Природные помощники контроля за состоянием окружающей среды!

Следить за состоянием окружающей среды можно не только с помощью современных технологий и приборов.

Что же такое биоиндикаторы? — это живые организмы, которые используются для оценки состояния естественной экосистемы в окружающей среде. В основном к ним относят растения, планктоны, животные и микробы. Их использование становится возможным, потому что каждое органическое образование внутри биологической системы дает представление о состоянии окружающей среды. Например, планктон служит важным биомаркером для оценки качества воды — быстро реагирует на его изменения.

Биоиндикаторы используют, потому что они способны выявить загрязнение на ранней стадии. А еще это выгоднее: использовать биоиндикаторы дешевле, чем соответствующие им по уровню разработанные технологии.

Первые биоиндикаторы

Одна из первых попыток использовать биоиндикаторы для благополучия человека была предпринята в XIX веке. Это довольно известное явление — использование канареек в шахтах. Этой идеей мир обязан шотландскому физиологу Джону Скотту Холдейну, который стал известен не только благодаря открытиям, но и как участник бесстрашных экспериментов. Он занимался изучением токсичного воздействия различных газов на организм человека. Особенность его деятельности была в том, что он сам вдыхал хлор, метан, углекислый и угарный газы, чистые кислород и азот, горчичный газ, отмечая, какое воздействие то или иное вещество оказывает на организм.

Одна из рекомендаций Холдейна по безопасному труду в шахтах — использовать в качестве датчиков на шахтные газы канареек. Объяснялось это тем, что маленькой птице нужно меньше газа для смертельного исхода.

Начиная с XIX века, рудокопы часто брали клетку с канарейкой в шахту и во время работы следили за ней. Если птица начинала проявлять признаки беспокойства или падала, люди начинали покидать шахту. Одновременно с этим канарейки постоянно поют. Это было своего рода звуковой сигнализацией: пока слышалось пение, можно было работать спокойно.

Кстати, своего рода такими канарейками, но только для контроля за  качеством воды в Варшаве стали моллюски, если качество воды ухудшается, моллюски закрывают раковину, чтобы изолировать себя от загрязненной окружающей среды. Это автоматически запускает сигнал тревоги и отключает подачу воды.

А вот в  Санкт-Петербурге для контроля за состоянием воздуха на границе санитарно-защитной зоны завода по сжиганию осадка сточных вод используют гигантских африканских улиток. Они дышат воздухом с примесью дыма, выходящего из трубы завода. «Работа» улиток в компании строится следующим образом: моллюск сидит на мячике, который плавает на поверхности воды, к его раковине прикреплены датчики, фиксирующие сердцебиение и двигательную активность, благодаря которым с помощью специального программного обеспечения система в автоматическом режиме оценивает функциональное состояние животных, то есть их самочувствие. Перед мячиком установлена кормушка, в которой примерно раз в неделю появляется пища. В Водоканале уточняют, что кормят улиток листьями салата, огурцами, а иногда дают арбуз. Все улитки находятся в открытой емкости, куда подается смесь воздуха и очищенного дыма. Улитки не живут непосредственно в трубе, где дышат «выхлопами», — для них дым разбавляется от 1000 до 10 000 раз чистым воздухом. Так достигается примерно та концентрация, которая реально присутствует на границе санитарно-защитной зоны завода.

В Арктике же для оценки состояния окружающей среды используют белых медведей, атлантических моржей, диких северных оленей и белых чаек. По данным об их численности, распределении по территории, питании и кормовой базе делают выводы об общем состоянии экосистемы. В 2020 году Министерство природных ресурсов и экологии заключило соглашение с компанией «Роснефть» о сотрудничестве по национальному проекту «Экология». Они планировали узнать, в каком состоянии находятся и как развиваются ключевые виды животных в Арктике.

Так, белый медведь является одним из видов-биоиндикаторов устойчивого состояния арктических экосистем, вершиной трофической цепи. По оценкам исследователей на 2022 год численность белых медведей составляет от 22 до 31 тыс. особей. Значительная часть ареала обитает именно в российском секторе Арктики. Это не первый случай, когда состояние Арктики оценивают по популяции белых медведей. Тот же состав участников с 2014 по 2019 год уже обследовал более 30 особей. Возле родовых берлог на острове Врангеля устанавливали фоторегистраторы. Также для этих целей использовали спутниковые ошейники.

