De talrijke veranderingen die momenteel worden gegenereerd in ecosystemen, onder andere als gevolg van luchtverontreiniging, ontbossing of eutrofiëring van wateren, veroorzaken variaties in de verschillende ecologische niches van de planeet. Dankzij bio-indicatororganismen kunnen ze worden gekwantificeerd.
Deze variaties kunnen worden geanalyseerd met behulp van fysisch-chemische methoden die meestal bepaalde relevante informatie opleveren. Wat met deze techniek niet wordt verkregen, is informatie over hoe deze veranderingen levende wezens beïnvloeden. Hiervoor worden bio-indicatororganismen gebruikt, en hier vertellen we je alles over.
Wat zijn bio-indicatororganismen?
Bio-indicatororganismen zijn alle levende wezens en hun gemeenschappen die kunnen reageren op verschillende omgevingsverstoringen. Deze reacties kunnen zowel op fysiologisch als op gedragsniveau voorkomen en als gevolg van de accumulatie van verontreinigende stoffen, en geven informatie over de ecologische kenmerken van het milieu of de impact veroorzaakt door bepaalde processen.
Kenmerken van bio-indicatorsoorten
Voorafgaand aan een studie met bio-indicatoren, is het noodzakelijk om een voorafgaande evaluatie uit te voeren om het organisme te selecteren dat het beste reageert op het soort milieuprobleem, de geografische en temporele uitbreiding ervan. Hiervoor moeten de gebruikte levende wezens aan een reeks eisen voldoen, waaronder de volgende:
- Wees bijzonder gevoelig voor de verstoring van verschillende omgevingsfactoren en ga er niet aan ten onder.
- Wees gemakkelijk te studeren en staat bekend om de wetenschap.
- Overvloedig gevonden in alle mogelijke habitats.
- Het zou mogelijk moeten zijn om je reactie op stress te meten.
- Moet zo veel mogelijk representatief zijn voor het hele ecosysteem.
Als individuen uit een specifieke populatie als bio-indicator worden gebruikt, moet rekening worden gehouden met hun leeftijd en genotype. Bovendien is het noodzakelijk om te verifiëren dat andere omgevingsfactoren het onderzoek en de metingen niet verstoren. Hiervoor kunnen fysisch-chemische studies van de omgeving worden uitgevoerd.
Waar worden bio-indicatorsoorten voor gebruikt?
Bio-indicatororganismen zijn vooral nuttig in deze drie situaties: wanneer de omgevingsfactor niet kan worden gemeten, bijvoorbeeld om omgevingsfactoren uit het verleden te reconstrueren, oftewel paleo, bij biomonitoring, wanneer de aangegeven factor moeilijk te meten is, en wanneer de omgevingsfactor is moeilijk te interpreteren.
Om al deze redenen worden bio-indicatoren voornamelijk gebruikt in de volgende gevallen:
- Beoordeel de effecten van toxische stoffen: bio-indicatororganismen kunnen nuttig zijn bij het voorspellen van toekomstige schade na het morsen van een toxische stof, en vertegenwoordigen vaak zelfs de schadelijke effecten van chemische stoffen met hun eigen fysiologie.
- Evalueer de impact van menselijke activiteit: de afwezigheid, aanwezigheid of veranderingen in bepaalde soorten wanneer er een antropogene impact is op het ecosysteem stelt ons in staat om het effect in dat gegeven gebied te evalueren.
- Waarschuwen voor veranderingen in het milieu: de gevoeligheid van bio-indicatororganismen levert vroege informatie over veranderingen in het milieu, waardoor kan worden geanticipeerd op de mogelijke gevolgen van een specifieke gebeurtenis.
- Evalueer soortenrijkdom: de complexiteit van ecosystemen en trofische relaties maken het vaak moeilijk om veranderingen in soortenrijkdom te beoordelen, maar met bio-indicatoren kunnen de verkregen gegevens worden geëxtrapoleerd naar ecologische diversiteit.
Er moet rekening mee worden gehouden dat in veel gevallen een enkele soort, hoe representatief ook, niet kan worden geëxtrapoleerd naar de hele biota van de plaats. Hiermee moet rekening worden gehouden bij het interpreteren van de gegevens.
Soorten bio-indicator organismen
We kunnen bio-indicatoren op meerdere manieren classificeren. Een daarvan is door het medium dat wordt bestudeerd. Hieronder behandelen we alle mogelijke organismen met deze kenmerken.
