Biološki indikatori (bioindikatori) označavaju pojedinačne vrste ili biocenoze, koje svojim prisustvom daju informacije o trenutnom stanju ekosistema. Osnova neke vrste kao bioindikatora se ogleda u njenom prisustvu ili odsustvu na određenim tipovima staništa, a također i mogućnosti za razmnožavanje i za kompeticiju. U kontekstu promjena u ekosistemu, bioindikatori mogu poslužiti kao rani pokazatelji promjene stanja u okolišu. Indikatorska vrijednost svakog materijalnog sistema u odnosu na stanje njegove okoline ili stanja nekog od ekoloških faktora te okoline, u direktnoj je zavisnosti od nivoa evolucije i stepena integracije datog sistema, odnosno osjetljivosti njegove strukture i funkcije na promjene u njegovoj okolini. Ideja o mogućnostima korištenja bioloških oblika kao indikatora stanja životne sredine nije nova. Biološki oblici ne nose samo genetičku informaciju o sebi samima, nego i ekološku informaciju o prostoru na kojem mogu živjeti.
Cijanobakterije i alge kao bioindikatori
Jedni
od najčešćih bioindikatorskih organizama u vodenim ekosistemima su alge,
odnosno alge fitoplanktona i fitobentosa. Alge kao glavni producenti vodenih
biotopa, imaju važnu ulogu u protoku energije i kruženju materije. Zbog kratkog
životnog ciklusa, svaka promjena ekoloških faktora u okolini će se odraziti u
kratkom vremenskom periodu na brojnost ili sastav biocenoza algi. Prilikom
istraživanja prisustva algi u vodenoj sredini potrebno je usmjeriti pažnju na
analizu međusobnih odnosa ekoloških faktora na strukturu i biocenološki sastav
zajednica.
Alge
sa užom ekološkom valencom u odnosu na pojedine ekološke faktore sredine se
danas koriste kao veoma dobri indikatori kvaliteta vode. Mogućnost
kontinuiranog monitoringa (u prostoru i vremenu), te predviđanje promjena u
ekosistemu prije pojave ozbiljnih oštećenja su kriteriji koji algama kao
bioindikatorima, daju prednost u odnosu na druge organizme bioindikatore.
Poređenja sa drugim indikatorskim organizmima, pokazuju da su monitoring
sistemi koji koriste alge finansijski veoma prihvatljivi. Alge su dobri
indikatori stepena zagađenja vodenih ekosistema, odnosno stepena saprobnosti
vode. Saprobni sistem je sistem metoda pomoću kojih se vrši analiza
pojavljivanja i brojnosti pojedinih indikatorskih vrsta u cilju određivanja
kvaliteta vode. Prvi saprobni sistem biološke ocjene kvaliteta vode napravili
su Kolkowitz i Marsson's (1950) u Njemačkoj. Njihov sistem se odnosi na zone
organskog obogaćivanja i klasifikaciju vrsta u odnosu na zone u kojima te vrste žive. Liebmann
(1962) je proširio spisak indikatora, a najsloženiji sistem koji je opće
prihvaćen u većini evropskih zemalja je dao Sladaček 1965. godine i proširenu
verziju 1973. godine.
Prednosti upotrebe algi kao bioindikatora
Alge
se smatraju dobrim bioindikatorima koji su u vezi sa hemijom vode, a prema tome
označavaju i kvalitet vode. Osnova pojedinačnih vrsta kao bioindikatora leži u
njihovoj preferenciji (toleranciji) na određena staništa i njihovoj mogućnosti
da rastu bez kompeticije sa drugim algama pod određenim uslovima. Okolišne
promjene (prema eutrofnom stanju) su izazvane okolišnim stres faktorima, u ovom
slučaju prilivom neorganskih nutrijenata u prethodno oligotrofni ekosistem.
Rezultirajući gubitak ili dominacija određenih bioindikatorskih vrsta se javlja
zbog određenih biohemijskih i fizioloških promjena biocenoza algi, koje su
označeni kao biomarkeri.
Primjer
algalnih biomarkera uključuje oštećanje DNK (izazvano UV zračenjem, izlaganjem
teškim metalima), osmatski stres (povećan salinitet), stimulacija nitrat i
nitrit reduktaza (povećanje koncentracije rastvorenih nitrata u vodi) i
stimulacija fosfatnih transportera/redukcija u rastvoru alkalne fosfataze
(povećana koncentracija neorganskog fosfata). Brzi odgovor biomarkera potencijalno
pruža rano upozorenje za monitoring okolišnih promjena (e.g. kvalitet vode).
