Topografia
Życie na brzegu morza
Badanie wody
Entomologia
Bioindykacja
Wszystko o burszytnie
Płazy i gady
Ornitologia
Gdańsk
Malbork
Krynica Morska

Strona główna
1. Co to takiego BIOINDYKACJA???
Bioindykacja - określanie zmian w środowisku za pomocą wskaźników biologicznych (bioindykatorów). Bioindykacja jest jedną z podstawowych metod w monitoringu biologicznym. Wykorzystywane są w niej specyficzne reakcje na działanie czynników ograniczających na poziomie komórkowym, reakcje fizjologiczne i biochemiczne komórek, wrażliwość gatunków wskaźnikowych roślin i zwierząt, wrażliwość populacji i biocenozy. Badania bioindykacyjne mają charakter kompleksowy, gdyż ocena zmian zachodzących w środowisku dokonywana jest na podstawie równoczesnych reakcji szeregu zastosowanych bioindykatorów oraz wspomagana przez inne metody oceny stanu środowiska.

2. Bioindykatory...
Bioindykatory, biowskaźniki, wskaźniki biologiczne, organizmy wskaźnikowe - gatunki roślin i zwierząt wykazujące zróżnicowaną wrażliwość i charakterystyczną reakcję na działanie czynników środowiska. Są to z reguły gatunki o wąskim zakresie tolerancji lub w specyficzny sposób reagujące na działanie danej substancji. Zestawy gatunków bioindykacyjnych pozwalają określić np. stan czystości wód. Specyficzna wrażliwość niektórych gatunków roślin lądowych, np. sosny czy świerka na obecność dwutlenku węgla w atmosferze, mietlicy na obecność metali ciężkich w glebie, umożliwia określenie stopnia, zasięgu i struktury zmian degradacyjnych środowiska. Właściwości bioindykacyjne wykazują też niektóre gatunki bezkręgowców i ptaków, np. pająki, komary, ślimaki, dżdżownice, dzięcioły. Bioindykatorami mogą być również wskaźniki ekologiczne, populacyjne i biocenotyczne, takie jak skład gatunkowy, liczebność, zagęszczenie, produkcja biomasy, struktura troficzna. Klasycznym przykładem bioindykatorów zanieczyszczeń atmosfery są porosty. Ich obecność, skład gatunkowy, wygląd plechy i jej rozmiary stanowią informację o stanie środowiska.

3. Dlaczego porost???
Tak mało wciąż wiemy o porostach, choć wielu z nas zwróciło z pewnością nie raz uwagę na barwne liszaje na starych murach, skałach podczas górskich wędrówek; chroboczący pod stopami popielaty dywan na dnie lasu albo zwisające długie brody z gałęzi i pni drzew. Trudno wyobrazić sobie pozbawiony porostów: krajobraz tundry, czy wysokich gór smaganych lodowatym wiatrem; rosną na pustyni oraz w wilgotnych tropikalnych lasach; ale zawsze pod jednym warunkiem - powietrze musi być tam czyste, wolne od zanieczyszczeń. Dotychczas można było spotkać je niemalże wszędzie, we wszystkich strefach klimatycznych; od biegunów po równik. Rosnące zanieczyszczenie środowiska sprawiło jednak, że porosty zaczęły wymierać, wycofując się ze stref najbardziej skażonych.
Czyż nie zastanawiający jest fakt, iż organizmy tak niezwykle odporne na surowe warunki klimatyczne, są jednocześnie tak wrażliwe na skażenia?
Przyjrzyjmy się korze okolicznych drzew, jeżeli pokrywają je porosty, a zwłaszcza te w postaci listkowatej lub krzaczkowatej, to znak, że powietrze jest tu czyste i zdrowe. Gorzej jeśli kora drzewa pozbawiona jest porostów, bo może to świadczyć o silnym zanieczyszczeniu powietrza w tej okolicy. Porosty są bioindykatorami, czyli żywymi wskaźnikami skażeń środowiska. Reagują niemalże jak specjalistyczna aparatura pomiarowa, tyle tylko że nic nie kosztują i są powszechnie dostępne. Należy przy tym pamiętać, że oprócz zanieczyszczenia na rozwój plech porostowych wpływają także inne czynniki takie jak np.: nasłonecznienie, wilgotność czy rodzaj i odczyn podłoża.