Bodembio-indicatoren
De verschillende menselijke activiteiten die verband houden met stadsplanning en de exploitatie van hulpbronnen hebben geleid tot meerdere variaties en effecten op de bodem. Als gevolg hiervan zijn habitats verloren gegaan, zijn hydrografie en erosie veranderd en zijn veel substraten vervuild. Drie bio-indicatororganismen springen eruit voor de evaluatie van deze effecten:
- Schimmels: deze organismen worden gebruikt om voornamelijk bodemradioactiviteit te bestuderen.Schimmels hopen radionucliden op in hun weefsels, die vervolgens kunnen worden overgebracht naar andere voedselketens, zoals knaagdieren of mensen. Om deze reden worden er kwaliteitsstudies van hun weefsels uitgevoerd om na te gaan of ze een accumulatie van radioactiviteit hebben.
- Mieten: mijten zijn talrijk, representatief en gemakkelijk te verzamelen. Ze zijn gevoelig voor meerdere verontreinigingen en dankzij hun brede geografische spreiding kunnen ze gemakkelijk hun reactie in verschillende ecosystemen vergelijken. Normaal gesproken zijn ze erg gevoelig voor insecticiden, waardoor de populatie afneemt.
- Colémbolos: ze zijn een van de belangrijkste faunagroepen op de grond. Hun grote aantal, diversiteit, overvloed aan soorten en activiteit maken ze tot uitstekende bio-indicatororganismen. De blootstelling van deze organismen aan zuren, zware metalen, stikstofverbindingen en pesticiden veroorzaakt hun afname, zowel in overvloed als in soortenrijkdom.
Water bio-indicatoren
Antropische vervuiling beïnvloedt de verspreiding en groei van aquatische soorten, naast klimatologische, geografische en symbiotische factoren. Op dit front springen de volgende bio-indicatororganismen eruit:
- Vis: Wanneer de omgeving waarin ze leven verandert, kunnen vissen ethologische, morfologische, fysiologische, biochemische en moleculaire veranderingen vertonen die worden veroorzaakt door stress veroorzaakt door omgevingsomstandigheden. Ze zijn erg gevoelig voor deze veranderingen, dus uiteindelijk sterven ze of verdwijnen ze. De aanwezigheid van forel en zalm in een rivier duidt op een gezond ecosysteem.
- Amfibieën: deze dieren zijn erg gevoelig voor zowel droogte als verontreinigende stoffen. Omdat ze een doorlatende huid hebben, worden verontreinigende stoffen, zure regen, meststoffen en insecticiden gemakkelijk opgenomen en hopen ze zich op in het lichaam.Daarom zijn ze een van de eerste soorten die verdwijnen als hun ecosysteem verandert.
- Insecten: binnen de macro-invertebraten die in het water leven, zijn insecten een van de meest geschikte biologische groepen om de kwaliteit van het systeem te bepalen. Kwaliteiten zoals hun gevoeligheid voor verontreinigingen, snelle reactie op veranderingen en het feit dat ze profiteren van vrijwel alle beschikbare habitats, maken ze tot een geweldige studiegroep.
Bio-indicatoren voor lucht
Luchtverontreiniging is tegenwoordig een van de grootste milieuproblemen. Het kunnen controleren van de luchtkwaliteit is essentieel voor het goed functioneren van ecosystemen en de menselijke gezondheid. Sommige bio-indicatororganismen die worden gebruikt, zijn de volgende:
- Bijen: bijen zijn sleutelsoorten in ecosystemen. Verschillende studies hebben aangetoond dat ze de effecten van klimaatverandering en habitatfragmentatie laten zien.Bovendien worden ze gebruikt om de aanwezigheid van milieuverontreiniging, zware metalen, radioactiviteit, industrieel afval en verontreinigende stoffen, pesticiden en herbiciden te controleren.
- Lichens: Korstmossen zijn symbiotische relaties tussen een alg en een schimmel. Omdat ze de meeste voedingsstoffen uit de atmosfeer halen, zijn ze erg gevoelig voor veranderingen in de lucht. Een van de belangrijkste oorzaken van het verdwijnen is zwaveldioxide, dat de verzuring van het milieu veroorzaakt.
