-дəріс  тақырыбы. Биоиндикация. Пəнге  кіріспе. “Биоиндикация’’

42

бағалау  əдісі (Федеров  А.И., Никольская   А.Н.,2001ж).Нақты  анықталған

табиғат  жағдайының   көрсеткіштері  ретінде  тірі  ағзаларды  қолдану

мүмкіндігі  туралы  ежелгі  Рим  жəне  Греция  ғалымдары  жазған. Б.з.д  324-

287ж.ж    өмір  сүрген  Теофрастың  “Өсімдіктер  табиғаты»  деген  белгілі

еңбегінде,өсімдік  күйіне  қарап  жердің   қасиетін  анықтаудың   бірқатар

жолдары  берілген.Өсімдіктерге  қарап  биоиндикациялау  идеясының  негізін

б.з.д  1  ғасырда  өмір  сүрген  Колумелла  қалаған болатын. Ағаш  жапырағына,

шөпке  жəне  піскен  жемісіне  қарап,топырақ  қасиеті  мен  оған  қандай

өсімдіктің жақсы  өсетінін  білу  мүмкін еді.

          

М.В.Ломоносов   жəне   А.Н.Радищев   еңбектерінде   топырақ,  тау

жыныстарының ,жер  асты  суларының   жəне  өсімдіктердің  ерекшеліктері

көрсетілген. Өсімдік  биоиндикациясының  мүмкіндіктері  туралы  геолог

А.М.Карпинский  жазған. Орыс  ғалымы  В.В.Докучаев  биоиндикацияның

дамуына  үлкен  үлесін  қосты.

           

XX  ғ.  басында  биоиндикациялық   зерттеулер   қарқынды

дамыды.Бұл  жылдары   биоиндикация   деп -  “бар”-“жоқ”  терминдерін

қолданып, ортаның табиғи жəне антропогенді əсерлерін бар- жоқтығын  тіркеу

деп  түсінді. XX ғ. аяғында  биоиндикациялық  заңдылықтар  сапалық

өзгерістерден  өтті.

           

XX  ғасырдың    екінші   жартысында   Жер   планетасындағы

өзгерістер  мен  табиғат  жағдайын қадағалайтын  жүйе  құру  туралы   түсінік

туды. Ең  алғаш  1971 жылы  биосферадағы  өзгерістерді  Мемлекет  аралық

бағдарлама  ретінде   Қоршаған  орта  проблемаларының  Ғылыми  комитетінде

(СКОПЕ)  қаралған  болатын.Қоршаған  ортаны  қорғау  конференциясына

дайындық  барысында, БҰҰ-ы  мамандар  арасында  глобальды  мониторинг

жүйесін  құруға  қатысты  мəселелерді  талқылаған  еді. Мониторинг  негізінде

қоршаған  ортаны  ұдайы   бақылау,өлшеу  жəне  бағалау  жүйелерін  құру

қабылданды. Конференция  барысында  қоршаған  ортаның  глобальды

мониторинг  жүйесі  құрылды.

        

1990 жылы   Еуропаның   экономикалық  комиссиясы  БҰҰ   негізінде,

интегралды   мониторинг  бағдарламасын  қоршаған  ортаның  келесі

көрсеткіштері  бойынша  қабылдады: жалпы  метеорология, ауа  химизмі  жер

үсті  суларының  химизмі, топырақ, биологиялық көрсеткіштер.

       

Көрсеткіштер   арсындағы   көрнекті   орынды   биологиялық

индикаторлар  алады. Оған:эпифитті  лишайниктер, жер  өсімдіктері, ағаштар

мен  бұталы  өсімдіктер, ағаш  беттерінің  кесінділері , ағаш  биомассасы,

қылқанжапырақтылардың  микроэлементтері, топырақтағы  ферменттер,

микориза, өсімдік қалдықтарының   жайылу  жылдамдығы.

        

Биоиндикация-  тірі   объектілердің   көмегімен   қоршаған   ортаның

жағдайын  бағалау. Тірі  объектілерге  -жасушалар, ағзалар, популяциялар,

бірлестіктер  жатады.Бұлардың  көмегімен  биотикалық (ағза  қолайлығы,

популяциясы  жəне  бірлестігі) , абиотикалық (температура,

ылғалдылық,қышқылдық, тұздылық  факторлардыбағалауға  болады.

«Биоиндикация»  термині  көбінесе  еуропалық  ғылыми  əдебиеттерде

43

қолданылады. Ал  американдықтарда  «экотоксикология»  атауына  балама

ретінде  қолданылады.

                 

Қазіргі    кезде    толық  класты    индикатор    түрлері    өсімдіктер    мен

жануарларға  əсер  ету  дəрежесін  де  анықтайды. Қоршаған  орта  əсерінің  əр

түрлігіне  қарай , оларды  шкала  бойынша  орналастыруға  болады  (мысалы,

əсері  жоқ-əлсіз- орташа-күшті). Экологиялық  фактор  шкаласы  зерттелетін

территорияның дұрыс бағалануын қадағалайды.

          Қазіргі  түсінік  бойынша «биоиндикация» термині  қоршаған  орта

жағдайын  зерттеуді  білдіреді .Сонымен  қатар  табиғи  ортаны  зерттеу,

қоршаған ортадағы антропогендік немесе территория жағдайын бағалау болып

табылады.

