Przeczytaj

Bioindykacja to metoda określania stopnia zmian w środowisku z wykorzystaniem żywych organizmów (np. glonów, mchów, porostów, zwierząt bezkręgowych) w charakterze organizmów wskaźnikowychorganizmy wskaźnikowe (bioindykatory, biowskaźniki)organizmów wskaźnikowych. Jako metoda monitorowania stanu środowiska jest tania, dość dokładna, prosta i stanowi swoisty system wczesnego ostrzegania przed negatywnymi przemianami w ekosystemach.

bg‑green

Organizmy wskaźnikowe

Organizmy te są wrażliwe na nadmiar albo niedobór określonego składnika w siedliskusiedliskosiedlisku lub zdolne do akumulowania substancji toksycznej (tzw. organizmy wskaźnikowe akumulujące). Dzięki wąskim granicom tolerancjitolerancja ekologicznatolerancji – np. względem rodzaju i stopnia zanieczyszczenia, temperatury, natężenia światła czy wilgotności – umożliwiają precyzyjne scharakteryzowanie środowiska pod kątem nadmiaru bądź niedoboru któregoś z tych czynników. Więcej informacji na ten temat znajdziesz tutaj.

RwTiSbKyQdodF1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Cechy dobrego bioindykatora
      • Elementy należące do kategorii Cechy dobrego bioindykatora
    • Nazwa kategorii: łatwość identyfikacji
    • Nazwa kategorii: długi cykl życiowy
    • Nazwa kategorii: ściśle określone warunki życia
    • Nazwa kategorii: szybka reakcja na zmiany środowiskowe
    • Nazwa kategorii: duża liczebność
    • Nazwa kategorii: powszechność występowania
      • Koniec elementów należących do kategorii Cechy dobrego bioindykatora
Jednym z najszybciej rozwijających się kierunków oceny środowiska jest wykorzystanie wskaźników zwierzęcych, a wśród nich chrząszczy, mrówek i skoczogonków.
bg‑green

Zastosowanie organizmów wskaźnikowych

W środowiskach zarówno lądowych, jak i wodnych organizmami wskaźnikowymi są niektóre gatunki bakterii, pierwotniaków, glonów, porostów, roślin naczyniowych oraz bezkręgowców (rzadziej kręgowców). Na podstawie ich obecności, liczebności i rozmieszczenia można wyznaczyć np. zasięgi występowania złóż określonych minerałów, typ i żyzność gleb, stopień eutrofizacjieutrofizacjaeutrofizacji wód oraz obecność zanieczyszczeń w powietrzu.

Wyjątkową wrażliwość na zanieczyszczenia powietrza związkami siarki wykazują porostylichenoindykacjaporosty. Są one wykorzystywane jako bioindykatory stopnia zanieczyszczenia emisjami przemysłowymi, komunalnymi oraz spalinami samochodowymi, które mogą być źródłem dwutlenku siarki.

R1QjAS4rx7b2y1
Mapa bioindykacyjna, na której widać stopień zanieczyszczenia środowiska na podstawie występowania w danej strefie porostów. Na mapie z 1950 roku centrum Krakowa to zaznaczona mała strefa bezporostowa. Otacza ją niewielka, żółta strefa walki w nieregularnym kształcie. Pozostała, duża strefa w kolorze zielonym to strefa normalnej wegetacji porostów. Na mapie bioindykacyjnej Krakowa z 1990 r. brak jest zupełnie koloru zielonego. W centrum mapy widać kilka nieregularnych, ciemnoczerwonych plam oznaczających stopień skali biologicznej 0-1 (stężenie dwutlenku siarki około 200 – 170 miligramów na metr kwadratowy), bardzo silna degradacja warunków bioekologicznych na skutek emisji miejsko – przemysłowych. Otaczają je niewielkie, ciemnopomarańczowe plamy oznaczające stopień skali biologicznej 2-3 (stężenie dwutlenku siarki około 170 – 130 miligramów na metr kwadratowy), bardzo silna degradacja warunków ekologicznych środowiska przyrodniczego. Dalej widać duże, jasnopomarańczowe obszary oznaczające stopień skali biologicznej 4 (stężenie dwutlenku siarki około 100 miligramów na metr kwadratowy) - występuje tu również bardzo silna degradacja warunków ekologicznych środowiska przyrodniczego. Na obrzeżach mapy umiejscowione są żółte fragmenty oznaczające stopień skali biologicznej 5 (stężenie dwutlenku siarki około 70 miligramów na metr kwadratowy). Występuje tu silne oddziaływanie zanieczyszczonego powietrza ze stref zdegradowanych. Niewielkie, jasnożółte plamy na brzegu mapy oznaczają strefy, gdzie występuje stopień skali biologicznej 6 (stężenie dwutlenku siarki ok. 50 miligramów na metr kwadratowy), co sygnalizuje wyraźne oddziaływanie zanieczyszczonego powietrza napływającego ze stref zdegradowanych.
Mapa lichenoindykacyjna obrazuje występowanie odpowiednich stref wegetacji porostów. Wykonana na podstawie stwierdzonych gatunków porostów w odniesieniu do skali porostowej daje w efekcie obraz stanu sanitarnego powietrza danego terenu, np. miasta, gminy, nadleśnictwa.
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑green