- Gekko's of salamanquesa's: deze reptielen zijn goede bio-indicatororganismen, omdat ze de neiging hebben om giftige stoffen uit de lucht op te hopen die voornamelijk afkomstig zijn van hun dieet. Sommige van deze elementen zijn onder andere Cd, Se, As, Pb. Bovendien is er gewoonlijk een lager aantal individuen in besmette gebieden vanwege verminderde vruchtbaarheid.
Voorbeelden van bio-indicatoren
Volgens de verschillende toepassingen van bio-indicatoren kunnen we drie categorieën onderscheiden:
- Ecologische bio-indicatoren: soorten waarvan bekend is dat ze gevoelig zijn voor vervuiling, habitatfragmentatie of andere stressfactoren. De respons van de indicator is representatief voor de gemeenschap.
- Milieu-bio-indicatoren: soorten of groepen soorten die op voorspelbare wijze reageren op verstoringen of veranderingen in het milieu.
- Bio-indicatoren van biodiversiteit: de soortenrijkdom van een indicatortaxon wordt gebruikt als indicator van de soortenrijkdom van een gemeenschap. Het kan ook via meetbare parameters van diversiteit zijn, zoals endemie, genetische parameters of populatiespecifieke parameters.
Veel bio-indicatororganismen kunnen tegelijkertijd ecologische, milieu- en biodiversiteitsindicatoren zijn, dus het zijn geen exclusieve categorieën. Laten we enkele concrete voorbeelden bekijken om het onderwerp af te sluiten.
Otters
Deze vleesetende zoogdieren van de familie Mustelidae bewonen praktisch de hele wereld. Ze voeden zich voornamelijk met vissen en schaaldieren, en daarom zijn ze een van de belangrijkste primaire roofdieren in aquatische ecosystemen.
Het is bewezen dat wanneer het ecosysteem sterk verandert, otters hun territorium verlaten. Dit kan ook verband houden met de afname of het verlies van kwaliteit van je eten.
Daarnaast zijn er onderzoeken uitgevoerd via je ontlasting om de hoeveelheid zware metalen en andere stoffen te controleren, die door bioaccumulatie in de voedselketen in je lichaam terecht kunnen komen. Deze uitwerpselen zijn in staat om op een vrij nauwkeurige, eenvoudige en snelle manier de kwaliteit van het water waarin de otters leven weer te geven.
Kevers
Deze insecten kunnen geweldige bio-indicatororganismen zijn. Afhankelijk van de familie en de soort kunnen ze ons verschillende relevante informatie over de ecosystemen geven.
Mestkevers, die zich voeden met uitwerpselen, zijn zeer gevoelig voor bosfragmentatie en transformatie. Op hun beurt kunnen ze ook helpen bij het beoordelen van herstelprocessen van ecosystemen.
Scolitinekevers (Scolytinae) zijn een belangrijke plaag-ze voeden zich met coniferen-die ontstaan wanneer er langdurige periodes van droogte zijn in het ecosysteem. Deze insecten kunnen een verandering in het milieu voorspellen als gevolg van klimaatverandering en mogelijke woestijnvorming. Afgezien van deze zijn er meerdere soorten die verschijnen met de droogte.
Een ander goed voorbeeld zijn alpenkevers, zeer gevoelig voor veranderingen in temperatuur en vaak endemisch. Deze kevers worden groter naarmate de temperatuur stijgt, of in het geval van waterkevers kan dit betekenen dat ze verdwijnen.
Vogels
Volgens SEO birdlife zijn vogels een geweldig hulpmiddel om de diversiteit en integriteit van ecosystemen wereldwijd te beoordelen. Dit komt omdat ze snel reageren op veranderingen in de voedselketen of veranderingen in hun fysieke omgeving.
Een goed bestudeerd voorbeeld – dat te maken heeft met de voedselketen – zijn vogels die worden geassocieerd met wetlands. Als het voedsel dat ze eten in besmette gebieden wordt aangetroffen, hopen ze zware metalen en andere gif.webpstoffen op in het lichaam.
Het vergroten van het begrip en de studie van bio-indicatoren is essentieel om veranderingen die zich in ecosystemen kunnen voordoen, te beschermen en te corrigeren. Deze levende wezens stellen ons in staat om de achteruitgang van het milieu min of meer snel en efficiënt te zien, maar ook om verbeteringen in de ecosystemen door te voeren waarmee we de planeet kunnen beschermen.