          Антропогендік  əсерді  бағалау  əр  түрлі  құрылымдық  элементтер

мен  əр  түрлі  көрсеткіштерде  жүруі  мүмкін.Осы  уақытқа  дейін  əсерді

бағалаудың  ең  кең  таралған  тəсілі  болып  биогеохимиялық  əдіс саналды.Ал

тəжірибеде  мұндай  тəсіл  химико-аналитикалық  анализге  сүйенеді,яғни

біршама   кемшіліктер  болады.Негізгі  кемшіліктер  экожүйенің  нақтылы

тұрақтылықтан  тұруы.Себебі  барлық  абиотикалық  орта  өзгерістері

экожүйеде  толық  көріне  бермейді. Комплексті  антрпоген  əсері  кезінде

поллютаттардың  əсерін  антагонистикалық  жəне  синергетикалық нұсқаларға

бөлуге  мүмкін  емес. Дүниежүзінде  бір  жылда 30000  тарта  заттар

синтезделеді, орладың  биологиялық  активтілігі  жоғары  болады.

         Сонымен  қатар,  эколого- географикалық  реакцияның  экожүйедегі

артықшылығы  бар.  Антропогендік  трансформация  əсерінің  нəтижелері

солтүстік  пен  оңтүстік  аймақтарда  əр  түрлі.

         Якуттық  популяцияны  құраушы ағзалар, экстремалға  жақын  шарт

жағдайына  бейім. Нəтижесінде  аса  емес  антропогендік  əсер, жылдам  биота

реакциясын  туғызады.

         

Экожүйе   жағдайын    бағалау   үшін, оның   жалпы   жəне   жеке

құраушыларын  биоиндикация  тəсілімен  анықтауға  болады. Нəтижесінде  тірі

ағзалардың  жағдайын  білуге  болады. Маңызды  жағдай  ретінде  ұзақ   даму

эволюция  нəтижесінде  физико-химиялық  пен  климатологиялық  шарттарға

бейімделген  аборигендік  популяция  организмдеріниндикатор  ретінде

қолдану  болып  табылады.

        

Қоршаған   орта   жағдайын   бағалаудың     биоиндикациялық   əдісі

қолданбалы  экологиялық  зерттеулерге  негіз  болады. Бұл  тəсіл  орта

тазалығын  интегралдық  бағалауға, яғни  тірі  ағзаға  қажетті  сыртқы  орта

жағдайын  білеміз.

        Қазіргі  кезде  су,топырақ, ауа  қасиеттерін  бағалау  маңызды  орын

алуда.  Сондықтан  оларға  əсер  етуші  немесе  болашақта  кері  əсерін

тигізетіндерді    анықтап    алу      қажет.  Сол    мақсатпен    зерттеудің    екі    түрі

қолданылады: физико-химиялық  жəне  биологиялық .Соған  сəйкес

биологиялық  тəсіл  биоиндикация  мен  биомониторинг  деген  атау  алып,сол

шеңберде  дамуда.

44

        Қоршаған  ортаны  бағалау  кезінде  тірі  объектіні қолданғаннан  гөрі

, физико-химиялық  тəсілмен  анықтау  оңайырақ. Ван  Штрааленаның  ойы

бойынша  биоиндикацияның  орнын  мынадай  үш  жағдай  кезінде  толтыруға

келмейді.

        

1. Факторды   өлшеу   мүмкін   емес. Əсіресе  өткен  ерте   замандағы

климат  жағдайын  құрудағы   мəлімет  Солтүстік  Америкадағы  өсімдік

шаңдарына  ұзақ  бойғы  анализ  , жылы  ылғалды  климаттың  құрғақ  суық

климатқа, ал  орман  бірлестігінің  шөптілер  бірлестігіне  айналғанын

көрсетеді.Ал  диатомды  балдырлар  қалдықтары, , ертедегі  Швеция

көлдерінің  жай  ғана  себептерінен  қышқылды  реакцияға  түсетіндігін

анықтап  отыр.

        

2.  Факторды   өлшеу   қиын.  Кейбір   пестицидтердің   таралу

жылдамдығының  жоғарылығы  соншалықты, оның  топырақтағы

концентрация  мөлшерін  анықтау  мүмкін  емес. Мысалы, инсектицид

дельтаметриннің  шашырағаннан  кейінгі  активтілігі   тек  бірнеше  сағат, сол

уақыттағы  фаунаға  əсері  бірнеше  аптаға  созылады.

         

3. Факторды   өлшеу   оңай,   бірақ   қоршаған     ортадағы   əртүрлі

поллютанттардың   концентрация  мөлшері , тірі  табиғатқа төнетін  қауіптілік

қандай   деген  сұраққа  жауап  бере  алмайды. Əр  түрлі  заттардың  шектеулі

рұқсат  етілген  концентрация   мөлшері  (ШРҚ)  тек  адамға  ғана  қатысты

жасалған. Сондықтан  бұл  көрсеткіштерді  басқа  тірі  табиғатқа  қолдана

алмаймыз. Экожүйе  тұрақтылығына  негіз болатын  сезімталдығы  анағұрлым

жоғары тірі организм  түрлері  бар.

        

Қоршаған   ортаны   сақтау   көзқарасының  ең   маңыздысы,    ортаны

ластаушы  заттың  осы  немесе  басқа  концентрациясы  болашақта   қандай

нəтижеге    алып    келеді    деген    сұраққа    жауап    алу.  Ал    бұл    тапсырманы    ,

антропогендік  өзгеру  ортасының  биологиялық  бағалау  нəтижесі   -

биоиндикация  шешеді. Биоиндикация   өзінің  қарапайымдылығымен,

жылдамдылығымен  жəне  ортаның  сапасын  анықтаудың  арзандылығымен

ерекшеленеді. Мысалы,  қалалы  жерлерде  топырақ  тұздылығының  артуынан,

липа  жапырақтарының  шет  жақтары  күз  келмей-ақ  сарғая  бастайды.  Ондай

аймақтарды  ағаштарға  қарап  табуға  болады , яғни  биоиндикация  біршама

ластанған  аймақтарды  табуға  көмектеседі.

