Биоиндикация әдістерін қолданудың негізгі принциптері

Дәріс мазмұны:

Биоиндикация әдістері

Биоиндикацияға қойылатын талаптар. Пассивті және активті мониторинг. Қоршаған ортаның ластануын анықтаудың индикациялық әдістері.

Тірі ағзалар - қоршаған орта сапасының индикаторлары. Экотоксиканттарды анықтауға арналған тест жүйлер: микробтық, өсімдік тектес, жануар тектес жүйелер, in vitro жасушалар дақылдары.

Мақсаты: Қоршаған ортаның өзгерісн анықтауда зерттеу обьектісін, оның маңызын, ақпаратты алу кезеңін, бақылау деңгейін анықтауға үйрену.

Биоиндикация түрлері мен әдістері

Биоиндикаторлар - бұл табиғи жағдайларды, процесстерді немесе қоршаған ортаның антропогендік өзгерістердің көрсеткіші болып табылатын тірі ағзалардың болуы, олардың саны, дамуындығы ерекшеліктер. Биоиндикация - кездесу жиілігі, жойылып кетуі, биоиндикатор-ағзалардың дамуындығы ерекшеліктері фактісі бойынша қоршаған орта күйі туралы баға беретін әдіс.

Биоиндикаторлар көмегімен анықталатын жағдайлар биоиндикация обьектілері деп аталады. Оған: табиғи обьктілердің белгілі бір типтері (топырақ, су, ауа), сондай-ақ осы обьектілердің түрлі қасиеттері (механикалық, химиялық құрамы, т. б. ) және қоршаған ортада жүретін өзгерістер, соның ішінде адам әрекетімен жүзеге асатын өзгерістер (эрозия, дефеляция, батпақтану) жатады.

Биоиндикациялық зерттеулер екі деңгейге бөлінеді: түрлік және биоценоздық.

Түрлік деңгей ағзаның ортада болу констансасы, кездесу жиілігі, оның анатомиялық-морфологиялық, физиологиялық-химиялық касиеттерін зерттеуден тұрады.

Биоценоздық мониторингта түрлік алуантүрлілік, келтірілген қауымдастық өнімділігі есепке алынады.

Биоиндикацияның түрлі түрлері бар. Егер бір реакция түрлі факторлар арқылы туындаса, онда арнайы емес биоиндикация деп аталады. Егер қандай да болмасын өзгерісті бір ғана фактормен байланыстыратын болсақ, онда арнайы биоиндикация қарастырылады.

Агробиоценоздың ксенобиотикатармен ластануын дұрыс бағалау үшін поллютант агросферасында кездесетін мутагенді потенциалды анықтау үшін қолдануға болатын және ластаушылар кешеніне жауап беретін нақты тест-жүйелер және фитотест қажет. Сонымен бірге индикаторлар бірнеше қатар талаптарды қанағаттандыру қажет:

ластаушы заттардың жинақталуы тест-ағзалардың өліміне әкелмеуі;

тест-ағзалар саны үлгі алуға жеткілікті болуы;

ұзақ уақыттық бақылау барысында флораның көпжылдық түрлерін алуы;

фитотесттер генетикалық жағынан біртекті болуы;

үлгіні алу жеңілдігін қамтамасыз етуі;

тестіні өткізудің салыстырмалы тездігі қамтасыз етуі;

нақты және өңделген нәтижелер алуы;

биоиндикаторлардың жасы және қасиетері ұқсас және бірдей болуы

қажет.

Фитопопуляцияның ауыр металл тұздарымен, пестицид қалдықтарымен, микотоксиндермен және өзге агентермен ластануын анықтау үшін арнайы биотесттер арқылы биотаның морфометриялық, физиологиялық, биохимиялық көрсеткіштерінің өзгерісі деңгейін бағалауда қолдануға болады. Бұндай бұзылыстар өсу энергиясынан, тұқымның өнуінен, тамыр өлшемінен көруге болады. Олардың кейбіреулерін түрлі ағзалар мысалында қарастырсақ.

Бактерияларға биотест өткізу

Пестицид қалдықтарын, топырақтағы және судағы ауыр металлдарды тестілеу үшін стандартты микробиотест қолданылады. Оның көмегімен ластаушылардың токсиндік әсерін және барлық токсиканттарды ортада жинақталуының жиынтық эффектісін анықтауға болады. Әдіс топырақтың су сығымын алып, ондағы токсиканттарды ферменттік жүйе - люцеферазамен басу деңгейі бойынша сандық бағалау. Бұнда қоректік орта Photobacterium phosphoreum. Бұл әдіспен пестицид қалдықтары талданады. Санитарлық-эпидемиологиялық зерттеулерде патогенді микроағзаларды тіке анықтаумен бірге, индикаторлық штамм әдісі қолданылады және топырақ токсикозы анықталады. Бұнда тест-обьектілер ретінде Clostridium tetani, Escherichia coli қолданылады.

Clostridium tetani

Escherichia coli

Балдырлларға биотест өткізу

Ластаушыларды анықтауда жиі қолданылатын тест-обьект бір клеткалы жасыл хлорелла болып табылады. Агроценоздың ластануын экспресс анализі үшін оның артықшылығы тіршілік цикілінің қысқалығы мен пигменттік секторлеу, жасуша споруляциясының бұзылуы мен летальді жағдай секілді көрсеткіштерді қолдану мүмкіндігі болып табылады.

