Как биоиндикаторите помагат за опазването на околната среда?

Природа Наука • •

Животните биоиндикатори често са първите, засегнати от негативните промени в своите екосистеми. Изучаването на тези чувствителни видове помага на учените да откриват “навреме” ефектите от изменението на климата и замърсяването на планетата.

Критично застрашенити жаби арлекин се считат за индикаторни видове, тъй като са силно чувствителни към промени в околната среда.

Критично застрашенити жаби арлекин се считат за индикаторни видове, тъй като са силно чувствителни към промени в околната среда.

© Илюстрация: Робин Мур

Какво представлява индикаторният вид?

Биоиндикаторът (наричан още индикатрен вид или само индикатор) е организъм (бактерии, растения или животни), който отразява състоянието на заобикалящата го среда. Тези организми често са първите в своята екосистема, засегнати от определени промени (по-топъл климат, замърсяване, човешко присъствие или друг вид влошаване на жизнените условия). Чрез проследяване на промените в поведението, физиологията или броя на индикаторните видове, учените могат да проследяват състоянието на цялата екосистема, част от която е конкретният вид.

Раците, например, показват качеството на сладководните басейни, тъй като промените в киселинността на водата са стресиращи за тях. Здравето на коралите пък показва определени тенденции, като повишаване на нивото на океаните и колебания в температурата на морето, които от своя страна са сигнали за изменението на климата. Друг вид - соколът скитник (Peregrine falcon), е индикаторен вид за наличието на пестициди (силно отровният инсектицид DDT изтънява черупките на яйцата им). А много растения са индикатори за наличието и въздействието на инвазивни видове. Например, дърветата ясен в САЩ са първите, унищожени от инвазивния изумруден пепел (EAB) - азиатски вид бръмбар, който нахлува в Северна Америка през 90-те години на XX век чрез внос на дървен опаковъчен материал.

За да бъде ефективен, видът индикатор трябва да отговаря на няколко ключови условия:

  • неговото състояние трябва да има определящо значение за състоянието на други видове в същата екосистема (вид, който е силно уязвим или е на ръба на изчезването, не може да бъде добър биоиндикатор);
  • всички промени, които индикаторът претърпява, трябва да бъдат ясни и измерими (действайки като система за ранно предупреждение за по-мащабни промени);
  • биоиндикаторите трябва да реагират на промените по предвидим начин.

Забележителни индикаторни видове

Някои земноводни, като жабите например, са силен индикатор за замърсяване. Те имат пропусклива кожа, през която абсорбират кислород, но през нея абсорбират и токсини. В резултат на това, те са изключително чувствителни към промени в качеството на въздуха и водата. Много често именно те са първите животни, засегнати от употребата на пестициди в екосистемите им. По целия свят популациите на различни земноводни намаляват, а някои от тях развиват генетични деформации, като допълнителни крака, заради отравянето с химикали.

Но биоиндикатори могат да бъдат и някои видове бактерии, които процъфтяват точно там, където има токсини. Изобилието им може да показва наличието на токсин по същия начин, както липсата на жаби.

Северна петниста сова (Strix occidentalis caurina). Там, където състоянието на гората е влошено , популациите на вида намаляват. Чрез наблюдение на со...

Северна петниста сова (Strix occidentalis caurina). Там, където състоянието на гората е влошено , популациите на вида намаляват. Чрез наблюдение на совите учените изучават цялостното здраве на горите.

© Фотография: Гери Елис

Северните петнисти сови (Strix occidentalis caurina) са едни от най-изследваните индикатори. Учените се вглеждат в тях, за да добият представа за цялостното състояние на горските екосистеми и да наблюдават ефектите от промените в местообитанията, причинявани от човека. Тези птици изграждат гнездата си в кухини на стари дървета, върху пречупени върхове на дървета или в изоставени гнезда на грабливи птици – всички северни петнисти сови живеят в старите гори на своя регион. Но тъй като горите се разчистват чрез сеч, селско стопанство и градско развитие, совите загубват своите места за гнездене, а популациите им намаляват. Всъщност, продължават да намаляват средно с 4 % всяка година.