Негізгі  əдебиеттер: 1нег.[5-12]; 2нег.[48-49];3[209-210]

Қосымша  əдебиеттер: 1 қос.[13-27].

Бақылау  сұрақтары:

1.«Биоиндикация»  деген  не?

2.Биоиндикацияның  негізгі  əдістері  мен  түрлері.

3.Биоиндикация  формалары. Спецификалық  жəне  спецификалық  емес

биоиндикация.

4.«Биоиндикацияның»  оқу  əдістемелік  тапсырмалары.

      

9-Дəріс  тақырыбы.  Биоиндикация  -  қоршаған   ортаның

мониторингін  жүргізудің тəсілі.

45

        

Қоршаған   орта   табиғатының   мониторингі   компоненттерінің   бірі-

биологиялық  мониторинг. Биологиялық  мониторинг-антропогендік  фактор

нəтижесінен  пайда  болған  биотадағы  кез-келген  өзгерістердің  бағасы  мен

болжамын  бақылау  жүйесі.

        Биотаның  ластану  дəрежесін   бақылау   биологиялық  мониторингтің

басты  мақсаты.Биологиялық  мониторинг - бақылау  тəсілдері  мен  білім

жүйесін  тереңдету  жəне  кеңейтуде  қолданылады. Биосфераның  биотикалық

құраушыларының  бағалары  мен  болжаулары,  қошаған  орта  жағдайының

сапасын  анықтауға  негіз  болады. Оның  құрамына  алдын-ала  айту

жүйелерін  құру, диагностика  жəне  болжамдар кіреді.

        Алдын- ала  хабарлау  жүйесін  құрудағы    негізгі  саты - сай  келетін

организмдерді    таңдау      жəне      де    "назар    аудару"    дабылын    ерекше    бөле

алатын  автоматтандырылған  жүйе  құру  болып  табылады. Диагностика

биотикалық  құраушылардың  ластаушы  заттарының   байқауын

идентификациясын  жəне  анықтауышын  береді. Қоршаған  ортаның

биотикалық   құраушысының  болжау  жағдайы  биотестілеу  мен

экотоксикологияға  негізделеді (Бурдин, 1985).

        Қазіргі  уақытта  ластану  деңгейін    жəне  оның  адам  денсаулығына

əсер  етуін   бағалау  үшін  химико-аналитикалық  бақылау  жүйесі

қолданылады.Бұл  əдісті  қолданып  əр  түрлі  табиғи   ортада   ластанушы

заттектердің   көптеген   компоненттерінің  бар  болуын  анықтайды,  содан

кейін  олардың  шектеулі   рауалды  концентрациялары  салыстырылынып

жəне  олардың  негізінде  биота   жəне  осы  барлық  факторлардың    əсер  ету

кешеніндегі   адам  үшін   "қауіпті"  немесе  "қауіпсіз"  туралы  нəтижелер

шығарылады, бірақ   химико-аналитикалық   бақылаумен  шешілмейтін

мəселелер  мен  қиындықтар  туады.

         Бірнеше  мəселе – химиялық    талдау  потенциалды  қауіпті  белгілі

жəне   мутагенді  мен  улы  заттектердің  үлкен  емес  сандарда   салыстырмалы

концентрациясын   орнатуға   мүмкіндік  беретінінен  тұрады. Концентрациясы

анықталмаған  компонент   биологиялық  жүйеге  негативті   əсер  етпейтініне

ешқандай  кепілдеме  жоқ..

        Тағы  да  бір  мəселе –химиялық  талдау  процедурасының    жоғарғы

бағалығы, оны  жүзеге  асыру  үшін  минимум  дамыған  аспаптық   база  жəне

квалификацияланған   мамандар  қажет. Егер  біз  талданатын  субстраттық

химиялық  құралы   туралы  өте  көп  біле  алсақ , онда  поллютанттық  құрамын

нормалау  мүмкіндігі  туады.

       Аппараттық  тəсіл  қоршаған  ортаның  химиялық   құрамы  мен  санын

жəне  химиялық  қосылыстарды  немесе  олардың  ортадағы  орнын  анықтауға

мүмкіндік   береді. Бірақ  та  биожүйе  мен  адамға тиетін  комплексті  əсерді

тек  биоиндикатордың  көмегімен   ғана  анықтау   мүмкін.Себебі, биожүйе

аппараттық   тəсілге  қарағанда, кішігірім  қысымдарға да  əсерлі  болады. Бірақ

кейде  əлсіз  əсерлерден организм  бірден   улана  қоймайды, керісінше  адам

ағзасында  əр   түрлі  патологиялық  реакциялар  жүреді.Мысалы, фенол  бүйрек

ауруын  туғызуы  мүмкін.

46

       Физико-химиялық  əдісінен  биоиндикация  жəне  биотестілеу  əдісінің

артықшылығы   ағзалардың  жауапты  реакцияларының   интегралды

сипаттамасы  болады,олар:

-қоршаған  орта  туралы  барлық  биологиялық  маңызы  бар  барлық

берілгендерді сомалайды  жəне оның барлық  жағдайын  жалпыда  көрсетеді;

-қоршаған  ортада  табиғатты  ластану  кешенінің бар  болуын  шығарады;

-хроникалық антропогенді  жүктеме  жағдайында  биоиндикатор  мөлшері

аккумуляция  күшіне  өте  бəсең   əсерге  əрекет  ету  мүмкін;

-қоршаған  ортада  болып  жатқан өзгерістерінің  жылдамдығын  бекітеді;

-экожүйелерде  ластанудың  əр  түрлі  түрлерінің  жиналу  жолдары  мен

орындарын  жəне  адам  ағзасына  бұл  заттектердің  түсу  жолдарының

мүмкіндігін көрсетеді;

 Ауадағы  300  заттектер, топырақтағы  100 заттектер  жəне  1400 судағы

заттектер  үшін  ШРК  анықталған  (Орлова  жəне  т.б  1998 ж) ,яғни  қоршаған

ортаға  түсетін  салыстырмалы  ластаушылардың  үлкен  емес  бөлігі  үшін  əр

түрлі  елдерде  бір жəне  сол  токсиканттар  үшін  ШРК  мəні  əр  түрлі  болып

келеді. Бұл  мекендеу  ортасының  сапасын  бағалау  үшін  ортаның  оның

қолданылуын   шектейтін  химико-аналитикалық  бақылаудың "кемшіліктердің"

бірі.

