BIOINDICATORI: CARATTERISTICHE E TIPOLOGIE - AMBIENTE - 2024

I biomarcatori sono processi biologici, comunità o specie, per valutare la qualità dell'ambiente e le sue dinamiche nel tempo. Sono utilizzati per valutare l'impatto delle attività umane sugli ecosistemi, attraverso lo studio della risposta del biota allo stress generato.

Bisogna considerare che ogni attività genera un impatto ambientale che può essere positivo o negativo. Tuttavia, l'attività umana ha generato quasi esclusivamente impatti ambientali negativi che interessano gli ecosistemi e il loro biota.

Figura 1. Canarino, uccello usato come bioindicatore di gas tossici nelle miniere. Fonte: pixabay.com

Tra i danni ambientali generati dalle attività umane ci sono l'inquinamento da emissioni e rifiuti solidi industriali o urbani, l'esaurimento delle risorse naturali dovuto al sovrasfruttamento, tra gli altri.

Tutti questi impatti generano stress nel biota esistente e quindi sono chiamati fattori di stress antropogenici, per differenziarli da fattori di stress naturali, come periodi di siccità intensa o variazioni di temperatura dovute agli effetti climatici.

Lo sviluppo e l'applicazione dei bioindicatori è emerso negli anni '60 e da allora il loro repertorio si è ampliato nello studio degli ambienti acquatici e terrestri sotto l'influenza di fattori di stress antropogenici.

I bioindicatori consentono di monitorare i cambiamenti chimico-fisici ambientali, monitorare i processi ecologici, rilevare direttamente o indirettamente l'esistenza di inquinanti e, in generale, rilevare alterazioni ambientali.

Caratteristiche generali dei bioindicatori

Un bioindicatore, sia esso un processo biologico, una comunità o una specie, indipendentemente dal tipo di alterazione ambientale che misura e dalla regione geografica in questione, deve soddisfare determinate caratteristiche:

-Deve essere sensibile al disturbo o allo stress, ma non morire o scomparire a causa di esso. Una specie o una comunità bioindicatrice deve avere una moderata tolleranza alla variabilità ambientale.

-Dovrebbe essere possibile misurare la tua risposta allo stress. Anche i processi biologici all'interno di un individuo possono agire come bioindicatori.

-La tua risposta deve essere rappresentativa di quella dell'intero ecosistema, popolazione o specie.

-Deve rispondere in base al grado di inquinamento o degrado ambientale.

-Deve essere abbondante e comune, presentando un'adeguata densità di popolazione nella specifica area oggetto di studio. Inoltre, deve essere relativamente stabile, superando variazioni climatiche e ambientali moderate.

-Ci devono essere informazioni sul bioindicatore, una buona comprensione della sua ecologia e della sua storia di vita e una tassonomia ben documentata e stabile. Inoltre, la sua campionatura deve essere semplice ed economica.

-Deve avere importanza pubblica, economica e commerciale per altri scopi.

Nel caso di utilizzo di individui come bioindicatori, è necessario considerare la loro età e variazione genotipica. È inoltre opportuno verificare che altri fattori ambientali non interferiscano con lo studio e completare le informazioni con test tossicologici ambientali.

Tipi di bioindicatori

La classificazione dei bioindicatori varia a seconda delle caratteristiche che devono essere evidenziate nel sistema di classificazione. Ad esempio, possiamo classificare i bioindicatori in base alla loro complessità, in specie, comunità o ecosistemi di bioindicatori. Ma possiamo anche classificarli in base all'ambiente che monitorano.

Specie bioindicatrici

Tutte le specie esistenti (o assemblaggi di specie) possono tollerare una gamma limitata di condizioni ambientali fisiche, chimiche e biologiche. Questa funzione può essere utilizzata per valutare la qualità ambientale.

Ad esempio, le trote che vivono in corsi d'acqua fredda negli Stati Uniti occidentali, tollerano una temperatura compresa tra 20 e 25 ° C, quindi questa sensibilità termica può essere utilizzata come bioindicatore della temperatura dell'acqua.

Queste stesse trote rispondono a livello cellulare agli aumenti della temperatura dell'acqua (bruciando e tagliando le foreste circostanti). In questi casi, sintetizzano una proteina da shock termico che protegge le loro cellule dagli effetti dell'aumento della temperatura.

La quantificazione di queste proteine ​​da shock termico in questa specie permette di misurare lo stress termico della trota, e valutare indirettamente l'alterazione dell'ambiente dovuta al taglio e all'incendio dei boschi che circondano lo specchio d'acqua.

