المؤشرات الحيوية: الخصائص والأنواع - بيئة - 2026

و المؤشرات الحيوية هي العمليات البيولوجية والمجتمعات أو الأنواع، لتقييم نوعية البيئة ودينامياتها في الوقت المناسب. يتم استخدامها لتقييم تأثير الأنشطة البشرية على النظم البيئية ، من خلال دراسة استجابة الكائنات الحية للإجهاد المتولد.

يجب أن نعتبر أن كل نشاط يولد تأثيرًا بيئيًا يمكن أن يكون إيجابيًا أو سلبيًا. ومع ذلك ، فقد أدى النشاط البشري بشكل شبه حصري إلى إحداث تأثيرات بيئية سلبية تؤثر على النظم الإيكولوجية وحيوانها.

الشكل 1. الكناري ، طائر يستخدم كمؤشر حيوي للغازات السامة في المناجم. المصدر: pixabay.com

من بين الأضرار البيئية الناتجة عن الأنشطة البشرية التلوث بالانبعاثات والنفايات الصلبة الصناعية أو الحضرية ، واستنزاف الموارد الطبيعية بسبب الاستغلال المفرط ، من بين أمور أخرى.

كل هذه التأثيرات تولد إجهادًا في الكائنات الحية الموجودة ، وبالتالي تسمى عوامل الإجهاد البشرية ، لتمييزها عن الضغوطات الطبيعية ، مثل فترات الجفاف الشديد أو التغيرات في درجات الحرارة بسبب التأثيرات المناخية.

ظهر تطوير وتطبيق المؤشرات الحيوية في الستينيات ، ومنذ ذلك الحين توسعت ذخيرتها في دراسة البيئات المائية والبرية تحت تأثير الضغوط البشرية.

تسمح المؤشرات الحيوية بمراقبة التغيرات البيئية الكيميائية الفيزيائية ، ومراقبة العمليات البيئية ، والكشف المباشر أو غير المباشر عن وجود الملوثات ، وكشف التغيرات البيئية بشكل عام.

الخصائص العامة للمؤشرات الحيوية

يجب أن يفي المؤشر البيولوجي ، سواء كانت عملية بيولوجية أو مجتمع أو نوع ، بغض النظر عن نوع التغيير البيئي الذي يقيسه ، والمنطقة الجغرافية المعنية ، بخصائص معينة:

- يجب أن تكون حساسة للاضطراب أو الإجهاد ، ولكن لا تموت أو تختفي بسببها. يجب أن يكون لدى الأنواع أو المجتمع المؤشر الحيوي تسامح معتدل للتغيرات البيئية.

-يجب أن يكون من الممكن قياس استجابتك للتوتر. يمكن أن تعمل العمليات البيولوجية داخل الفرد أيضًا كمؤشرات حيوية.

-يجب أن تكون إجابتك ممثلة لإجابات النظام البيئي بأكمله أو السكان أو الأنواع.

- يجب أن يستجيب حسب درجة التلوث أو التدهور البيئي.

-يجب أن تكون وفيرة وشائعة ، وأن تقدم كثافة سكانية مناسبة في المنطقة المحددة قيد الدراسة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون مستقرة نسبيًا ، وتتغلب على التغيرات المناخية والبيئية المعتدلة.

- يجب أن تكون هناك معلومات حول المؤشر الحيوي ، وفهم جيد لبيئته وتاريخ حياته ، وتصنيف جيد التوثيق ومستقر. علاوة على ذلك ، يجب أن تكون عملية أخذ العينات بسيطة وغير مكلفة.

- يجب أن تكون ذات أهمية عامة واقتصادية وتجارية لأغراض أخرى.

في حالة استخدام الأفراد كمؤشرات بيولوجية ، يجب مراعاة العمر والتنوع الوراثي. يجب أيضًا التحقق من أن العوامل البيئية الأخرى لا تتداخل مع الدراسة وتكمل المعلومات باختبارات السمية البيئية.

