Биоиндикация. Учебное пособие санкт Петербург 2012
 Скачать 128.12 Kb.
|
БИОИНДИКАЦИЯ НА РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИБиоиндикация может проводиться на различных уровнях организации живого: макромолекул, клетки, организма, популяции, сообщества и экосистемы. Обычно с повышением уровня организации биологических систем возрастает и их сложность, так как одновременно усложняются и их 22 НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ связи с окружающей средой. При этом биоиндикация на низших уровнях включается в биоиндикацию на высших уровнях. В то время как на низших уровнях организации биологических систем преобладают прямые, специфические виды индикации, связанные с воздействием какого-либо определенного стрессора, на высших уровнях осуществля- ется косвенная биоиндикация. Молекулярныйуровень Высокая степень сходства молекулярно-клеточной организации и биохимических превращений у организмов на разных уровнях организации позволяет предположить, что ответные реакции разных организмов, относящихся к одному семейству или роду, при действии токсических веществ на молекулярном уровне не будут существенно различаться. На уровне организмов и экосистем воздействие стрессоров различимо благодаря появлению внешних симптомов повреждений. На клеточном и субклеточном уровнях воздействие стрессоров чаще всего скрыто от наблюдения. Для их обозначения используются понятия «физиологические повреждения», «латентные повреждения», «тонкие повреждения». При достижении определенных количественных параметров стрессора невидимые повреждения приводят к снижению продуктивности, появлению морфологической изменчивости или тератов (уродливых форм) и т. д. Если необходимо своевременно предотвратить необратимое изменение, то раннее распознавание именно этих нарушений становится решающим, так как изменение чувствительных биохимических и физиологических параметров отражает очень незначительные концентрации стрессора. За все процессы обмена веществ, в первую очередь, несут ответственность нуклеиновые кислоты (носители генетической информации) и белки (ферменты и структурные элементы). Необходимо, 23 НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ чтобы эти макромолекулы функционировали с соответственной скоростью. Регуляция обмена веществ осуществляется с помощью многочисленных ферментов, поэтому наиболее чувствительные из них могут быть важными индикаторами нарушений. Стрессоры, прежде всего, воздействуют на активность и количество ферментов. Для биоиндикации решающее значение имеют действия стрессоров на следующие показатели обмена веществ: концентрация макромолекул (например, изменяется количество ферментов); активность макромолекул (например, ферментативную) - в целом отмечается увеличение их активности при низких концентрациях загрязняющих веществ и снижение - при высоких; снижение энергетического баланса; нарушение процесса фотосинтеза; продуцирование веществ с защитными функциями (например, пролина), увеличение концентрации сахарозы и фруктозы с целью самозащиты; преждевременное включение механизмов старения организма: характерным признаком является увеличение содержания гормонов, регулирующих созревание плодов, старение и опадение листвы и т.д. (этилен, абсцизовая кислота и др.). |