Comunità di bioindicatori

Intere comunità che coprono un'ampia varietà di intervalli di tolleranza a molteplici fattori ambientali, possono fungere da bioindicatori per valutare le condizioni ambientali da un approccio complesso e olistico. Questi studi comportano l'uso dell'analisi di più variabili ambientali.

Ecosistemi di bioindicatori

La perdita di servizi ecosistemici, come acqua e aria pulite, impollinatori di piante, tra gli altri, è considerata un indicatore della salute dell'ecosistema.

Ad esempio, la perdita di specie di api - che sono impollinatrici - è considerata un indicatore della perdita della salute ambientale, poiché sensibili alla presenza di metalli pesanti, pesticidi e sostanze radioattive.

Bioindicatori in base all'ambiente che monitorano

Come indicato sopra, i bioindicatori possono anche essere classificati in base all'ambiente da cui forniscono le informazioni. Seguendo questa classificazione, abbiamo bioindicatori della qualità dell'aria, dell'acqua e del suolo.

Bioindicatori della qualità dell'aria

Tra i bioindicatori della qualità dell'aria ci sono quegli organismi che sono sensibili alle variazioni nella concentrazione di alcuni gas.

Ad esempio, i licheni (associazioni simbiotiche tra un fungo, microalghe e / o cianobatteri) e briofite, sono molto sensibili ai gas atmosferici, perché li assorbono attraverso il loro corpo.

Questi organismi non hanno cuticole o radici e il loro elevato rapporto superficie / volume favorisce l'assorbimento e l'accumulo di inquinanti atmosferici, come l'anidride solforosa. Pertanto, la sua scomparsa in alcune aree è un indicatore di scarsa qualità dell'aria.

D'altra parte sono presenti anche licheni (come Lecanora conizaeoides), la cui presenza è indicativa di una scarsa qualità dell'aria.

Figura 2. Lichen Lecanora conizaeoides. Fonte: Jerzy Opioła, da Wikimedia Commons Un altro esempio è l'uso di lunga data dei canarini come bioindicatori di condizioni non sicure nelle miniere di carbone sotterranee nel Regno Unito, grazie alla loro acuta sensibilità a basse concentrazioni di monossido di carbonio (CO ₂ ) e gas metano. (CH ₄ ).

Questa sensibilità è dovuta al fatto che i canarini hanno una bassa capacità polmonare e un sistema di ventilazione unidirezionale. Per questo motivo, i canarini sono molto più sensibili degli esseri umani ai gas nocivi.

Bioindicatori della qualità dell'acqua

Tra i bioindicatori della qualità dell'acqua vi sono microrganismi batterici, protozoi, macroinvertebrati, alghe e muschi, tra gli altri; sensibile alla presenza di inquinanti tossici.

Ad esempio, la presenza di comunità di diversi taxa di macroinvertebrati acquatici in un fiume è un indicatore ecologico e di biodiversità. Maggiore è il numero di taxa presenti, maggiore è la salute del corpo idrico.

Altri bioindicatori dello stato dei fiumi sono le lontre, poiché lasciano rapidamente corpi idrici con basse quantità di inquinanti. La loro presenza indica poi il buono stato del fiume.

Le spugne marine sono state utilizzate anche come bioindicatori di metalli pesanti, come mercurio e cadmio, sostanze fecali, tra gli altri. La rilevazione della scomparsa delle spugne nelle acque marine è un indicatore della perdita di qualità dell'acqua.

La presenza in un corpo idrico di alghe in concentrazioni dense è indicativa di alti livelli di fosforo disciolto e azoto, che possono provenire da fertilizzanti scaricati nell'acqua. I fertilizzanti scaricati generano l'accumulo dei loro nutrienti e l'eutrofizzazione del mezzo acquoso.

Bioindicatori della qualità del suolo

Come indicatori della qualità del suolo possiamo citare parte del biota di questo habitat, cioè alcune piante, funghi e microrganismi batterici.

Se presentano requisiti specifici per la loro sopravvivenza, questi organismi sarebbero indicatori dell'esistenza di queste condizioni.

Ad esempio, i lombrichi sono bioindicatori della qualità del suolo, poiché alcune specie, come Eisenia fetida ed E. andrei, sono sensibili ai pesticidi, ai derivati ​​del petrolio, ai metalli pesanti, tra gli altri. Questi bioindicatori vengono utilizzati negli studi di tossicità del suolo.

Riferimenti

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