أنواع المؤشرات الحيوية

يختلف تصنيف المؤشرات الحيوية وفقًا للخصائص التي سيتم إبرازها في نظام التصنيف. على سبيل المثال ، يمكننا تصنيف المؤشرات الحيوية وفقًا لتعقيدها ، إلى أنواع أو مجتمعات أو أنظمة بيئية مؤشرة بيولوجية. لكن يمكننا أيضًا تصنيفهم وفقًا للبيئة التي يراقبونها.

أنواع المؤشرات الحيوية

يمكن لجميع الأنواع الموجودة (أو تجمعات الأنواع) أن تتحمل مجموعة محدودة من الظروف البيئية الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. يمكن استخدام هذه الميزة لتقييم الجودة البيئية.

على سبيل المثال ، سمك السلمون المرقط الذي يعيش في مجاري المياه الباردة في غرب الولايات المتحدة ، يتحمل درجة حرارة تتراوح بين 20 و 25 درجة مئوية ، وبالتالي ، يمكن استخدام هذه الحساسية الحرارية كمؤشر حيوي لدرجة حرارة الماء.

تستجيب هذه التراوت نفسها على المستوى الخلوي لزيادة درجة حرارة الماء (عن طريق حرق الغابات المحيطة وقطع الأشجار). في هذه الحالات ، يصنعون بروتينًا للصدمة الحرارية يحمي خلاياهم من تأثيرات ارتفاع درجة الحرارة.

إن تحديد كمية بروتينات الصدمة الحرارية هذه في هذا النوع يجعل من الممكن قياس الإجهاد الحراري للتراوت ، وتقييم تغير البيئة بشكل غير مباشر بسبب قطع وحرق الغابات المحيطة بجسم الماء.

مجتمعات المؤشر الحيوي

يمكن للمجتمعات بأكملها التي تغطي مجموعة واسعة من نطاقات التسامح إلى عوامل بيئية متعددة ، أن تكون بمثابة مؤشرات بيولوجية لتقييم الحالة البيئية من نهج معقد وشامل. تتضمن هذه الدراسات استخدام تحليل المتغيرات البيئية المتعددة.

النظم البيئية للمؤشر الحيوي

يعتبر فقدان الخدمات التي تقدمها النظم البيئية ، مثل المياه النظيفة والهواء والملقحات النباتية ، من بين أمور أخرى ، مؤشرًا على الحالة الصحية للنظام البيئي.

على سبيل المثال ، يعتبر فقدان أنواع النحل - الملقحات - مؤشرا على فقدان الصحة البيئية ، لأنها حساسة لوجود المعادن الثقيلة والمبيدات الحشرية والمواد المشعة.

المؤشرات الحيوية حسب البيئة التي ترصدها

كما هو موضح أعلاه ، يمكن أيضًا تصنيف المؤشرات الحيوية وفقًا للبيئة التي توفر منها المعلومات. بعد هذا التصنيف ، لدينا مؤشرات حيوية لجودة الهواء والماء والتربة.

المؤشرات الحيوية لجودة الهواء

من بين المؤشرات الحيوية لجودة الهواء تلك الكائنات الحية الحساسة للتغيرات في تركيز غازات معينة.

على سبيل المثال ، الأشنات (الارتباطات التكافلية بين الفطريات والطحالب الدقيقة و / أو البكتيريا الزرقاء) والطحالب ، حساسة جدًا للغازات الجوية ، لأنها تمتصها من خلال الجسم.

لا تحتوي هذه الكائنات الحية على بشرة أو جذور ، كما أن نسبة سطحها / حجمها المرتفعة تفضل امتصاص وتراكم الملوثات الجوية ، مثل ثاني أكسيد الكبريت. لذلك فإن اختفائه في مناطق معينة يعد مؤشراً على رداءة نوعية الهواء.

من ناحية أخرى ، هناك أيضًا الأشنات (مثل Lecanora conizaeoides) ، والتي يشير وجودها إلى رداءة نوعية الهواء.

الشكل 2. حزاز Lecanora conizaeoides. المصدر: Jerzy Opioła ، من Wikimedia Commons مثال آخر هو الاستخدام طويل الأمد لطيور الكناري كمؤشرات بيولوجية للظروف غير الآمنة في مناجم الفحم تحت الأرض في المملكة المتحدة ، وذلك بفضل حساسيتها الحادة للتركيزات الصغيرة من أول أكسيد الكربون (CO ₂) وغاز الميثان. (CH ₄).

