Bioindicatori: caratteristiche e tipi

I bioindicatori sono processi biologici, comunità o specie, che consentono di 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.

Dobbiamo 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 riguardano gli ecosistemi e il loro biota.

Tra i danni ambientali generati dalle attività umane vi sono l'inquinamento con emissioni e rifiuti solidi industriali o urbani, l'esaurimento delle risorse naturali dovuto all'eccessivo sfruttamento, tra l'altro.

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 intensi di siccità o variazioni delle temperature a causa di effetti climatici.

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

I bioindicatori consentono di monitorare i cambiamenti ambientali chimico-fisici, monitorare i processi ecologici, rilevare direttamente o indirettamente l'esistenza di contaminanti 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 della 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 comunità bioindicatrice deve avere una moderata tolleranza alla variabilità ambientale.

-Dovrebbe essere possibile misurare la tua risposta allo stress. I processi biologici all'interno di un individuo possono anche fungere da bioindicatori.

-La tua risposta dovrebbe 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 nell'area specifica oggetto di studio. Inoltre, deve essere relativamente stabile, superando le variazioni climatiche e ambientali moderate.

- Ci devono essere informazioni sul bioindicatore, una buona conoscenza della sua ecologia e della sua storia di vita, e una tassonomia ben documentata e stabile. Inoltre, il campionamento dovrebbe essere semplice ed economico.

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

Nel caso di utilizzare individui come bioindicatori, la loro età e la loro variazione genotipica dovrebbero essere considerati. Dovrebbe anche essere verificato che altri fattori ambientali non interferiscano con lo studio e completino le informazioni con test tossicologici ambientali.

Tipi di bioindicatori

La classificazione dei bioindicatori varia in base alle caratteristiche che si desidera evidenziare nel sistema di classificazione. Ad esempio, possiamo classificare i bioindicatori in base alla loro complessità, in ecosistemi di specie, comunità o bioindicatori. Ma possiamo anche classificarli in base all'ambiente che monitorano.

Specie bioindicatore

Tutte le specie esistenti (o una serie di specie) possono tollerare una gamma limitata di condizioni ambientali fisiche, chimiche e biologiche. È possibile utilizzare questa funzionalità per valutare la qualità ambientale.

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

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

La quantificazione di queste proteine ​​da shock termico in questa specie consente di misurare lo stress termico della trota e di valutare indirettamente l'alterazione dell'ambiente dovuta all'abbattimento e alla combustione delle foreste che circondano il corpo idrico.

Comunità di bioindicatori

Intere comunità che comprendono un'ampia gamma di intervalli di tolleranza a più fattori ambientali possono fungere da bioindicatori per valutare le condizioni ambientali da un approccio complesso e olistico. Questi studi implicano l'uso di analisi di più variabili ambientali.

Ecosistemi Bioindicator

La perdita di servizi forniti da ecosistemi, quali acqua pulita e aria, impollinatori di piante, tra gli altri, è considerata un indicatore dello stato di salute dell'ecosistema.

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

Bioindicatori secondo l'ambiente che monitorano

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

Bioindicatori di qualità dell'aria

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

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

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

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

Un altro esempio è l'antico uso dei canarini come bioindicatori di condizioni insicure nelle miniere di carbone sotterranee nel Regno Unito, grazie alla loro acuta sensibilità a piccole 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 umani ai gas nocivi.

Bioindicatori di qualità dell'acqua

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

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, perché abbandonano rapidamente corpi idrici con una bassa quantità di sostanze inquinanti. La sua presenza indica quindi il buono stato del fiume.

Spugne marine sono state usate anche come bioindicatori di metalli pesanti, come mercurio e cadmio, sostanze fecali, tra gli altri. L'individuazione della scomparsa di spugne nelle acque marine è un indicatore della perdita di qualità dell'acqua.

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

Bioindicatori di qualità del suolo

Come indicatori della qualità del suolo possiamo menzionare 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, dato che alcune specie, come Eisenia fetida ed E. andrei, sono sensibili ai pesticidi, ai derivati ​​del petrolio, ai metalli pesanti, tra gli altri. Questi bioindicatori sono utilizzati negli studi di tossicità del suolo.