Дәріс №2 ҚОРШАҒАН ОРТАНЫҢ ТІРІ ОРГАНИЗМДЕРІНІҢ ИНДИКАТОРЛЫҚ САПАСЫ РЕТІНДЕ

Инфузориялары қоршаған ортаның ластаушыларының улылық дәрежесін анықтауда өте қолайлы объект болып табылады. Себебі, лоарды зертхана жағдайында өсіру, тәжірбиені жүргізу салыстырмалы түрде арзан, жылдам және дәлдігі жоғары нәтижелер алып, зерттелетін заттардың улы әсері туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді.

Түрлердің алуантүрлілігінің кемуінің әсіресе екі салдары ерекше назар аударуды қажет етеді.

Біріншіден,бір түрдің жойылуы,әдетте онымен қоректік немесе басқа да байланыстармен тығыз байланысты ,бірнеше түрдің тіршілік әрекетін бұзуға әкеліп соқтырады.

Екіншіден, қандайда бір түрді толық жоюдың қажеті жоқ.Олардың саны белгілі бір шамадан төмендеп кетсе,олар қайта қалпына келе алмайды.Ірі омыртқалы жануарлар үшін шекті деңгей 500-100 дара,ұсақ омыртқалылар үшін шамамен 10мың дара омыртқасыздар үшін шамамен 50 мың дара өсімдіктер үшін бірнеше мың дана.Адам қызметінің нітижесінде ағзалардың жойылуына кейбір мысалдар келтірейік.

Дәріс №3-4

ҚОРШАҒАН ОРТАНЫҢ ТІРІ ОРГАНИЗМДЕРІНІҢ ИНДИКАТОРЛЫҚ САПАСЫ РЕТІНДЕ

Қоршаған орта жағдайының өзгеру дәрежесіне байланысты, тірі организмдердің жағдайын және санына байланысты, ластаушы заттардың қандай мөлшерде болатынын зерттеу. Тірі индикаторлар негізіне өзіне тән қасиеттерге байланысты қоршаған ортаның ластану дәрежесін физика-химиялық әдістермен анықтайды:

• 
  Олар биологиялық ең негізгі ластаушылардан;
  
• 
  Өзгерістердің түзілу жылдамдығын көрсетеді;
  
• 
  Экожүйеге әр топтағы токсиканттардың жиналу орны мен жолдары;
  
• 
  Адамның және тірі табиғатқа осы және басқа залалды заттардың дәрежесі;
  

Биоиндикацияға негізінен жоғары және төменгі өсімдіктер, микроорганизмдер, жануарлардың әр түрлері (кәмшат, кемірушілер және т.б.) қолданылады. Адам ластайтын өте сезімтал индикаторлар лишайниктер мен мхалар, олардың биологиялық және физиологиялық ерекшеліктерін қоса отырғанда. Сонымен, өте кішкене ауаны ластаушы күкірттің диоксидді (күкіртті газ), жоғары өсімдіктердің көбіне әсер етпейді, бірақ лишайниктердің жаппай жойылуына әкеп соғады.

Қазіргі кезде Батыс Европалық мемлекеттердің ірі өндірісті қалаларының аймақтарында лишайниктердің көптеген түрлері толықтай жоғалып кеткен.

Скандинді мемлекеттерде ауыр металдармен атмосфера ластануының индикаторы ретінде сфагнов мхаларынан алады.

Мхалар лишайниктерден радионуклидтердің жиналғандығы байқалады. Мысалы: Мхаларды зерттеу нәтижесі бойынша:

Арменияда: стронций – 90 мхада 10-26 рет, уран – 1,5-6 есе жоғары;

Егістктегі шөпті өсімдіктерге қарағанда

Германияда өңдірістік қалдықтарды жылтылдан бактерияларды қолдануда заттардың ластану индикациясымен әдістері әзірленеді.

Атмосфераның антропогенді ластануы көбіне жоғары өсімдіктерге әсер етеді де, келесідегідей:

• 
  Жапырақтардың түсінің өзгеруі;
  
• 
  Өсу формасының өзгеруі, т.б..
  

• 
  Қарағайдың жапырағының ұштары мен инелері күлгін тартады.
  