ترجع هذه الحساسية إلى حقيقة أن جزر الكناري لديها سعة رئوية منخفضة ونظام تهوية أحادي الاتجاه. لهذا السبب ، تعد جزر الكناري أكثر حساسية من البشر للغازات الضارة.

المؤشرات الحيوية لنوعية المياه

من بين المؤشرات الحيوية لنوعية المياه الكائنات الحية الدقيقة البكتيرية ، والأوليات ، واللافقاريات الكبيرة ، والطحالب والطحالب ، من بين أمور أخرى ؛ حساسة لوجود الملوثات السامة.

على سبيل المثال ، يعد وجود مجتمعات من أنواع مختلفة من اللافقاريات المائية في النهر مؤشرًا بيئيًا وتنوعًا حيويًا. كلما زاد عدد الأصناف الموجودة ، زادت صحة الجسم المائي.

المؤشرات الحيوية الأخرى لحالة الأنهار هي ثعالب الماء ، لأنها تترك أجسامًا مائية بسرعة بكميات منخفضة من الملوثات. ثم يشير وجودهم إلى حالة النهر الجيدة.

كما تم استخدام الإسفنج البحري كمؤشرات بيولوجية للمعادن الثقيلة ، مثل الزئبق والكادميوم والمواد البرازية وغيرها. يعد الكشف عن اختفاء الإسفنج في المياه البحرية مؤشرا على فقدان جودة المياه.

يشير وجود الطحالب في المسطح المائي بتركيزات كثيفة إلى مستويات عالية من الفوسفور المذاب والنيتروجين ، والذي يمكن أن يأتي من الأسمدة التي يتم إغراقها في الماء. ينتج عن الأسمدة المغمورة تراكم مغذياتها وإغناء الوسط المائي بالمغذيات.

مؤشرات حيوية على جودة التربة

كمؤشرات على جودة التربة ، يمكننا أن نذكر جزءًا من الكائنات الحية في هذا الموطن ، أي بعض النباتات والفطريات والكائنات الحية الدقيقة البكتيرية.

إذا قدموا متطلبات محددة لبقائهم على قيد الحياة ، فإن هذه الكائنات ستكون مؤشرات على وجود هذه الظروف.

على سبيل المثال ، تعد ديدان الأرض مؤشرات بيولوجية لنوعية التربة ، نظرًا لأن بعض الأنواع ، مثل Eisenia fetida و E. andrei ، حساسة لمبيدات الآفات ومشتقات النفط والمعادن الثقيلة وغيرها. تستخدم هذه المؤشرات الحيوية في دراسات سمية التربة.

المراجع

1. سيلي ، جي وماكانياني ، ب. (2003). نحل العسل كمؤشرات حيوية تلوث البيئة. نشرة علم الحشرات 56 (1): 137-139.
2. كونيسا فديز فيتورا ، ف. (2010). دليل منهجي لتقييم الأثر البيئي. طبعة رابعة. طبعات موندي برينسا. ص 864.
3. Gadzala-Kopciuch، R.، Berecka، B.، Bartoszewicz، J. and Buszewski، B. (2004). بعض الاعتبارات حول المؤشرات الحيوية في المراقبة البيئية. المجلة البولندية للدراسات البيئية المجلد 13 ، العدد 5 ، 453-462.
4. Market ، BA ، Breure ، AM and Zechmeister ، HG (2003). التعاريف والاستراتيجيات والمبادئ الخاصة بالمؤشرات الحيوية / المراقبة الحيوية للبيئة. في: المؤشرات الحيوية والمراقبات الحيوية. Market ، BA ، Breure ، AM and Zechmeister ، محررو HG. Elsevier Science Ltd.
5. ماركرت ، ب. (2007). تعاريف ومبادئ المؤشرات الحيوية والمراقبة الحيوية للمعادن النزرة في البيئة. مجلة العناصر النزرة في الطب والبيولوجيا ، 21 ، 77-82. دوى: 10.1016 / j.jtemb.2007.09.015