Много информации о состоянии животных в Арктике получают и через исследование птиц. В июле 2020 года участники экспедиции «Арктический плавучий университет: Меняющаяся Арктика» на научно-исследовательским судне «Профессор Молчанов» проводили орнитологические исследования. Они обнаружили, что орнитофауна Баренцева моря и его островов сильно меняется. «Идет перемещение более южных видов с материка, с Восточно-Европейской равнины, на север, на острова арктических архипелагов», — такое пояснение давала старший научный сотрудник лаборатории биоразнообразия Института географии РАН Ирина Покровская. Такие изменения свидетельствуют и об изменении окружающей среды.

Например, на мысе Желания на самом севере Новой Земли, где состоялась одна из высадок «Арктического плавучего университета», участники нашли деревенскую ласточку и крякву. Последнюю чаще всего можно наблюдать в водоемах больших городов, что говорит о приспособляемости и стремлении вида к распространению. Ранее крякву находили на Земле Франца-Иосифа, а сейчас увидели и на Новой Земле. Исследователи также заметили появление новой колонии птиц на острове Гемскерк. Прежняя колония разрослась, и мыс Константин оказался заселен кайрами и моевками. Экологи утверждают, что подобные явления, в частности, появление новой колонии птиц, говорят об улучшении условий жизни для них.

А вот в районе Байкала, первым индикатором загрязнения воздуха являются приозерные лишайники. У них нет корневой системы и из-за этого они поглощают питательные вещества сразу из тумана, дождя и того, что им приносит ветер. Поэтому при усилении загрязнения окружающей среды они умирают первыми. Это свойство делает лишайники хорошими живыми датчиками. Среди выявленных в байкальском регионе лишайников с водоемами в той или иной степени связаны 50 видов, 16 из которых обнаружены ниже уровня воды. Такое большое количество лишайников на Байкале связано с тем, что они разрастаются в областях с чистым воздухом. Когда ситуация обстоит иным образом, они начинают чувствовать себя хуже. Сильнее всего на лишайники воздействует двуокись серы. Помимо нее на лишайники губительно действуют и другие загрязнители — окись азота, окись углерода, соединения фтора.

 С помощью исследования флоры и фауны следят не только за состоянием арктического региона, но и за самым глубоким озером на планете — Байкалом. Там обитают разные млекопитающие, которые подходят по своим характеристикам для такого наблюдения. Это связано с тем, что они освоили разные среды обитания и довольно многочисленны. Помимо этого, они ведут относительно оседлый образ жизни, из-за чего являются чувствительными индикаторами климатических и ландшафтных изменений.

Уровень стойких органических загрязнителей на Байкале предлагают контролировать не только с помощью технологий, но и с помощью рыб. В качестве биоиндикаторов можно использовать три ключевых в экосистеме озера вида: большую и малую голомянок (Comephorus baicalensis и C. dybowski) и байкальского омуля (Coregonus migratorius). Такой выбор объясняется несколькими факторами. Они принадлежат к разным звеньям трофической цепи, голомянки обитают во всем диапазоне глубин открытой части водоема и характеризуются высокой численностью и биомассой, а байкальский омуль активно мигрирует по всей акватории озера, до глубин 350–400 м, включая зоны влияния речного стока, и является промысловым видом.

Таким образом природа сама нам подсказывает как где и с помощью каких видов флоры и фауны можно контролировать состояние окружающей среды и в случае чего сразу бить тревогу.

Обо всем этом мы порассуждаем в эфире программы «Пятиминутка с экологом» на радио ЛукиФМ на волнах 102,6 ФМ по понедельникам в 18 часов.

Если по каким-то причинам Вы не успели подключиться к эфиру или пропустили его, а тема Вам близка и интересна, не волнуйтесь, ВЫ можете найти запись эфира в социальных сетях во ВКонтакте или в Телеграмм-канале в группах РадиоЛуки ФМ.

Берегите себя и окружающую среду, до новых встреч!

Источники: https://trends.rbc.ru/trends/green/62ff966f9a79473977d7ad5f