• 
  Кейбір ағаштардың жапырақтары түссіз күйге енеді.
  

Онда өте сезімтал атмосфералық ауаны ластаушылар қарағайлы тектестер, олар өте күкірт диоксидді мен ластанған болып келеді.

Декоративтін өсімдіктердің индикаторы фторлы сутекке гладиолус, жауқазын, норцисс (нарқыз), ландыш.

Өте жақсы озон индикаторлары темекі сорттары, томатты, цитрусты өсімдіктерде (жемістерде).

Жоғарыда келтірілген биоиндикаторлардың қоршаған орта жағдайына бақылау жасай табиғатты қорғау және оларды сақтау шараларында, орман шаруашылығында, ауа атмосферасының антропогенді ластануының әсерін есепке ала отырып қолдануға болады.

Биоиндикациялық зерттеу әдістерінің негізі.

1. 
   Пән және міндеті.
   
2. 
   Биоиндикация әдістерге жалпы міндеттеме (мінездеме) (түйіндеме).
   

• 
  Олар биологиялық ең негізгі ластаушылардан;
  
• 
  Өзгерістердің түзілу жылдамдығын көрсетеді;
  
• 
  Экожүйеге әр топтағы токсиканттардың жиналу орны мен жолдары;
  
• 
  Адамның және тірі табиғатқа осы және басқа залалды заттардың дәрежесі;
  

«Биоиндикаторлар» - атты халықаралық бағдарлама әзірленген, қазіргі кезде халық аралық симпозумдар биоиндикациялық антропогенді ластану (Индия, 1984; Канада, 1985; және т.б.)

Биоиндикацияға негізінен жоғары және төменгі өсімдіктер, микроорганизмдер, жануарлардың әр түрлері (кәмшат, кемірушілер және т.б.) қолданылады. Адам ластайтын өте сезімтал индикаторлар лишайниктер мен мхалар, олардың биологиялық және физиологиялық ерекшеліктерін қоса отырғанда. Сонымен, өте кішкене ауаны ластаушы күкірттің диоксидді (күкіртті газ), жоғары өсімдіктердің көбіне әсер етпейді, бірақ лишайниктердің жаппай жойылуына әкеп соғады.

Қазіргі кезде Батыс Европалық мемлекеттердің ірі өндірісті қалаларының аймақтарында лишайниктердің көптеген түрлері толықтай жоғалып кеткен.

Скандинді мемлекеттерде ауыр металдармен атмосфера ластануының индикаторы ретінде сфагнов мхаларынан алады.

Мхалар лишайниктерден радионуклидтердің жиналғандығы байқалады. Мысалы: Мхаларды зерттеу нәтижесі бойынша:

Арменияда: стронций – 90 мхада 10-26 рет, уран – 1,5-6 есе жоғары;

Егістктегі шөпті өсімдіктерге қарағанда

Германияда өңдірістік қалдықтарды жылтылдан бактерияларды қолдануда заттардың ластану индикациясымен әдістері әзірленеді.

Атмосфераның антропогенді ластануы көбіне жоғары өсімдіктерге әсер етеді де, келесідегідей:

• 
  Жапырақтардың түсінің өзгеруі;
  
• 
  Өсу формасының өзгеруі, т.б..
  

• 
  Қарағайдың жапырағының ұштары мен инелері күлгін тартады.
  
• 
  Кейбір ағаштардың жапырақтары түссіз күйге енеді.
  

(У.Мэннинг 1985);

(Р.Шуберт және т.б. 1988)

Ал бізде 15 кесте құрылған онда индикаторлары атмосфералық ауаны ластаушы әр түрлі компоненттерді (күкірт диоксиді, фторлы сутегі, аммиак және т.б.) негізге алынған.

Онда өте сезімтал атмосфералық ауаны ластаушылар қарағайлы тектестер, олар өте күкірт диоксидді мен ластанған болып келеді.

Декоративтін өсімдіктердің индикаторы фторлы сутекке гладиолус, жауқазын, норцисс (нарқыз), ландыш.

Өте жақсы озон индикаторлары темекі сорттары, томатты, цитрусты өсімдіктерде (жемістерде).