Upotreba
algi kao bioindikatora u monitoringu okolišnih promjena ima mnogo prednosti, a
ujedno uključuje i visoku ekološku relevantnost i mogućnost da se analiziraju
okolišni uzroci u bilo koje vrijeme. Potencijal slatkovodnih organizama da
oslikavaju promjene u okolišu je prvo primjećena od strane Kolenija (1848) i
Chona (1853) koji su proučavali biocenoze u zagađenim vodama, te su uočili da
se primjećuju znatne razlike između čistih i nasuprot njima zagađenih voda.
Od tada pa do danas prikupljeno je mnogo podataka o organizmima bioindikatorima (bentosne makroinvertebrate, planktonske alge, ihtiopopulacija i makrofite), te su određeni tipovi vodenih ekosistema i njihov potencijal da se ponašaju kao ekološki monitori ili bioindikatorski organizmi. Poznavanje slatkovodnih algi koje brzo i prediktivno reaguju na okolišne promjene je izuzetno korisno, jer sa identifikacijom određenih indikatorskih vrsta ili kombinacijom vrsta (biocenoza) koje se široko primjenjuju u procjeni kvaliteta vode mogu se dugoročno predvidjeti promjene i pokrenuti akcije zaštite vodenih tijela.
Prednost algi kao bioindikatore su:
1.
širok prostorni (spacial scale) i
vremenski (temporal scale) raspored,
2.
mnoge vrste algi su u vodi prisutne
tokom cijele godine,
3.
veliki broj algi brzo reaguje na
promjene koje se događaju u ekosistemu,
4.
odlikuju se velikom brojnošću,
5.
lahko ih je pronaći i uzorkovati, te
6. prisutnost nekih algi je u korelaciji sa određnom vrstom zagađenja.
Obogaćivanje
vode hranjivim tvarima kroz priliv organske materije može selektivno stimulirati
rast nekih vrsta algi. Masovni razvoj algi dovodi do razvoja velike mase ovih
organizama na površini vode, što je u literaturi poznato kao vodeni cvijet ili
cvjetanje vode. Neke alge imaju ulogu i u samoprečišćavanju vode. Promjene koje
dovode do mijenjanja strukture i dinamike populacija algi u velikoj mjeri utiče
i na sve ostale organizme koji su uključeni u lanac ishrane.
Utvrđivanje kvaliteta vode na osnovu indeksa
saprobnosti
Saprobnost (grč. = sapros - razgrađivanje) se definiše kao prisustvo određene količine organske materije koje su podložne razgradnji djelovanja reducenata. Među prve autore koji primjenjuju ove sisteme u ocjeni kvaliteta vode su bili Kolkowitz i Marsson's (1950). Njihov sistem se odnosi na zone organskog obogaćivanja i klasifikaciju vrsta u odnosu na zone u kojima te vrste žive.
Prema
čistoći i zagađenosti sve vode se mogu podjeliti na: Katarobne (K),
Limnosaprobne (L), Eusaprobne (E) i Transsaprobne (T). K - vode su čiste i bez ikakvog zagađenja, tu najčešće spadaju
podzemne, izvorske i vode za piće poslije tretmana. L - vode su slabo ili jače zagađene podzemne i površinske vode. Ova
kategorija voda se može podjeliti na nekoliko podkategorija i to: ksenosaprobne
(x), oligosaprobne (o), betamezosaprobne (β), alfamezosaprobne (α) i
polisaprobne (p). E - vode su
otpadne vode koje su bogate organskim materijama koje su podložne organskoj
razgradnji. Ova kategorija se može podjeliti na četri podkategorije i to:
izosaprobne (i), metasaprobne (m), hipersaprobne (h) i ultrasaprobne (u). T - vode su jako zagađene i oslobođene
su živog svijeta. Ova kategorija se može podjeliti u tri podkategorije i to:
antisaprobne (a), radiosaprobne (r) i kriptosaprobne (k).
Ključne
riječi: bioindikatori, indikatorska vrijednost,
cijanobakterije, alge, ekološka valenca, saprobni sistem, biomarkeri, cvjetanje
vode.
Literatura
1. Cvijan, M. (2000). Ekologija zagađenih
sredina, bioindikatori i monitoring sistem. Skripta, I deo. Biološki Fakultet
Univerziteta u Beogradu, Beograd.
2. Markert, B.A., Breure, A. M.,
Zechmesiter, H.G. (2003). Trace Metals and other Contaminants in the
Environemt. Bioindicators & Biomonitors. Principles, Concepts and
Applications. ELSEVIER. pp. 1-1017.
3. Jørgensen, S.E., Costanza, R., Xu,
F.L. (2005). Handbook of Ecological Indicators for Assesment of Ecosystem
Health. CRC Press. Taylor & Francis Group. pp. 1-439.
4.
Bellinger, E.G., Siegee, D.C. (2010).
Freshwater Algae. Identification and Use as Bioindicators. Wiley-Blackwell.
1-271.
Subscribe by Email
Follow Updates Articles from This Blog via Email
No Comments