Тірі ағзалардың саны және оның фитомассаның динамикасын бағалауға негізделген әдіс, ең аяғында токсиканттардың тіршілік ұзақтығы мен тест-жүйенің өнімділігіне әсері туралы мәлімет береді. Гербицидтардың фитотоксиндігін альгологиялық бағалау әдісі (қағаз «дискілер» әдісі) бар.

Жасыл хлорелла

Биологиялық тестілеудің көптеген әдістері көзбе-көз бағалауға негізделген. Бұл мақсатта жасыл және диатомды балдырлар қолайлы. Токсиканттар әсерінен балдырлардың жасыл массасы, алдымен, түсін өзгертіп, қою-қоңыр түске ие болады немесе тіптен түссізденеді. Кейбір токсиканттар түстің көзге көрінетін өзгерісін тудырмайды, алайда балдырлар тургор қысымын жойып, тез жарақаттанады.

Ластаушылар әсерін сандық тіркеудің әдістері бар, мысалы, плазмолиз. Өлі клеткалар санын табу үшін витальді бояу әдісі қолданылады. Тірі клеткалар протоплазмаға органикалық заттардың енуін шектеп, кейін түрлі бояғыштар ертіндісіне орналастырғанда, боялмайды. Өлі клеткаларға бояу еркін енеді, соның нәтижесінде өлі клеткалар санын анықтау мүмкіндігі туындайды.

Ағзаның қандай да болмасын өзгерісін көрсететін тесттер протоплазманың қозғалысы жылдамдығына негізделеді және ол көптеген ағзаларда айналым жасауға қабілетті (циклозис) . Протоплазма қозғалысының баяулауы немесе тіптен тоқтауы жасушалары ұзынша келген өсімдіктерде айқын байқалады, мысалы, хара балдырлары (Charophita) және элодея (Elodea) .

Ауыр металдармен ластанған топырақты тестілеу үшін балдырлардың бірлік аудандағы биологиялық түрлілігін есептеу тестісі қолданылады. Топырақ аздап ластанғанда - ақ алғашқы болып жасыл балдырлар қауымдастығы жойылады. Сары-жасыл балдырлар, әсіресе бір клеткалылар тазалықтың белгісі. Олардың жойылуы ластану сигналы болып табылады.

Мүктерге биотест өткізу

Хлорофилл флюросценциясының индукциясы әдісі бірнеше қатар өсімдіктердің қоршаған орта өзгерісі жағдайында фотосинтездік аппарат белсенділігін анықтауға мүмкіндік берді. Хлорофиллдің бұл қасиеті полютант әсерінен туындаған бұзылу индикаторы ретінде қолдануға болады. Зерттеуге ыңғайлы обьект ретінде жапырақты мүк (Mnium hotnum L. ) қолданылады, себебі оның гаметофитінің бір қабатты құрылымы жақсы көрінеді. Осы әдіс негізінде судың ауыр металдармен ластануын жоғары сатыдағы өсімдіктер - кіші ряска (Lemna minor L. ) көмегімен анықтау әдісін жасақтауға негіз болды.

Жапырақты мүк

Кіші ряска

Қыналарға биотест өткізу

Қыналар ауаның ластануының сенімді индикаторы болып табылады және биоиндиация мақсатында жиі қолданылады. Негізі қасиеті қыналардың және олардың топтарының атмосфераның ластануына тұрақтылығының аздығы келесі жағдайларға байланысты:

қыналардың балдырлық кешенінің жоғары сезімталдылығы, пигменттердің ластаушы әсерінен тез бұзылуы;

қорғаныштық жабынының болмауы және осыған байланысты қына қабаттарының газдарды еш кедергісіз сіңіруі;

субстрат қышқылдығына жоғары талап қою, оның өзгеруінен қыналардың тіршілігінің жойылуы.

Индикаторды қолдану барысында ластаушыға нақты түрдің тұрақтылығы шкаласын қолдану қажет. Қыналардың полютанттарға реакциясы шкаласын С. Б. Криворотов жасақтаған және осы ағзаларды 127 түрін 4 типке біріктіреді:

1 тип - ластануға тұрақты қыналар (25) ;

2 тип - атмосфералық ластану әсеріне сезімтал түрлер (42) ;

3 тип - ластануға өте сезімтал түрлер (23) ;

4 тип - ластануды көтере алмайтын түрлер (37) .

Лихенодиагностика территорияны атмосфералық ауаның ластану деңгейі бойынша картографиялауға мүмкіндік береді. Алайда, лихеноиндикация мүмкіндіктері сезімтал ағзалармен шектеулі, себебі көптеген түрлер атмосферадан ластаушының жинақтап, созылмалы әсерінен аздаған концентрацияда тіршілігін жояды.

Ұқсас жұмыстар

Дәрілер технологиясының міндеттері

CALS - технологиялары

Оқыту процесінің жалпы заңдылықтары

Мүктердің биологиялық белсенді заттардың белсенді заттардың химиялық зерттеуі

Музыканы тыңдау әдістемесі

Биология оқу әдістемесінің дамуына үлес қосқан Қазақстандық адіскерлер жане олардың еңбектері

Педагогикалық процесс - күрделі жүйелі құбылыс

ҚАРТ ПАЦИЕНТТЕРДІ КҮТУ ЖОСПАР

Мемлекеттік бағдарлама

Артериялық қан кету

Пәндер