Жоғарыда келтірілген биоиндикаторлардың қоршаған орта жағдайына бақылау жасай табиғатты қорғау және оларды сақтау шараларында, орман шаруашылығында, ауа атмосферасының антропогенді ластануының әсерін есепке ала отырып қолдануға болады.

ЭКОТОКСИКАНТТЫ АНЫҚТАУДА ТЕСТЫ ӘДІСТІ ҚОЛДАНУ. БИОТЕСТКЕ СИПАТТАМА БЕРУ. БИОТЕСТ ЭКСПРЕСС ӘДІСІ.

Қоршаған ортаның ластануының анықтайтын физика-химиялық, биологиялық әдістері.

Қоршаған орта жағдайының бағалауды әр түрлі зерттеу әдістері дисперционды маңызды роль атқарады: географиялық, геохимиялық, және индикационды.

Геофизикалық әдіс – процестердің жүруі және заттардың айналымы және геожүйеде, экожүйедегі негізгі балансты энергия ағымынан тұрады. Бақылау стационарлы және жартылай стационарлы жағдайда жүреді, нақты бағдарлама бойынша әр түрлі өлшегіш аппараттарда кәсіби және аумақты жүргізіледі. Онда радиоационды, жылу және су баланстарындағы элементтерді анықтайды, экожүйедегі әсері және табиғи орта компоненттері арасында жылу және ылғалды алмастыруы зерттеледі. Территориялардың бұзылмаған және структураның балансы өзгертілген аймақтар салыстырымын ондағы өзгерістердің дәрежесімен бағыты анықталады.

Геохимиялық әдіс – табиғи жүйедегі функционирленген және химиялық элементтердің миграциялық анализдері арқылы анықталады.

Табиғи жолмен ауылшаруашылық және ауа миграциясының әсерінен немесе нәтижесінен биологиялық айналымы қарастырылады. Техногенездің әсерінен оның өзгерісін бақылау. Анализ нәтижелері барлық ортаны қамтиды: ауа, атмосфералық қалдық, жер беткі және грунтты сулар, геологиялық субстракт, топырақ және өсімдік.

Геохимиялық әдіс – қоршаған ортаның құрамындағы химиялық өзгерістердің заңдылықтарын анықтайтын мүмкіндіктер береді, өздігінен табиғи жүйенің тазалау қабілеттін, ластаушы заттардың топтық бағытын анықтау, ластану маштабын, техногеді геохимиялық аномалиялардың сандық құрамын анықтауға болады.

Индикационды әдіс – бір объектідегі жағдайды басқа объектілі жағдайды анықтауға негізделген. Мұнда негізгі ролді биоиндикация, ал негізгі биоиндикатор өсімдіктер жамылғысы.

Соңында 4-түрлі көрсеткіштердің өзгерістерін көрсетеді. Тірі организмдер индикатор ретінде қоршаған ортада физиологиялық, морфологиялық, фитоценотикалық және флористикалық. Бұл көрсеткіштер өсімдіктер жабынының деградациясының кері әсерін және сонына төмендету жағынан, қоршаған ортаның өзгеру жағдайына неготивті тенденциясы әсерін көрсетеді. Мүмкіндіктерінше көрсеткіштер басты индикаторлар болып табылады. Олар жануарлар әлемінен: популяция құрылысын, көбею қабілеттіліктерін, түрлердің жаппай өсуі немесе жаппай қырылуы (аурулар немесе азықтың жетіспеуінен) әсер соғады.

ЭКОТОКСИКАНТТЫ АНЫҚТАУДА ТЕСТЫ ӘДІСТІ ҚОЛДАНУ. БИОТЕСТКЕ СИПАТТАМА БЕРУ. БИОТЕСТ ЭКСПРЕСС ӘДІСІ.