Қоршаған  ортада  ластануды  жəне  зиянды  қоспаларды  бақылау  үшін

қолданылатын  аппараттар қандай  болса  да, ол  өте  қиын  орнатылған   "тірі

аспаппен"  салыстыруға  болмайды. Тірі  аспаптара  кемшіліктің  бар  болуы

шын-олар   көп  комплексті  қоспада ,заттектердің  барлық  кешеніне  бірден

əсер  етіп, кез-келген  заттектердің  концентрациясын  орната  алмайды. Сол

уақытта  химиялық  жəне  физикалық  əдістер  фактордың  сандық  жəне

сапалық  сипатын  береді,оның  биологиялық  əректі  туралы  жанама  айтуға

мүмкіндік  береді. Биоиндикатор  көмегімен  биологиялық  зардаптар  туралы

ақпарат  алуға  жəне  фактордың  ерекшеліктері  туралы  жанама нəтижелерді

шығаруға мүмкіндік болады.

 Биоиндикацияның  екі  негізгі  əдісі  бар: пассивті  жəне  белсенді. Бірінші

жағдайда  қолайсыз  əсерлердің  нормадан  көрінген  немесе  көрінбейтін

зақымдалу  жəне  ауытқуларын  зерттейді (биотестілеу) . Екінші жағдайда өте

күшті сезімтал организмдерді қолданады. Бұл бір фоктор (күкіртті газ) немесе

көп  құрамды  қоспа (автокөліктің  пайдаланылған  газы) болуы  мүмкін.

Биоиндикация  макромолекулалар, жасушалар, ағзалар, популяция,

қауымдастық жəне  экожүйе  деңгейде  жүргізу  мүмкін.

  Биоиндикация   мен  биотестілеу  арқылы  қоршаған  ортадағы  ағзаға

əсер  етуші  ластаушыларды  анықтауға  болады, əсіресе  экологиялық

өзгерістерге  сезімтал  келетіндер, яғни  тірі  ағзалар   мен  олардың

бірлестігіне  əсер  етуші  реакция  негізінде,биологиялық  маңызды

антропогендік  əсерді  табу  мен  анықтау.

Биологиялық  фактор  анағұрлым  сезімтал  болып  келеді. Мысалы,

топырақ- өсімдік  жүйесі  өсімдіктің  физиологиялық  жағдайын  көрсетеді.

Микробтар  биомассасының  жоғары  сезімталдық  көрсеткіші   өсімдік

47

жағдайын  толық  суреттейді,  яғни  "топырақ-өсімдік жүйесінің  биологиялық

айналымының  интенсивтілігін  көрсетеді". Неғұрлым  өсімдік  жағдайы

белсенлі  болса, соғұрлым  биохимиялық  процестердің  белсенді   болады.

Топырақ  микроағзалары  үшін  тағамдық  жəне  энергетикалық  материал

болатын,тамырлық  шығарымдардан  көрінеді.

Биологиялық  мониторинг   токсиканттардың əсер ету  эффектісін  дұрыс

тіркеуге  мүмкіндік  береді, бағалау  жəне  болжау  қатынастарының

жаңаларын  өңдеп,   жетілдіреді. Осымен  қатар  сезімтал  тест-объектілер  мен

тест-жүйелерді  іздеу  талап  етіледі. Биологиялық  əсерлер  ластанушы

заттектердің  төмен  концентрациясындағы  табиғи  ортадағы  негативті

өзгерістерді  диагностика  жасауға  төмен  береді.

        Биоиндикацияның бірнеше  формалары  бар.Егер екі  бірдей   реакция

əр  түрлі  антропогендік  фактор  нəтижесінде  пайда  болса,онда  оны

спецификалық  емес  биоиндикация.Егер  əр  түрлі  өзгерістер  тек  бір  ғана

фактор  нəтижесінде  пайда  болса, онда  оны  спецификалық   биоиндикация

деп  атайды.

Биоиндикация   əдістері  екі  түрге  бөлінеді : тіркеуші  биоиндикация

жəне  аккумуляция  бойынша  биоиндикация .

Тіркеуші  биоиндикация  түрлер  немесе  популяция  ерекшеліктерінің

жағдайы  бойынша  ортаның  əсері  туралы  айтуға  мүмкіндік  береді, ал

аккумуляция    бойынша  биоиндикация  өсімдік  пен  жануар  қасиетін

қолданып,  химиялық  заттектерді  жинақтауға  мүмкіндік  береді. (Мысалы ,

тамақ  тізбегінің  аяғында  болатын  балық  бауыры,қорғасынның  болуы  100-

300  ШРК-ға  жете  алады). Осы  əдістерге  қатысты  тіркелетін   жəне

жинақтаушы   индикаторды  айырады.

Тіркеуші  индикатор  санының, фенообликтің, зақымдануымен  өсу

жылдамдығының  жəне  басқа  көрінетін  белгілердің  өзгерісімен  қоршаған

ортаның  өзгерістеріне  əрекет  етеді. Тіркеуші  биоиндикаторға  мысал  ретінде

санының, таралуының, түрінің  өзгеруін  анықтайтын  фокторларды  алу  үнемі

бола  бермейді. Бұл  биоиндикацияның  негізгі  кемшіліктерінің  бірі , өйткені

бақыланатын  эффект  əр  түрлі  себептен  немесе  олардың  кешенінен

туындайды.