Намаляването на числеността им е сигнал, че вероятно и числеността на други горски видове намалява, а гората, като мрежа на живота, е нездрава. По същия начин, големите популации на северните петнисти сови пък показват, че екосистемата е здрава и способна да поддържа множество други растения и животни.

Американски сеносъбирач или американска пика (Ochotona princeps) viweqt високо в планините на aмериканския Запад, на височина около 4000 м над морскот...

Американски сеносъбирач или американска пика (Ochotona princeps) viweqt високо в планините на aмериканския Запад, на височина около 4000 м над морското равнище. Толкова са приспособени към средата си, че дори от най-малката промяна в климата им повлиява.

© Илюстрация: Getty Images

Американските пики или сеносъбирачи (Ochotona princeps) - малки, космати бозайници, са идеално адаптирани да живеят в суровите високопланински местообитания. Но това означава, че дори най-малките промени в средата им се отразяват. Ето защо те са добри индикатори за глобалното затопляне.

Вместо да прекарват зимен сън, пиките разчитат не само на своята изолация, но и на дебелата снежна покривка, която поддържа леговищата им топли. През 2000 година изследователите забелязват намаляване на популациите на пиките на по-ниски височини, което е сигнал за затоплянето на климата. През последните няколко десетилетия по-кратките зими и ограничените снеговалежи предизвикват ранно топене на снежната покривка. Така пиките стават изложени на ниските температури през пролетта в момент, когато хранителните им запаси са изчерпани, а крехкото им потомството е уязвимо. Много от малките не оцеляват.

Видове индикатори и ключови видове – по какво се различават

Видовете индикатори се различават от ключовите видове, въпреки че някои от тях може да бъдат и двете едновременно. Ключовите видове поддържат биологичното разнообразие в средата и на практика само те изпълняват тази функция. Без тях екосистема би се променила драстично и всъщност може да спре да съществува. Бобрите, например, се считат за ключов вид. Те строят язовири, които създават влажни местообитания, а в тях процъфтяват много други видове. Но ключовите видове оказват непропорционално голям ефект върху средата си.

Докато ключовите видове са жизненоважни за поддържането на екосистемите, те могат да бъдат силно податливи на промени в околната среда, но може и да не бъдат засегнати изобщо. Докато биоиндикаторните видове винаги са засегнати от промените.

Коралът, сниман във Филипинския природен парк Tubbataha Reefs, е индикатор, тъй като е много чувствителен към промените в температурата на морето. Смъ...

Коралът, сниман във Филипинския природен парк Tubbataha Reefs, е индикатор, тъй като е много чувствителен към промените в температурата на морето. Смъртта на коралите може да е признак на изменение на климата.

© Фотография: Дейвид Дубилет

Защо индикаторните видове са важни

Проучването на индикаторните видове, помага на учените да проследяват състоянието на цялата екосистема, което спестява ресурси за наблюдение на множество видове и местообитания. Проектът Colorado Pika например включва доброволци, които събират данни за популациите на пики в САЩ. Това позволява на учените не само да научават кои популации на пики са най-застрашени, но им помага да защитават тези популации и най-важното, да защитават техните алпийски екосистеми в цялост.

Проследяването на индикаторните видове помага на учените да преценяват и точно какви промени се случват в околната среда. Например екосистемата на влажните зони може да показва най-общо, че нещо не е наред, но ако учените забележат, че популациите на жаби намаляват, те ще знаят, че източникът на проблема може да е пестицид.

Учените, законодателните органи и държавните служители могат да използват данните, събирани от индикаторни видове, за да прилагат екологични политики, да контролират употребата на химикали, или да приемат закони, които поправят грешките или предотвратят щетите, преди да е станало твърде късно.