Балдырлар автотрофты организмдер болуымен қатар трофикалық пирамиданың негізін құрайды, әрі органикалық заттарды түзуде азот пен фосфордың биогендік қосылыстарын пайдаланып, экожүйенің трофтық деңгейін пайдаға асыруда бірінші болып қатысады. Биогендік күштің қарқындылығы балдырлардың осы деңгейдегі көптігіне ғана емес, сонымен бірге оның түрлік  құрамына  да байланысты. Балдырлардың осындай трофтық деңгей өзгерген кезде түрлік  құрамы  мен санының өзгеру сипатын биоиндикациялық тәсілде пайдаланады. Балдырлар флорасының түрлік  құрамына  негізделген биоиндикациялық тәсілдер барлық су нысандарында жүрілетін  табиғи   және  антропогендік процестер нәтижелеріне интегралды баға береді. Сонымен қатар балдырлармен биоиндикация жүргізу  химиялық  анализге қарағанда арзан да жылдам, әрі нәтижелі тәсіл болып есептелінеді (Бродский А.К., 2002; Пиментел Ф.Х., 2004; Ленова Л.И., Ступина В.В., 1990). Сондықтан  табиғи  көл суларын индикатор-сапробты микроорганизмдер көмегімен биоиндикациялау  және  тест организмдер көмегімен биотестілеу - бүгінгі күннің өзекті мәселесі болып саналады.

Балдырлар қауымы солтүстік өңірлері үшін әлі толығымен шешімін таппаған гидробиологияның мәселесін – су экожүйесінің өнімділігін анықтауда, олардың шаруашылықта пайдалану мүмкіндігін бағалауда аса маңыздылардың бірі болып саналады. Сондықтан балдырлардың осы қасиеттері Көкшетау өңірінің көлдерін биоиндикациялауда қолданылды.

Бурабай көлін биоиндикациялауда көл экожүйесіндегі өзгерістер мен ондағы зиянды заттардың пайда болуына аса сезімтал балдырларды пайдаландық. Биологиялық индикация биотестер әдісімен жүргізілетіндіктен зерттеу барысында тест нысандар таңдап алынды  және  көл суының  химиялық   құрамына , санитарлық жағдайына талдау жасалынды.

БИОАЛУАНДЫЛЫҚ – ЕҢ НЕГІЗГІ БИОЛОГИЯЛЫҚ ИНДИКАТОР

Техносфераның биосфераға жасайтын қысымының ең маңызды көрінісі-табиғи экожүйелердің кедейленуі,яғни биоалуантүрліліктің кемуі болып табылады.

Рио-де-Жанейрода өткен (1992ж)БҰҰ конференциясында қабылданған үш арнайы Мәлімдемелер мен Конвенциялардың екеуі биологиялық ресурстар мен биологиялық алуантүрлілікті сақтаусыз тұрақты даму мүмкін емес екенін көрсетті.

Қазіргі адамның азық-түлігі ретінде қолдануға болатын бірнеше мың түрлер белгілі.Бірақ іс жүзінде өсімдіктер мен жануарлардың 200-250дене аспайтын түрлері пайдаланады.Ауылшаруашылық өнімдерінің басым көпшілігін т12-15 өсімдік береді.

Жабайы түрлер-табиғи экожүйелерден алынатын бағалы өнім көзі және әсіресе,ауылшаруашылық жануарлары мен өсімдіктерінің жаңа қолтұқымдары мен іріктемелерін шығаруда маңызы зор.

1960-1970 жылдардағы "Жасыл ревалюция",жоғары өнімді және ауруларға төзімді дәнді дақылдардың жаңа іріктемелерін жасауға жабайы түрлерді,мысалы Түркиядан әкелінген бидай шығарумен байланысты.Тек Азия елдерінің өзінде ғана "Жасыл ревалюция" нәтижесінде бидай өндіру 2 миллиард долларға,күріш -1,5миллиард АҚШ долларына артқан.

Жабайы түрлер-дәрі-дәрмектердің маңызды көзі.Қазіргі кезде осы мақсатта шамамен 5 мың өсімдіктердің түрлері қолданылады.Шипалы қасиеттері бар өсімдіктердің қөптеген түрлері әлі мидицинада қолданылмай келеді.

Биоалуантүрлік- адамзатты шексіз ұзақ уақыт энергетикалық,техникалық және басқа ресурстармен қамтамасыз етудің жалғыз көзі.