Znaczenie organizmów wskaźnikowych w leśnictwie i rolnictwie

W leśnictwie organizmy wskaźnikowe roślinne ułatwiają ocenę wartości siedliska. W fitomonitoringu wykorzystuje się zarówno rośliny nasienne, jak i zarodnikowe (mszaki, paprotniki), a także glony i porosty. Dzięki ich obecności można wyznaczyć np.:

Zasięgi występowania złóż określonych minerałów

Jeśli na badanym terenie masowo występuje miłek wiosenny (Adonis vernalis) lub szałwia łąkowa (Salvia pratensis), wskazuje to na dużą zawartość wapnia w podłożu. Obfite występowanie koniczyny białej (Trifolium repens) świadczy o obecności fosforu w glebie. Gatunkami wskazującymi na zasobność gleby w związki azotu są cykoria podróżnik (Cichorium intybus), pokrzywa zwyczajna (Urtica dioica), jasnota biała (Lamium album) oraz żywokost lekarski (Symphytum officinale).

Typy gleby

Indykatorem gleb piaszczystych jest m.in. turzyca piaskowa (Carex arenaria). Na glebie gliniastej zobaczymy łobodę rozłożystą (Atriplex patula) oraz podbiał pospolity (Tussilago farfara). Natomiast na glebie ilastej dobrze rosną glistnik jaskółcze ziele (Chelidonium majus) i pięciornik gęsi (Potentilla anserina).

Stopień żyzności wód

Obecność wywłócznika (Myriophyllum) oraz manny mielec (Glyceria maxima) świadczy o żyznej wodzie. Obecność porybina jeziornego (Isoëtes lacustris) i brzeżycy jednokwiatowej (Littorella uniflora) informuje, że mamy do czynienia ze zbiornikiem ubogim w związki mineralne oraz zabagnionym.

W rolnictwie wykorzystuje się rośliny reagujące charakterystycznymi objawami na zakażenie przez patogeny, zwłaszcza wirusy. Szczególnie przydatne jest to w przypadku patogenów atakujących rośliny bezobjawowo lub gdy objawy ataku wirusów można pomylić z niedoborami składników pokarmowych, stresem herbicydowym lub uszkodzeniami mechanicznymi powstałymi w trakcie wegetacji. Tymczasem wyeliminowanie wirusów jest bardzo ważne zwłaszcza na plantacjach dostarczających materiał do rozmnażania (nasion, bulw). Ziemniak (Solanum tuberosum) po zakażeniu wirusem liściozwoju ziemniaka PLRV (potato leafroll virus) daje charakterystyczne objawy chorobowe w postaci łyżeczkowato zwiniętych liści dolnych, antocyjanowego zabarwienia liści oraz zahamowanego wzrostu. Ziemniak może być rośliną wskaźnikową PLRV na plantacji pomidorów czy papryki.

