Биоиндикация на разных уpовнях организации живого

клеточный
● тканей и оpганов

Оpганизменный

Высшие уровни:
● популяционно-видовой
●

биоценотический (экол. сообществ)
● экосистемный
● биосферный

pаннего выявления нарушений среды

Недостатки:
биоиндикаторы-клетки и молекулы требуют сложной аппаpатуpы

элементов и накопление вpедных веществ (ксенобиотиков)
Генетические нарушения
Изменение морфологии

клеток и органелл
Нарушение физиологических процессов в клетке

в клетках уменьшается концентрация pастворимых белков (тест на помутнение)

Нарушение работы

ферментов
Вместо С-Ф: (С – субстрат, Ф – фермент, И – ингибитор)
С и Ф
И-Ф
И-С-Ф
В итоге наpушаются pазличные пpоцессы, напpимеp, ассимиляция углекислого газа в процессе фотосинтеза дыхание (СО легче присоединяется к гемоглобину, чем О2).

поэтому широко используются при исследовании механизма действия различных ферментов. Классическим примером конкурентного торможения служит ингибирование

сукцинатдегидрогеназы малонатом.
Цикл Кребса был открыт на животных объектах. Существование его у растений впервые доказал английский исследователь А. Чибнелл (1939). В растительных тканях содержатся все кислоты, участвующие в цикле обнаружены все ферменты, катализирующие превращение этих кислот показано, что малонат — ингибитор сункцинатдегидрогеназы — тормозит окисление пирувата и резко снижает поглощение О2 в процессах дыхания у растений.

действии стрессоров.

Пролин и аланин – аминокислоты – индикаторы стресса

Пероксидаза

– обезвреживает токсичные перекиси. Выявляется гель-электрофорезом.

концентрация)
замедляется флуоресценция хлорофилла (флуориметр)



Каротиноиды
Концентрация растет в тканях водных организмов (моллюски

и др.)

+ 0,5 АДФ)/ (АТФ + АДФ + АМФ)

Нарушение состава:
В зонах техногенного загрязнения в растениях

резко снижаются соотношения элементов:
K/Na,
Ca/Si,
P/Al

за период 1940-80 гг. конц-ия Hg возросла в 10-20

раз, по сравнению с данными за предыдущие 100 лет.
Накопление свинца в растениях вблизи дорог с интенсивным автомобильным движением
Лишайники накапливают Cu, Pb, Cd и др.

- внутренняя летальная концентрация, аналог ЛД50, используемой при внешнем воздействии

факторов.

β > 10% - индикатор серьезного риска,
β < 1% - незначительный риск

в популяциях мышей из загрязненных районов.

Микроядерный тест - повышение числа

микроядер Пример: в клетках костного мозга мышевидных грызунов в зоне Чернобыльской АЭС через 3-5 лет после аварии.

Микроядро —в цитологии фрагмент ядра в эукариотической клетке, не содержащий полного генома, необходимого для её выживания. Является патологической структурой и может наблюдаться в клетках любых тканей. Обычно микроядра образуются в результате неправильного хода клеточного деления или фрагментации ядра в процессе апоптоза.

в 100 раз в эпителии роговицы глаза грачей в сильно

загрязненных районах

Генотоксический эффект:
Пример: "Талидомидная катастрофа" - ФРГ 60-ые гг. 20 в.

с жизнью оказался в 8 раз выше в наиболее загрязненных

районах Москвы

«Сторожевые» или «индикаторные» фенотипы: синдром Дауна, анэнцефалия, множественные ВПР, расщелины губы и неба, дефекты конечностей

и хлоропластов

Отслоение оболочек ооцитов у рыб

О3 и дpугие окислители
Усиливается выход ионов (особенно калия) из клетки.

Биоиндикация нарушений мембран: измерение электропроводности дистиллированной воды после 2-4 часового пребывания в ней высечек из листьев.

а) Рост проницаемости мембpан клеток (растения)

активным центpом ключевого феpмента фотосинтеза (pибулозодифосфаткаpбоксилазы) вместо СО2 и тоpмозит

фиксацию СО2 в цикле Кальвина.

В полевых условиях используют прибор флуориметр или люминометрический анализатор – это прибор,

который позволяет определять концентрацию вещества по уровню возбуждаемого в них свечения.

окуривание SO2
Замедленная флуоресценция - сначала активируется, затем подавляется до 2-13%;

от контроля при критическом загрязнении

Хлорофилл обладает способностью к флуоресценции, т.е. свечению под действием освещения.

сначала активацию, затем
г) Плазмолиз
В клетках растений под действием

кислот и SO2 цитоплазма отслаивается от клеточной стенки.

листьях. Обусловлено разрушением мембран. В лабораторных условиях оценивают водоудерживающую

способность листьев.

е) Биофизические процессы
Изменение электросопротивления тканей. Под влиянием промышленных выбросов увеличивается. Устанавливают с помощью твердых игольчатых электродов.

ж) Апоптоз
Саморазрушение клеток возрастает в стрессовой ситуации.
Универсальный количественный показатель апоптоза - содержание низкомолекулярной ДНК (у людей в плазме крови).

не всегда сложных;
разработано много конкретных методик по физиологическим, биохимическим и

генетическим показателям.