Жинақтаушы  биоиндикатор  мониторинг  күрделі  жəне қымбат  тұратын

аспаптарды  жиі   талап  етеді. Биоиндикатор  бір  уақытта  қоршаған   табиғат

ортасының  жағдайын,  көздердің  жергілікті   мониторингін  немесе  ластану

объектілерінің  бақылауымен  конструктивті  қолданылады.Өсімдік  жəне

жануар  ағзасына  тірі  емес  табиғатқа  техногенді  ластанушылардың  əсерін

зерттеуге  мүмкіндік  берген   биоиндикация  əдістері  өте  қолайлы  болып

табылады.Биоиндикация  тірі  ағзалардың  орта  жағдайымен  олар  өмір  сүрген

ортамен  тығыз  өзара  байланысына  негізделген.Осы  жағдайдың  өзгерісі

,мысалы,  судың  тұздылығының  немесе  рН  жоғарылауы  осы  көрсеткіштерге

сезімтал  ағзалардың  жойылуына   жəне  осы  орта  тиімді  болып  табылатын

басқа ағзалардың   пайда  болуына  əкеледі.

48

Ластанушы  басқа тіршілік  түрлеріне  əсер  еткен   зиян  адамға   ескерту

дабылы  ретінде  қолданылуы  мүмкін. Өйткені,  индикатор қазіргі  зертханалық

аспаптарға  қарағанда   өте  нақты  болады.Мысалы , Рейн  шөгіндісінде

полихлорлы  бефинилдің  жинақталуы  1988жылы  Солтүстік   теңізіндегі

итбалықтармен  болған  жағдай   белгілі  болмағанша  денсаулыққа  еш  қауіпті

деп  бағаланған  жоқ..

Микроластаушы  заттар, мысалы  бүгінгі  кезде  Еуропаның  өзендерінен

табылған  бентазон  пестициді, ірі  қалаларда  ауамен  таралатын  үлкен

мөлшердегі    улы  химиялық  заттар, өте  қауіпті  заттардың  жаңа

категориясын  көрсетеді.Бұл  заттардың  көбінесе  синтетикалық  қосылыстар

екенін  көрсетеді. Ал  олардың  денсаулыққа  əсерін  байқау  мүмкін  емес.

Өйткені, олар  қоршаған   ортада  сандық  немесе  концентрациялық  мөлшерде

болады.Оларды  жай  анализдік  тəсілмен  немесе  эпидемиологиялық

зерттеулермен  анықтау  мүмкін  емес.Қазіргі  кезде  ғалымдар  экожүйені

бақылауда, биологиялық  түрлердің  өзгерісін  анықтауда  ертерек  ескерту

жүйесіне  сүйенеді.

Негізгі  əдебиеттер:1[9-13]; 2[48-58];3[210-211] .

Қосымша  əдебиеттер: 1[41-45] ;

Бақылау   сұрақтары:

 1. Биологиялық  мониторинг   міндеттері.

 2. Биоиндикацияның  негізгі  тəсілдері  мен түрлері.

 3.Биоиндикация  формалары.Спецификалық  жəне   спецификалық  емес

биоиндикация.

 4.  Қоршаған  ортаның  химия-аналитикалық  бақылау  артықшылығы  мен

кемшілігі.

 5.  Биологиялық  мониторингтің  мақсатары.

 6.  Биоиндикаторлардың  тіркелген  реакциясының  қоршаған  ортаға

əсері.

 7.  Аккумуляциялық  биоиндикатор  реакциясының  қоршаған  ортаға

əсері.

10-Дəріс 

тақырыбы.

Қоршаған  орта 

жағдайының

биоиндикаторлары. Өсімдіктер  мен  жануарлардың  индикаторлық  түрлері.

Биоиндикаторларға  қойылатын  талаптар. Биоиндикаторлардың  кемшіліктері

мен ерекшеліктері.

Биологиялық  жүйелердің  көмегімен  абиотикалық  жəне  биотикалық

факторларды  бағалау  əдістерін  биоиндикация  деп  атайды (лат. – indicare –

указывать – нұсқау, көрсету). Осыған  сəйкес, өмірлік  функциялары  ортаның

факторларымен  тығыз  байланыста  болатын  жəне  факторларды  бағалауға

қолданылатын  организмдерді, организмдер  бірлестігін биоиндикаторлар  деп

атайды. Биологиялық  жүйелердің  өзгеруі  əрқашан  антропогендік  жəне  табиғи

факторларға  тəуелді  болады.Бұл  жүйе  қоршаған  ортаға  өзінің  толық  құрамды

орналасуы мен, яғни ішкі факторлардың əсерімен: қоректену шартымен, жасы,

49

генетикалық  бақыланатын тұрақтылығымен  жəне пайда  болған  кедергілерімен

əсер етеді.

Өсімдіктер  шаруашылық  іс-əрекеттердің  жəне  өндірістік  ластаушылар

кейінгі  нəтижелерді  бағалайтын  жақсы  көрсеткіш  қызметін  атқарады.

Жануарларды  объект  ретінде  қарастырсақ,ол  физиологиялық  түрде  адамға

жақын, олардың реакциясы арқылы адам үшін де, табиғатқа да санитарлық  іс-

əрекеттерін  көруге  болады. Микробтар  неғұрлым  жылдам  əсерленетін

индикаторлар, олар көбіне экотоксикологиялық зерттеулерге қажет.