Биоалуантүрлілік экожүйелердегі баланыстардың толық болуының шарты негізгі факторы бола отырып,оның ең маңызды қасиеті-тұрақтылықты қамтамасыз етеді.Неғұрлым экожүйенің деңгейі жоғары болса,соғұрлым оны құрайтын элементтердің көпшілігі олардың алуан түрлілігін қамтамасыз етеді.Элементаралық(әс жүзінде бөлінбейтін) экожүйелердің көп түрлілігін ең алдымен олардың кіретін кіші деңгейдегі эко жүйелердің маңызы артады.

Мысалы,ғаламдық экожүйем ретінде биосфераның алантүрлілігі,олай болса оның тұрақтылығы т.б қасиеттері түрлердің,популяциямен экожүйелердің санына ғана емес,тіршілік ету орталарына,рельеф формаларына,климаттын типіне,табиғат белдеулеріне,геохимиялық аймақтар, ландшафттар және басқа да құрылымдық бірліктердің ерекшеліктерінеде байланысты.

Қарапайым үйелердің тіршілігін сақтау үшін көп энергия жұмсау қажет.Мысалы,қышқылдық жаңбырлардын әсерінен тіршілігі жойылған су қоймасы сырттан табиғи күйге келтіретін энергия жұмсалмаса қалдықтардың қоймасына айналады.

Биосфераның геологиялық тарихының барысында онда тіршілік ететін ағзалардың түрлерінің саны тұрақты болмаған.Әрбір белгілі бір уақытқа қана өмір сүреді.Шамамен 10-30млн. Жыл.Түрлердің ішінде өмірі өте қысқа

(бірнеше мың) және ұзақ өмір сүретін түрле «тірі қазбалар» да бар. Мысалы,мүктер өзгермеген қалпында шамамен 500млн. жыл (силур дәуірінен бері),жалаңаш тұқымды ағаш – гинкго дәуірнен бері 150 млн.жыл тіршілік етіп келеді.Жанурлардың ішінен тірі туатын балық латимерияны атауға болады.Ол 60 млн.жыл бұрын жойылып кеткен деп есептеліп келді.Бірақ 1938 жылы Комор аралдарының маңынан табылған.

Дәріс №14 МОНИТОРЛЫҚ ОРГАНИЗМДЕРМЕН ТАНЫСУ. ОРГАНИЗМДЕРДІҢ СИМПТОМОЛОГИЯЛЫҚ ЖАРАҚАТТАНУЫ.

Тірі организмдердің антропогендік әсерін биологиялық тұрғыда анықтау реакциясы және олардың қоғамы биондикация деп атайды.

Қандайда бір факторға жіңішке амплитуданың экологиялық талеранттылық қарым-қатынасты білдіретін түрлер индикаторлардың фукциясын орындайды.Көбінесе негізінен активті емес араласудың қаблеттілігін организмдерден өсімдіктердің көп мөлшері қөрсетеді.

Экологиялық жағдайдағы индикация негізінен түрлердің әртүрлі организмдерінің тұрақты ортасына деген өзгерісін бағалау және олардың химиялық құрамы,олардың қослыстарында және элементтерді жинау қаблеттілігін және қоршаған ортаға түсуін көрсетеді.Мысалы:қоршаған орта жағдайындағы бағалау түрлердің санының өзгеруіне байланысты.өте сезімталдығы жоғары өсімдіктер мен жануарлардың түрлері ластаушы заттардың әсерінен кей жағдайда биоценоздан жоғалып кетеді.(май қоңызы,өндіріс орталығындағы лишайниктер) ал кейбіреулері керсінше өздерінің сандарын жоғарлатады (көкшіл-жасыл балдырлар су қоймаларына ауылшаруашылық ластаушы заттардан немесе қалдықтардан)

Экологиялық мониторингтің бөлігі биондикацияның құрамы (лат.аударғанда -еске түсіруші) жүйені бақылау белгілі территорияның қоршаған орта жағдайын бақылау(әлемдік мұхиттар және құрлықтар немесе сулы аймақтар бөлігі) табиғи ресурстарды тиімді қолдану мақсатында немесе табиғатты қорғау.

Экологиялық мониторинг-қоршаған орта жағдайының бақылауын және оған әсер ететін факторларды,қоршаған ортадағы өзгерістерін мәлімдеу және оның болашақтағы (алдағы) жағдайын бағалау.

Тірі организмдер мен олардың қоғамы негізгі обьектілері болып саналады.

