Структура биологического мониторинга

В основе биологического мониторинга лежат программы по изучению реакций биосистем разного уровня организации на антропогенные воздействия. В структуру входит: мониторинг загрязнения биоты, мониторинг продуктивности биосферы, мониторинг исчезающих видов
Подпрограммы связанные с изучением: 1)на субклеточном уровне
(Генетический мониторинг - изменение в генетике, различные формы мутации: изменение числа хромосом – изменение в структуре хромосом – хромосомные точечные мутации – генные) - биохимический мониторинг (изменение химического состава клетки); 2)клеточный уровень (цитологический мониторинг – изучение строения и функций клетки); 3) организменный уровень - физиологический мониторинг – оценка функциональных изменений в организме; 4) популяционный уровень; 5) биоценотический уровень. 4)+5) - экологический мониторинг.

В каждой подпрограмме: 1. Разработка систем раннего оповещения неблагоприятных для живых организмов антропогенных изменений в окр среде, 2. Диагностический мониторинг, 3. Прогнозирование.
Мониторинг: 1) выбор чувствительных видов, дающих показательную и стабильную реакцию; выбор подходящего организма (монитора); выбор критерия для рассмотрения; определение порога реакции; 2)обнаружение загрязняющих в-в в тканях, определение их концентрации, сравнение кол-ва в-ва антропогенного происхождения в биотической составляющей со значением в абиотической среде.

 

Индикаторные признаки загрязнения экосистем

1. Биохимические и физиологические реакции (невидимые изменения). Возникают при слабых стрессах. Показатели: изменения проницаемости клеточных мембран (нарушение процесса обмена в-в), нарушение процессов фотосинтеза (активность ферментов, преждевременное включение механизмов старения (повышение уровня гармонов), разрушение ДНК и РНК, изменение энергии баланса клетки (изменение активности ферментов)

2. Анатомические и морфологические реакции: хлороз листьев (нарушение образования хлорофилла); некроз; дефолиация (опадание листьев), суховершинность, изменение формы роста.

3. Флористические (фаунистические) изменения: динамика ареалов, расширение ареалов синатропных видов, видовой состав, видовое разнообразие, популяционный анализ, продуктивность, плотность, возрастная структура, смертность, формирование популяций (дифференциация видов).

Индикаторные признаки у животных: 1)субклеточный уровень: хромосомные нарушения, молекулярные изменения, разрыв лизосом; 2) клеточно-тканевый: аномалии скелета, аномалии органов; 3) организменный: изменение скорости роста, показатель хеморегуляции, частота сердечных сокращений.

 

Прогностический биомониторинг природной среды

- прогноз состояния биотической составляющей окр.среды в тех или иных условиях антропогенного воздействия.

Биотестирование – биологическая оценка качества среды (атм. воздух, прир. воды, почва) по реакции живого организма (тест-организм), показатели - тест функции:

1) Изучение связи «доза-эффект» на тест-объектах, н-р: тест Эймса – создание неболезнетворной сальмонеллы, которая размножается при наличии и развитии мутагена, определяется токсичность мутагенности; выращивание на изучаемом субстрате растений; полив проростков испытуемыми р-рами

2) Порог отклика на фактор (кинетический уровень; клеточный уровень; организменный уровень)

3) Изучение механизмов токсичности и процессов детоксикации (любой организм имеет систему детоксикации)

Полученные данные используют для:

- Восстановления степени загрязнения о.с. токсичными в-вами;

- Оценки нарушения состояния о.с. и определения опасности этих нарушений для человека, животных, растений;

- Разработки медицинского контроля и стандартов качества о.с.

Экотоксикология – раздел токсикологии, изучающий эффекты воздействия токсичных веществ на экосистемы и круговороты в биосфере, в особенности в пищевых цепях. Среда – активный компонент, влияющий на токсические проявления. 1)определение скорости накопления, трансформации и распада, а также выведения токсичных в-в из компонентов экосистем. 2) создание микрокосм. 3) изучение миграции токсичных в-в по цепям питания.

Теория естественного отбора

Естественный отбор — процесс, приводящий к выживанию и преимущественному размножению более приспособленных к данным условиям среды особей, обладающих полезными наследственными признаками. В соответствии с теорией Дарвина и современной синтетической теорией эволюции, основным материалом для ЕО служат случайные наследственные изменения — мутации и их комбинации. Различают 3 основные формы естественного отбора: движущий, стабилизирующий, дизруптивный. Макроэволюционные процессы – процессы в популяции, появление новых видов. Новый вид – рубеж между макро и микроэволюц.

Основные положения: 1. Любой группе особей живых организмов свойственна изменчивость (наследственная и ненаследственная. Для эволюции необходима наследственная);

2.Особей каждого вида рождается больше, чем может выжить и оставить потомство;

3. Большая часть индивидов каждого вида живых организмов гибнет в борьбе за существование (прежде всего за пищу);

4. Наследственные изменения, которые облегчают особям выживание в определённой среде обитания, дают им преимущество перед другими менее способными индивидами, т.е. выживают наиболее приспособленные

5. Удачные изменения (появление благоприятных признаков) наиболее приспособленных особей передаётся по наследству. Особи с неудачными изменениями подлежат вымиранию (элиминации)