Қазіргі  кездегі  көзқараспен  биоиндикаторлар– нақты  процестердің

көрсеткіштерін  қызмет  немесе  дамыған  ерекшеліктерін  анықтайтын

организмдер. Биоиндикация – қоршаған ортаның жағдайын кездесу факторлары

бойынша анықтауға болатын əдістің түрі.

Биоиндикаторлардың

көмегімен

анықталатын 

шарттарды

биоиндикациялардың  объектілері  деп  атайды, оларға  табиғи  объектілердің

нақты  түрлері (жер  қыртысы, су, ауа), осы  объектілердің  əр  түрлі  құрамы

(механикалық, техникалық  құрамы  т.б.) жатуы  мүмкін.Сонымен  қатар

қоршаған  ортада  жүретін  нақты  процестер (эрозия, дефляция  т.б.), соның

ішінде  адамның  əсерімен  жүретін  процестер  биоиндикацияның  объектілері

болып  табылады. Биоиндикаторды  таңдау  кезінде, американдық  эколог

Ю.Одум  келесі тұжырымдарды көрсетеді:

1. Өте  сирек  кездесетін, қатаң  шартты  жағдайға  бейімделген  қабырға

тектес (стенотопные) түрлер, эвритоптылар (өте  кең  диапазонды  төзімділігі

бар,өте кең таралған) жақсы биоиндикаторлар болып табылады.

2. Өте  ірі  түрлер  майда  түрлерге  қарағанда  күшті  индикаторлар  болып

табылады, биоценоздағы  соңғы  айналым  жылдамдығы  жоғары  жəне  олар

зерттеулер  кезінде  сынауға  түспей  қалуы  мүмкін (ұзақ  периодты  бақылау

кезінде).

3. Индикатор  ретінде  қолданатын  түрді, түрлердің  топтарын  бөлгенде

организмнің  компенсаторлық  реакция  мүмкіндігін,түрдің  толеранттылығы

жайында тəжірибелік мəліметтер болуы қажет.

4. Əр  түрлі  түрлердің  сандық  қатынастары (популяция  немесе

бірлестіктердің)сенімді индикатор болып табылады.

Көбіне, кез-келген  биологиялық  объектті  ішкі  əрекеттердің  индикаторы

есебінде 

қолдана 

бермейді. Биоиндикатор 

мына 

талаптармен

қанағаттандырылуы қажет :

· берілген объектте орналасатын табиғи аймаққа тəуелді түрлері болуы ;

· мониторл-организм  барлық зерттелетін  аймақтарда таралуы қажет;

· экологиялық  нормадан  ауытқуын  көрсететін, сапалық  жəне  сандық

реакциялардан тұруы қажет;

· индикатордың  биологиясын жақсы меңгеру керек;

· төменгі индивидуалды өзгерістер кезіндегі жоғарғы сезгіштілік;

· биоиндикацияда қолданатын объект біртекті жəне көп мөлшерде болуы;

· кең  түрдегі  экологиялық  шарттардың  диапозынында  тіршілік  ету

мүмкіншілігі;

50

· табиғаттағы идентификация жеңілдігі;

· жоғарғы өмір сүру ұзақтығы;

· нақты бір тест жүйесін қолдану кезінде алынған шешімдердің өнімділігі;

 ақпаратты алу тиімділігі;

Биоиндикатордың көмегімен мүмкін болады :

· экологиялық жүйеде ластанудың əр түрлерінің шоғырлану орнын тауып

алуға;

· қоршаған ортадағы өзгерістердің жылдамдығын бақылауға;

· тек  биоиндикаторлар   арқылы  тірі  табиғат  үшін  қауіпті  ластану

дəрежесін анықтауға;

· экожүйенің  əрі қарай дамуын болжауға;

Көбінесе  тірі  организмдер  қоршаған  ортаның  өзгерісін  тез  сезеді,  бірақ

оны физикалық  немесе  химиялық əдіспен  анықтауға  болмайды, яғни  аспаптар

мен  химиялық анализдердің мүмкіншілігі шектеулі. Мұндай əдіспен, мысалы,

жануарлар  мен  өсімдіктердің  организмдерінде  токсикалық  жеке  заттардың

биологиялық шоғырлану эффектісін анықтауға болады.

Сезімтал  биоиндикатор - организм  экологиялық  факторлардың  аз

мөлшеріне  əсер  беріп  қоймай, сондай-ақ  факторлардың  комплексті  əсеріне  де

адекватты реакция береді (Ашихмина Т.Я., 2000ж.)

Биоиндикацияның келесі деңгейлері:

1. Биохимиялық  жəне  физиологиялық  реакциялар (əртүрлі  процестердің

өзгерісі жəне мүшелерде  белгілі бір токсиканттардың шоғырлануы)

2. Анатомиялық, морфологиялық, биоритмдік реакциялар

3. Флоралық, фауналық өзгерістер.

Ластанудың  толеранттылық  өсу  қатарына  биоиндикатор – организмдер

келесі  ретпен  орналасады: саңырауқұлақтар, қыналар, қылқан  жапырақтар,

шөпті өсімдіктер, жапырақты  талдар. Ауыл шаруашылық ортасына  неғұрлым

сезімтал  болып, салат, люцерн, крест  гүділер  жатса, ал  сезімталсыз  түрлерге:

жүгері, жүзім, қызғылт  түстес  гүлдер, жусан  жатады. Тұжырымдай  келе,

келтірілген градациялар  ластаушылардың барлық  түріне  бірдей  емес, сондай -

ақ  олардың əрекеттері де əр түрлі.

Биоиндикаторлардың  негізгі  ерекшелігі – қоршаған  орта  жағдайының

барлық тірі организмдер үшін, соның ішінде адам үшін де қауіптілік дəрежесін

анықтай алады.