Экологиялық мониторинг үшін негізінен ластаушы заттардың өзгерісін фиксерлеу құрамы ластану орны мен дәл уақытын білу керек,бірақ әр қашан табиғи ортаның жағдайының ақпараттарын дәл біліп отыру,әсіресе территория аймақтарын,ауа басейіндері түсетін қалдықтарды мүмкін емес.

Өсімдіктерден көп жылдық өсімдіктер мұндай кезде өте қажетті,олардың құрамында ұзақ уақытқа дейін зиянды заттардың әсері жайлы мәлімет алуға болады.

Негізінен ауа басейіндерінің ластануы ең бірінші өсімдіктер жамылғысына қатты әсерін тігізеді.Өсімдіктер адамдар мен жануарларға қарағанда тұрақты және сезімталды өте жоғарғы сыртқы әр түрлі факторлдардың әсеріне шыдай алады.Атмосфералық ауаның ластануының газ алмастыруы өсімдіктердің организмдеріне әсерін тигізеді.Осының нәтижесінде өсімдіктерде фотосинтез төмендейді ферметті процестер бұзылады,биоколлоидттардың суды ұстау күштері төмендейді және ішкі орта факторының тұрақтылығы жойылады.

Индикациялық зерттеулердің нәтижесінде ауаның ластану әсері және газды сініру қаблеттілігі өте сезімтал өсімдіктердің экологиялық қауіпті кәсіпорындардан жүздеген километрдей қошықтықта орналасады.

Улы газдармен ластануды екі топқа бөлеміз:

1.Көрінетін(ішкі)

2.Көрінбейтін(жабық)

Көрінетін газдардың қасиеттері: түстерінін өзгеріуі, жапырақтарының деформациясы,жапырақтардың мезгілсіз түсуі және өсімдіктердің ішкі және жабық бұзылуларын негізінен физология биохимиялық әдістермен зерттеуге болады.Өсімдіктердің жоғарғы және төменгі сатыларын тест-индикатор көмегімен анықтауға болады.

БИОАЛУАНДЫЛЫҚ – ЕҢ НЕГІЗГІ БИОЛОГИЯЛЫҚ ИНДИКАТОР

Тірі ағзалардың-қоршаған ортаның индикаторлық сапасы ретінде

1. 
   Тірі ағзаларға тән қасиеттер
   
2. 
   Олардың маңызы
   

«Зат алмасу – ағзаның айналадағы ортамен қарым-қатынас жасауы, оның нәтижесінде, біріншіден ағза өз тіршілігіне қажетті заттар алады». Олар қандай заттар? Ағза айналадағы ортадан қорек, ауадан оттегін алады. «Қорек пен оттегі(ауа) ағзаны энергиямен қамтамасыз ететінін білесіңдер ме? Қоректегі энергия оттегінің әсерінен астың қорытылуы кезінде босап шығады да ағзаның үздіксіз жұмыс істеуіне жұмсалып жатады». Екіншіден, ағза өз денесінде түзіліп жатқан қалдық қажетсіз заттарды сыртқа – айналадағы ортаға шығарады, яғни ол заттардан тазарады. Міне, осылайша ағза мен сыртқы орта арасында зат алмасу жүріп жатады.

Жасуша цитоплазмасының қозғалысы (ағыны) бүкіл ағзаны қозғалысқа келтіреді, яғни өсімдіктің қозғалысы жасушадан басталады. Ал тұқымның өнуі, жапырақтардың біртіндеп жазылуы, бүршіктердің, гүлдердің біртіндеп ашылуы, жарыққа қарай бағытталуы (күнбағыс, бөлме өсімдігінің жарық көп түсетін жағының ерекше өсуі, т.б.) мұртшалары арқылы қасындағысы екінші бір өсімдікке шырмалуы қозғалысты дәлелдейтін құбылыстар.

Өсімдіктердің өсуі 3 кезеңнен тұрады: 1)эмбриональды өсу; 2)созылу кезеңі; 3)жіктелу кезеңі.

Тірі ағзалардың бірлестіктері. Биоценоз, биотоп, биогеоценоз, экожүйе. Қоректену тізбегі – Сукцессия