W skład powietrza nieskażonego wchodzi azot, tlen oraz niewielki procent innych gazów tj. np. dwutlenek węgla. Normalnie powietrze wolne jest od tlenków azotu i siarki, pyłów, metali ciężkich i innych zanieczyszczeń. Źródłami emisji tych trucizn są głównie: przemysł, motoryzacja, spalanie węgla i innych paliw. Rozwój cywilizacji sprawia, że do atmosfery przenikają substancje toksyczne, niebezpieczne dla całej ożywionej przyrody, w tym naszego zdrowia, a w konsekwencji również i życia. Dlatego warto obserwować te najbardziej wrażliwe organizmy jakimi są porosty, aby na własne oczy przekonać się o zagrożeniu.
Jak wytłumaczyć tę szczególną wrażliwość porostów w porównaniu chociażby z roślinami wyższymi takimi jak drzewa czy krzewy?
Wymiana gazowa u porostów odbywa się całą powierzchnią plechy, w ten sposób wszelkie zanieczyszczenia znajdujące się w powietrzu dostają się bez trudu do wnętrza organizmu. Podobnie pobierają wodę przy czym jest to woda pochodząca z opadów - deszczu, rosy i mgły, a wiec nie przefiltrowana przez warstwy gleby. Obok braku barier ochronnych, porosty na domiar złego posiadają niewielką ilość chlorofilu w swoich plechach. Otóż chlorofil - zielony barwnik odpowiedzialny za proces fotosyntezy zawarty jest jedynie w komórkach glonów. To właśnie komórki glonów dostarczają organizmowi substancji odżywczych, produkowanych na drodze fotosyntezy. Zatem każda zmiana w strukturze chlorofilu zaburza delikatną równowagę między glonem a grzybem. Przedostający się bez przeszkód do wnętrza plechy dwutlenek siarki reaguje z sokiem komórkowym glonu, a w wyniku tej reakcji powstaje kwas. Kwas ten z kolei uszkadza cząsteczki chlorofilu, degradując go do tzw. feofityny, substancji nieaktywnej w procesie fotosyntezy. Niszczy to strukturę i funkcje komórek, gdyż niemożliwa jest wówczas produkcja substancji odżywczych - a porost ginie śmiercią głodową. Fakt, iż porosty dysponują niewielką, choć dla nich wystarczającą, ilością chlorofilu powoduje, że każda, chociażby najmniejsza ingerencja w ten czuły mechanizm wywołuje zagładę organizmu.
Różne gatunki porostów różnią się między sobą stopniem wrażliwości na zanieczyszczenia. Zauważono, że występowanie porostów nadrzewnych zależy od stężenia dwutlenku siarki w powietrzu. Fakt ten został wykorzystany do stworzenia tzw. "skali porostowej". Dzięki niej można określić z dużym prawdopodobieństwem stopień zanieczyszczenia powietrza na danym terenie. Trzeba tylko przyjrzeć się korze rosnących tam drzew i odszukać charakterystyczne gatunki wskaźnikowe (gatunki określamy przy pomocy kluczy - przewodników). Następnie należy odczytać dla tych gatunków stopień stężenia SO2 jaki tolerują, korzystając z tabel bioindykacyjnych lub "skali porostowej" z barwnymi fotografiami ich plech. Jeżeli jednak nie mamy takich możliwości, a chcemy samodzielnie ocenić stan czystości powietrza, to należy pamiętać, że zwykle najbardziej wrażliwe na zanieczyszczenia są porosty krzaczkowate (np. brodaczki) i listkowate, najodporniejsze zaś porosty skorupiaste. Obszary silnie zanieczyszczone pozbawione są porostów zupełnie, a kora drzew może być pokryta jedynie zielonym nalotem - glonem Desmococcus viridis. Takie miejsca są charakterystyczne dla miast i osiedli oraz ośrodków przemysłowych, gdzie stężenie SO2 w powietrzu jest wysokie, (przekracza 170 g SO2 na m3), a tereny te nazwano "pustyniami porostowymi". Fakt stopniowego i systematycznego wymierania porostów jest ostrzeżeniem dla całego świata ożywionego. Wykazano na przykład, że dzieci w wieku przedszkolnym stale przebywające na terenie "pustyni porostowej" częściej zapadają na choroby górnych dróg oddechowych, niż ich rówieśnicy mieszkający na obszarze normalnej wegetacji porostów. Często nawet nie uświadamiamy sobie, że w naszych miastach i na osiedlach, wokół domów rozciąga się pustynia. W ostatnich latach granice "pustyń porostowych" niebezpiecznie rozszerzają się. Opracowuje się nawet specjalne mapy tzw. lichenoindykacyjne, gdzie na planie miast zaznacza się strefy wegetacji porostów, które pokrywają się ze strefami zanieczyszczonego powietrza. Jasno obrazuje to stopień degradacji środowiska. Na obszarach gdzie utrzymuje się wysokie stężenie zanieczyszczeń (170 - 100 g SO2 na m3 powietrza) mogą występować najodporniejsze porosty skorupiaste i proszkowate. Tereny leśne i parki na obrzeżach miast, stwarzają natomiast warunki do życia dla nielicznych porostów listkowatych, takich jak: pustułka pęcherzykowata (Hypogymnia physodes) czy złotorost ścienny (Xanthoria parietina).