 Биологиялық 

индикатордың 

əртүрлі 

түрлері 

болады.  Кейбір

ластаушыларды өсімдіктер мен балықтардың, жануарлардың сыртқы түрлеріне

қарап  бағалауға  болады. Осындай  организмдердің «есте  сақтау»қабілетіне

байланысты қоршаған ортаға əсерін тигізген жəне де əлі əсерін тигізіп жатқан

факторлардың ролін білуге болады.

Биоиндикаторларды  ішкі  əрекеттердің  реакциялары  бойынша  келесі

типтерге жатқызуға болады: қоршаған ортаның жануарлардың популяция саны

өзгереді-бұл сандық  биоиндикаторлар; сапалық  биоиндикаторлар

арқылы

биоценозға мінездеме беруге болады.(Heideman, 1955).

51

Егер де индикаторлық түр өмірде пайда болу нормасынан ауытқыса, онда

сезімтал биоиндикатор  болып  табылады. Егер  антропогенді  əрекеттердің

шоғырлануы  бұзылудың  жылдам  пайда  болмауынан  жүргізілсе, онда  мұндай

индикатор аккумулятивтті деп атайды (Биоиндикация заңы 1988).

Осы  шеңберде  жұмыс  істейтін  зерттеушілер  қатары,ортаның  химиялық

құрамын анықтайтын  индикаторларды «аккумуляциялық индикаторлар» жəне

ортаның 

жағдайын 

анықтауға 

қолданылатын «активті 

мониторинг

индикаторлары» деп бөлуді ұсынады (Богач жəне т.б 1988).

Биоиндикацияда  қолданылатын  əр  түрлі  сезімтал  организмдерді  ортаның

белгілі  бір  факторына  əсер  ету  уақыты  бойынша  ажырату  мүмкін,яғни

биоиндикатор  сезімталдығының  келесі  типтері  бар (Биоиндикацияның

ластануы.,1988) :

1 тип – біршама  уақыттан  кейін  күшті  бірреттік  реакцияны  береді  де,

бірден сезімталдығын  жоғалтады.

2 тип – кенеттен  жəне  күшті  реакциялар  қажетті  уақытқа  дейін  созылып,

соңынан бірден жойылады.

3 тип –  бұзушы  əсер  пайда  болғаннан  бастап  биоиндиктор  ұзақ  уақыт

аралығында бірқалыпты əсер береді.

4 тип – тез күшті реакциялардан кейін олардың өшуі байқалады, алдымен

тез, содан баяу.

5 тип – бұзылыс  əрекеттердің  пайда  болу  кезінен  максимумға  дейін

интенсивті өседі, содан біртіндеп өшеді.

6 тип – бесінші типтің реакциясы қайталанып отырады.

Сезімтал  биоиндикаторлар  жасушада  жəне  организмде  жеке  процестер

рөлін  атқаруы  мүмкін (ферментативті  автивтілік, аминқышқылының

шоғырлануы, пигментті  комплекстегі  өзгерістер, жапырақтағы  күкірттің

шоғырлануы), сондай-ақ морфологиялық өзгерістер (жапырақтың формасы мен

көлемі, ассиметрияның  пайда  болуы, хлороз  жəне  некроз, қынаның  өмірін

ұзартуын төмендету) қызметін атқарады.

Қайыңның  енді  жылдық  сақинасына  қарап , химиялық  өндіріс  аумағына

қарай  қай  жылы  завод  ортаны  ластағанын  білуге  болады. Күшті  ластану

жылдарында жіңішке сақиналар пайда болады. Өсімдіктердің биіктігі бойынша

судағы  тұздың  концентрациясын  бақылауға  болады. Мысалы, қамыстың  бойы

4м  дейін өседі, егер  де  суда  тұздың құрамы  көп болса, бұл  өсімдік 0,5м  дейін

ғана  өседі. Швецияда  қынаны  анализден  өткізу  барысында  Чернобыль  АЭС-

ның  радиоактивті  шаңы  барын  анықтаған. Европада  арнайы  тірі  аспап –

биометрлер – ауаның бықсу режимін анықтайтын кішкентай қораптар  белгілі.

Балдырларды  биотестілеуінде  əр  түрлі  реакциялар  қолданылады:

клеткалардың  көбею  интенсивтілігі, флуоресценцияның  баяуланған  деңгейі,

клетканың  иммобилизациясы, фотосинтетикалық  активтілік, дифференциалды

болуға  клетканың  бейімделуі. Қарапайым  əдістерді  қолданып  көбеюдің

интенсивтілігін, двигательді  активтілікті  жəне  дененің  морфологиялық

өзгерісін  тіркеп  отырады. Биотестіде  сығылу, интенсивті  демалу  мен  жүрек

қағысын есептейді.

52

Сонымен  қатар, медициналық  сүліктің  тұрысының  өзгерісі, перловица

гаммарид, гидр  өзгерісін  тіркейді. Балықтарда  тест-функция  ретіндеі

двигательді  активтілік, инткенсивтілік, жүрек  қағыс  интенсивтілігі  жəне

демалу, тері  қабаттарындағы  пигментацияның  өзгерісіне  бейімделу

реакцияларын қолданады.

Тірі организмдерді биологиялық индикатор ретінде қолдану индикаторлық

түрлерді  таңдау  критерияларын  өндіру  қажеттілігін  тудырады. Жануарларға

қатысты  критерийлер  мынадай  болуы  мүмкін: мезгіл  бойында  үлкен  спектрде

орналасу  қажеттілігі, жоғары  емес  миграционды  мүмкіншілігі, ластанған

экожүйеде қоректенуі,жоғары метаболизм, генерацияның тез кезектесіп келуі.