bg‑green

Bioindykatory wód

1
RiRJKOEJYx5vZ
Na fotografii kulkówka rogowa, małż słodkowodny. Jest zanurzony w wodzie. Spomiędzy dwóch uchylonych części skorupy wystaje półprzezroczysta część jego ciała. W tle fragmenty roślin wodnych.
Kulkówka rogowa (Sphaerium corneum) występuje pospolicie przez cały rok w wodach stojących. Wykazuje odporność na zanieczyszczenia, ale w wodach silnie zanieczyszczonych słabiej się rozmnaża i jej liczebność spada. Lubi osiedlać się w przydennej warstwie nad mułem, ale kiedy woda staje się uboga w tlen, wędruje na rośliny rosnące pod powierzchnią wody. Masowa obecność kulkówki rogowej na roślinach świadczy więc o niskiej zawartości tlenu w wodzie.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
RhTJBOe5LYqw4
Na zdjęciu Larwa murzyłki dwuskrzydłej, przedstawiciela jętek. Ma ciemne, długie ciało, od którego odchodzi głowa z dużymi, czarnymi oczami i czułkami. Ma sześć odnóży. Od długiego, półprzezroczystego odwłoka odchodzą liczne, długie elementy przypominające włoski. Na końcu odwłoka trzy długie, grube odnóża.
Larwa murzyłki dwuskrzydłej (Cloeon dipterum) - przedstawiciela jętek. Larwy jętek (Ephemeroptera, ze względu na dużą specjalizację i wrażliwość na czynniki środowiskowe, są wykorzystywane jako wskaźniki oceny stanu wód. Występują wyłącznie w czystych wodach płynących (potokach i rzekach górskich).
Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
R2RM3JkNHk7Js
Na fotografii okrzemki pod mikroskopem świetlnym w powiększeniu 600 razy. Na czarnym tle widać jasnoniebieskie jednokomórkowe glony w kształcie owalnym, okrągłym i walcowatym.
Okrzemki (Bacillariophyceae) pod mikroskopem świetlnym (powiększenie 600 ×). Niektóre taksony okrzemek, mając ściśle określony zakres tolerancji ekologicznej, mogą być wykorzystywane jako bioindykatory danego ekosystemu (rzeki, jeziora). Wskaźniki okrzemkowe mogą informować o stanie czystości wód, zmieniających się warunkach temperaturowych, zasoleniu, pH oraz zawartości tlenu czy związków biogennych.
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.
bg‑green

Bioindykatory gleb

1
R2A77axFPCTXA
Na zdjęciu szałwia łąkowa. Długie, wiechowate rośliny z łodygami otoczonymi drobnymi listkami i fioletowymi kwiatuszkami. Znajdują się na ukwieconej łące w dużym skupisku.
Szałwia łąkowa (Salvia pratensis) rośnie w całej Europie oprócz Skandynawii. W Polsce jest gatunkiem średnio pospolitym. Jej masowe występowanie świadczy o dużej zawartości wapnia w glebie.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
R1PsMMOFIl5ug
Na zdjęciu koniczyna biała. Spomiędzy trawy wyrastają liście koniczyny w charakterystycznym trójdzielnym kształcie. Widoczne są również białe, okrągłe kwiaty złożone z podłużnych, zrośniętych ze sobą płatków.
Koniczyna biała (Trifolium repens) znajduje zastosowanie jako roślina pastewna, lecznicza i miododajna, jak również jest indykatorem gleb bogatych w fosfor.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
R1WqA2labUYal
Na fotografii cykoria podróżnik w dużym przybliżeniu. Z twardych, prostych łodyg wyrastają pąki kwiatów. Niektóre z nich rozkwitły w jasnofioletowe kwiaty z pręcikami w środku.
Cykoria podróżnik (Cichorium intybus) jest rośliną leczniczą, używaną w ziołolecznictwie od czasów prehistorycznych. Obecnie występuje na wszystkich kontynentach z wyjątkiem Antarktydy. Rośnie na glebach bogatych w związki azotu.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
Rj4HnPDqMZe60
Zdjęcie przedstawia turzycę piaskową. Zielone kępy traw wyrastają z piachu. Niektóre z roślin mają brązowe łodygi, z których wyrastają długie, postrzępione pióropusze.
Turzyca piaskowa (Carex arenaria) występuje w Polsce pospolicie wzdłuż brzegu morskiego. Jest rośliną wskaźnikową gleb piaszczystych.
Źródło: manuel m. v., Flickr, licencja: CC BY 2.0.
R11xuYzyo91Zj
Fotografia przedstawia glistnik jaskółcze ziele. Roślina wyrasta z dziury w skale. Posiada spore, zielone, postrzępione liście, żółte, drobne kwiaty i zielone, pionowo umieszczone strąki.
Glistnik jaskółcze ziele (Chelidonium majus) występuje pospolicie na całym obszarze Polski, na glebach ilastych.
Źródło: Franco Folini, Flickr, licencja: CC BY-SA 2.0.
R1Yu6ZD2Hsiyz
Fotografia przedstawia widłak jałowcowaty. Roślina ma długie, porośnięte kolcami łodygi zakończone jasnożółtymi szyszkami. Niektóre szyszki są przekwitłe, w kolorze brązowym.
Widłak jałowcowaty (Spinulum annotinum) występuje na terenie całej Polski, jednak jest rośliną dość rzadką. Obfite występowanie widłaka pospolitego świadczy o kwaśnej glebie.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
R1QepGNDn2iYf
Na zdjęciu fiołek polny. Liście rosliny wyrastają spomiędzy traw. Żółte, złożone z pięciu płatków kwiaty mają fioletowe łodygi.
Fiołek polny (Viola arvensis) występuje naturalnie w Afryce Północnej, Europie i Azji, ale szeroko się rozprzestrzenił i zaaklimatyzował na wszystkich kontynentach z wyjątkiem Antarktydy. Jego obecność świadczy o glebach ubogich w sole mineralne.
Źródło: FritzFlohrReynolds, Flickr, licencja: CC BY-NC 2.0.
bg‑green

