwe Rammert: Grupa robocza bioindykacja / ocena skutków - koncepcja. W: UWSF - Z Umweltchem Ökotox 13 (6) 375 - 378 (2001)
• Ludwig Peichl: Ogólnokrajowe badanie skutków imisji za pomocą bioindykatorów. W: UWSF - Z Umweltchem Ökotox 9 (5) 273 - 282 (1997)
• L. Peichl, L. Radermacher; G. Wagner: Rekomendacja dotycząca wykorzystania przez emitenta bioindykatorów roślinnych. W: UWSF - Z Umweltchem Ökotox 11 (4) 207 - 211 (1999)
• Roland Pesch, Winfried Schröder, Helga Dieffenbach-Fries, Lutz Genßler: Optymalizacja sieci pomiarowej monitorowania mchu w Niemczech. W: UWSF - Z Umweltchem Ökotox 2006 (OnlineFirst): 12

Indywidualne dowody

1. ↑ Peter Berthold , żołna na Islandii, czapla biała na Syberii. Jak ptaki reagują na zmiany klimatu na całym świecie. W: Jochem Marotzke , Martin Stratmann (red.), Przyszłość klimatu. Nowe spostrzeżenia, nowe wyzwania. Raport Towarzystwa Maxa Plancka , Monachium 2015, 23–34, s. 23.