 Бұл  талаптардың  жоғары  дəрежелі  қатарына: омыртқасыз  жер  қыртысын

мекендеушілер  кіреді, олар 90-99% биомассаны  құрайды. Олар  антропогенді

əрекеттерді реттейді. Ауыл шаруашылықта жер қыртысындағы  омыртқасыздар

арқылы  пестицидтердің 

əрекетін, минералды 

тыңайтқыштарды,

агротехникалар  əсерін  бағалауға  болады. Олар  ауыр  металдардың,,

радионукулидтердің, қышқылды тұнбалардың, ауа ластануының,топырақтың су

режимі өзгерісінің биоиндикаторлары  болып табылады.

Биоиндикацияға сай келетін,топырақты мекендейтін омыртқасыздар келесі

қасиеттерге  ие:барлық  биотоптарда  жеткілікті  саны  бар,кейбір  элементтерді

жинақтайды,таралу  аймағы  үлкен,оларды  жинау  əдістері  жақсы  өңделген

(Криволуцкий, Тихомиров, Федоров, 1987). Жануарлардың бұл тобының негізгі

ерекшелігі  олардың  даму  циклі 3-4 жылға  созылады  жəне  өте  аз

концентрацияда жануарлар ластаушы заттың жоғары мөлшердегі дозасын алуы

мүмкін.Айта  кететін  бір  жайт,топырақты  мекендейтін  омыртқасыздар  өзінің

тіршілік ету барысында топырақ ластағыштармен үнемі байланыста болады.

Биоиндикатор ретінде омыртқасыздардың биогеоценологиялық,ауыл жəне

орман  шаруашылық  зерттеулер  үшін,сонымен  бірге  қоршаған  ортаны  қорғау

мекемелері  үшін  де  маңызы  үлкен (Гиляров,1982).Омыртқасыздардың

көмегімен  қоршаған  ортаның  азғана ,бірақ  қауіпті  ауытқуларын  жүзеге

шығаруға  болады.Сонымен  бірге  антропогенді  факторларды  бейтараптау

шараларын жүргізуге болады  (Криволуцкий 1985).

Омыртқасыздан  басқа  биоиндикация  үшін  омыртқалыларды  қолдануға

болады.

Сонымен  қатар  химиялық  талдаулар  үшін  материалдар  мөлшері

қамтамасыз  етілу  үшін  түрлердің  саны  жеткілікті  болуы  қажет. Индикатор

түрлерінің  саны  кез-келген  аумақта  шектеулі  болу  қажет. Сондықтан

ормандарда  биоиндикацияның  мақсаты  үшін  келесі  жануарлардың  түрлері

ұсынылған – европалық  жəне  алтайлық  көртышқан, сарғыш  жəне  қызыл

полевки, аю  жəне  елік (Степанов, Попов, Зацепин, 1986). Көптеген

зерттеулерде  аккумулятивті  биоиндикация  мақсаты  үшін  құстарды  қолдану

көрсетілмейді, өйткені, олар үлкен ара қашықтықта кез-келген бағытта тамағын

іздеу барысына көшеді.

Биоиндикациялар  үшін  бауырымен  жорғалаушылар  мен  қосмекенділер

қолайлы. Құрбақалармен  кесірткелер  суда  жəне  құрлықта  нақты  көрсеткіштер

53

болып табылады. Мысалы, жер қыртысындағы қорғасын 22,4 мг/кг, ал қынада

65,2 мг, кесірткіде 75,3мг/кг. Ал  құрбақаның  денесінде  қорғасын  ауылдағы

құрбақамен салыстырғанда 8 есе жоғары, ал қаладағы кесірткедегі хром 15 есе

көп. Орта  ластануының  күшті  индикаторы  ретінде  жасыл  бақаны  айтуға

болады. Құрлықтағы  бақаның  бүйрегінде  қалайы  судағы  жасыл  бақаға

қарағанда 70 есе жоғары (Шарыгин 1987).

 Жануарлар  арасында  биоиндикаторды  іріктеу  кезінде  критерийлердің

мөлшерін  2 негізгі топқа бөлуге болады: жануарлардың көпмөлшерлілігі жəне

олардың  антропогенді  фактормен  тұрақты  байланыстылығы (Криволуцкий,

1985). Бұл  талаптарға  сəйкес  биологиялық  индикатор  ретінде  тышқан  түрдегі

кемірушілерді, топырақ  мезофаунасын, микрофаунасын  енгізуге  болады. Бұл

барлық  топтар  қазіргі  кезде  жер  қыртысының  радиоактивті  ластануын

анықтауда

қолданады.

Жануарлар 

биоиндикаторларын 

сенімді

классиффикациялау  жəне  оларды  универсалды  жүйесін  құру  үшін

антропогендік байланыс пен кез-келген шарттар қажетсіз болады. Олар уларға,

өнеркəсіптік  ластау  ортасы  жəне  радиоактивті  заттарға  əртүрлі  əсер  береді.

Бірақ-та  биоиндикация  жүйесі  нақты  ластануды  анықтаудың  шынайы  əдісі

болып табылады.

  Негізгі əдебиеттер: 1[12-16], 2[29-42], 3[213-215],4[8-13]

Қосымша   əдебиеттер :1[6-8]

Бақылау сұрақтары:

1.Қандай организмдерді немесе организм бірлестіктерін биоиндикатор деп

атауға болады?

2.Биоиндикаторлар  қандай топтарға бөлінеді?

3.Эколог  Ю.Одумның  индикаторларды таңдау кезіндегі ұсыныстар.

4.Биоиндикаторларға қойылатын талаптар.

5..Биоиндикатор сезімталдығының типтері.

6.Сандық жəне сапалық биоиндикаторлар.

        7.Омыртқалы жəне омыртқасыз жануарлар – экожүйе индикаторлары.

жүктеу/скачать 0,57 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: