Генетические последствия влияния загрязнения на популяцию

7.Биоиндикация на тканевом и организменном уровнях
При оценке состояния окружающей среды по морфологическим признакам вид должен соответствовать следующим требованиям: иметь хорошо выраженные и распознаваемые реакции на определённое антропогенное действие.Для древесных видов возможно изучение таких признаков, как высота крепления кроны, высота ствола, суховершенность.

Возникновение уродливых форм (тератов), появление хлороза и некроза являются крайней формой проявления стрессового воздействия. Морфологические показатели древостоя могут свидетельствовать об ухудшении среды обитания в результате нарушений или загрязнений.

Для отбора показателей биоиндикации на тканевом и организменном уровне предлагаются такие критерии:

1. наличие данных, показывающих связь заболевания с загрязнением;
2. изменчивость аномалии в зависимости от места, сезона, a также возраста и размера организма;
3. легкость и точность измерения аномалии;
4. относительная устойчивость аномалии;
5. затраты времени и стоимость получения данных;
6. соответствие специфичности аномалии и загрязнения;
7. виды, для которых характерна данная аномалия;
8. наличие данных о биологии и экологии используемых видов

Таким образом, при биоиндикации на тканевом уровне используются следующие признаки:
1) отмирание тканей – некроз;
2) преждевременное увядание и опадание листвы (дефолиация);
3) патологические отклонения у животных

Биоиндикация на тканевом уровне
Микроскопические изменения морфологии растений:
1.Некрозы. Выделяют типы: точечные или пятнистые некрозы – отмирание тканей в виде точек или пятен, при действии озона, межжилковые – отмирание листовой пластинки между боковыми жилками первого порядка, при действии SO 2, краевые  – приводят к узору в виде «рыбьего скелета», верхушечные некрозы – характерны для хвойных, бурого цвета на кончике хвои под воздействием SO 2.
2. Преждевременное увядание происходит под действием этилена в теплицах.
3.Дефоляция – появляется после некрозов или хлорозов.

Тест- растения
Табак Bel W3 – этот сорт табака выведен специально для биоиндикации озона. Уже при слабом воздействии О3 через несколько дней на листовой пластинке густо образуются некротические пятна серебристого цвета. Некрозы хвои и продолжительность ее жизни у сосен, поврежденных дымом.

Патологические проявления у животных
Широко используются в качестве тест-объекта хирономид, у которых возникают морфологические демофрмации. Деформации личинок – воздействия тяжелых металлов, пестицидов, СПАВ. Воздействие загрязнения вызывает изменения структур хромосом у хирономид.

Язвы на коже.
Например, у трески, которая обитает в водах Северной Европы частое появление этих язв получило название «язвенного синдрома».

Эрозия плавников
У придонных рыб эрозия плавников возникает вследствие прямого контакта с загрязненными донными осадками, у них повреждается в основном спинной и анальный плавники.

Аномалии скелета
Такие нарушения наблюдаются в загрязнённых водоёмах. Также у рыб встречаются разрывы позвоночника. Таким образом, мониторинг морских позвоночных на тканевом уровне включает тщательный осмотр рыб для выявления явных аномалий с последующей рентгеноскопией для обнаружения скрытых деформаций, например позвоночных спаек.

Опухоли
Опухоли были обнаружены у представителей всех классов холоднокровных позвоночных, у двустворчатых моллюсков и насекомых. Также, имеются данные рака крови у двустворок, что может являться следствием загрязнения.

Иммунные реакции
Согласно иммунологическим исследованиям рыбы могут вырабатывать специфические антитела. (при действии кадмия на рыб обнаружено снижение эффективности реакции фагоцитов).

Организменный уровень и биоиндикация
На организменном уровне оценка состояния окружающей среды сводится к определению физиологического состояния особи и её поведения.

При биоиндикации на организменном уровне используются следующие признаки:
1. изменение окраски листьев и тела животных, а также скульптуры поверхности
2. изменение размеров и продуктивности растений и животных;
3. изменение формы роста, экобиоморфных признаков;
4. показатели поведения животных;
5. биоритмические изменения – основными факторами, определяющими цикличность, выступают освещенность, температура, влажность.

Изменение окраски листьев и животных
1. Изменение окраски листьев. Хлороз является нарушением соотношения в организме железа и кальция. Пожелтение листьев или определенных участков, покраснение листьев, побурение и побронзовение, окраска, при которой листья имеют вид пропитанных водой, сходная с морознымиповрежедениями.
2.Изменения окраски тела животных. Среди реакций окраски тела на антропогенное изменение среды, наиболее известной является “меланизм крупных городов”.

Изменение размеров и продуктивности растений и животных
1.Изменения размеров органов растений и их положения - хвоя укорачивается под действием SO2 и удлиняется под действием нитратов.Вздувание отдельных участков листовой пластинки; искривление побегов; сращение и расщепление отдельных органов; увеличение или уменьшение частей цветка.
2.Изменение прироста и плодовитости растений - радиальный прирост древесных стволов, прирост в длину побегов и листьев, длину корней.
3.Изменение структуры древесины - снижение качества сосновой древесины в результате незначительного ее образования летом и выпадения годичных колец под действием SO2.

Рост
Замедление роста может наступить из-за интенсивности питания или увеличения расхода энергии, связанного с дыханием и выделением.

Питание
Изменение скорости питания и образование фекалий служат показателями физиологического состояния в условиях загрязнения.

Дыхание
Обычно используются три показателя респираторной активности у рыб - частота кашля, частота оперкулярного движения и частота сердцебиений. Из трех показателей частота кашля, по-видимому, наиболее чувствительный и удобный для исследователя отклик на широкий круг загрязнений.

Выделение и азотный баланс
Отношение потребленного кислорода к выделенному азоту является индексом катаболического баланса белка, углеводов и липидов. Высокое значение индекса O/N указывает на преобладание липидного или углеводного катаболизма над распадом белков.

Воспроизводство
Снижение показателей роста животного может вызывать снижение плодовитости.

Показатели поведения животного
Различают три подхода для оценки поведенческих реакций. Первый подход предполагает наблюдение за поведением животных, обитающих в естественных условиях. Второй - предусматривает перенос животных из лабораторных условий или контролируемых акваторий на какое-то время в естественные условия. Третий подход заключается в переносе воды и донных осадков из естественных условий в аквариумы, в которые помещают тест организмы.