Bioindykatory powietrza

1
R1R1ZX3zUkBNd
Na fotografii pustułka pęcherzykowata porastająca gałąź drzewa. Dwie kępy jasnozielonego porostu mają nieregularne, rozgałęzione, ułożone koncentrycznie i zrastające się pośrodku liście.
Pustułka pęcherzykowata (Hypogymnia physodes) należy do grupy porostów o plesze listkowatej. Występowanie tego typu porostów świadczy o umiarkowanym poziomie zanieczyszczenia powietrza (stężenie SO2 od 50 do 70 µg/m3). Najłatwiej znajdziemy ją w podmiejskich lasach i zaroślach.
Źródło: Wikimedia Commons, Jerzy Opioła, licencja: CC BY-SA 3.0.
R1Bnb5gZESKjq
Na zdjęciu brodaczka nadobna. Jest to postrzępiony, szarozielony porost znajdujący się na pniu drzewa. W tle rzeka z porośniętymi brzegami i błękitne niebo.
Obecność brodaczki nadobnej (Usnea florida) dowodzi, że powietrze jest bardzo czyste (stężenie SO2 poniżej 30 µg/m3). Ten typ porostu można obserwować tylko na nielicznych obszarach Polski: w puszczach lub wyższych partiach gór.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
bg‑gray2
1
Ciekawostka

Jerzy Kazimierz Fabiszewski (ur. 7 X 1936 r. w Tosiach) – profesor, botanik, prowadził badania z zakresu ekologii roślin, lichenologii, geografii roślin i florystyki, m.in. opisał zespoły porostów nadrzewnych w lasach Sudetów. Właśnie on wprowadził metody indykacji botanicznej do określania zanieczyszczeń rolniczych i przemysłowych. Odkrył też w Tatrach i Sudetach populacje roślin odpornych na działanie metali ciężkich.

Słownik

eutrofizacja
eutrofizacja

(gr. eutrophía – dobre odżywianie); zjawisko nadmiernego użyźniania wód pierwiastkami biogennymi; wywołuje to szereg procesów prowadzących, w wyniku nadmiaru tych pierwiastków, do zamierania życia w zbiornikach i ciekach wodnych oraz powstawania tzw. martwych stref

lichenoindykacja
lichenoindykacja

(gr. leichēn – porost); określanie stopnia zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego oparte na badaniu porostów

organizmy wskaźnikowe (bioindykatory, biowskaźniki)
organizmy wskaźnikowe (bioindykatory, biowskaźniki)

gatunki o wąskim zakresie tolerancji w stosunku do określonego czynnika środowiska; ich występowanie świadczy o obecności danego czynnika w środowisku

siedlisko
siedlisko

przestrzeń, w której występuje gatunek; zależy ona od czynników abiotycznych (np. temperatury, dostępności wody), które panują w określonym miejscu

tolerancja ekologiczna
tolerancja ekologiczna

zdolność organizmu do życia w określonych zakresach czynników biotycznych i abiotycznych

Wprowadzenie
Film