Świadczy to o wciąż wysokim stężeniu SO2 w powietrzu, a ich plechy niejednokrotnie są uszkodzone i chore. Na obszarach gdzie stężenie SO2 jest stosunkowo niskie kora drzew obficie pokryta jest porostami; zarówno skorupiastymi, jak i listkowatymi oraz krzaczkowatymi. Przy stężeniach rzędu 40 - 30 g na m3 powietrza mogą już występować bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia brodaczki. Tereny takie położone są zazwyczaj z dala od miast i ośrodków przemysłowych. W naszym kraju niewiele jest miejsc o czystym powietrzu, a co za tym idzie z bogatą florą porostową. Można tam spodziewać się brodaczek, a także dużych porostów listkowatych, wśród nich jednego z najbardziej wrażliwych na zanieczyszczenia o nazwie: granicznik płucnik (Lobaria pulmonaria).
W Polsce opisano występowanie 1600 gatunków porostów, z czego 40 % to gatunki zagrożone wyginięciem i ujęte w tzw. "Czerwoną listę porostów zagrożonych w Polsce". Z tej liczby wymarło już całkowicie 60 gatunków, a 180 uznano za wymierające - jeżeli nadal będziemy zatruwać środowisko to dołączą one niestety do tej pierwszej grupy.
Porosty ostrzegają o grożącym nam wszystkim niebezpieczeństwie, a ich wymieranie jest niepodważalnym dowodem na to, jak bardzo posunięta jest degradacja środowiska naturalnego i jak tragiczne niesie ze sobą skutki.

4. Skala porostowa
Skala porostowa - metoda bioindykacji, dla obszaru Polski opracowana przez J. Kiszkę (1990) i U. Bielczyk (1994), polegająca na określeniu stopnia skażenia powietrza atmosferycznego dwutlenkiem siarki za pomocą wskaźników biologicznych, tj. porostów. Skala porostowa umożliwia określenie strefy porostowej, tzn. obszaru charakteryzującego się występowaniem porostów nadrzewnych (epifitów) o znanej odporności na stężenie SO2:
..:: strefa 1 (skażenie powietrza przekracza 170 mg SO2 na m3) - brak porostów nadrzewnych, jedynie obecność glonów, tzw. pustynia porostowa. Duże miasta i silnie skażone okręgi przemysłowe;
..:: strefa 2 (170-100 mg SO2 na m3) - najodporniejsze porosty skorupiaste i proszkowe (Physcia adscendens, Lecanora conizaeoides), silne skażenie środowiska. Miasta i obszary przemysłowe;
..:: strefa 3 (100-70 mg SO2 na m3) - porosty listkowate (Hypogymnia physodes, Xanthoria parietina), wyraźna degradacja środowiska. Tereny zadrzewione w obszarach podmiejskich;
..:: strefa 4 (70-50 mg SO2 na m3) - porosty listkowate z udziałem krzaczkowatych (Physcia stellaris, Evernia prunastri), wpływ powietrza z obszarów zdegradowanych. Lasy w pobliżu miast i obszarów przemysłowych;
..:: strefa 5 (50-40 mg SO2 na m3) - kora pokryta w znacznym stopniu porostami listkowatymi z udziałem krzaczkowatych (Flavoparmelia caperata, Pseudevernia furfuracea), słabe zanieczyszczenie powietrza. Większość dużych obszarów leśnych na niżu i pogórzu;
..:: strefa 6 (40-30 mg SO2 na m3) - występowanie wrażliwych gatunków skorupiastych, listkowatych i krzaczkowatych na pniach i gałęziach, np. brodaczki (Usnea), nieznaczny wpływ zanieczyszczeń przemysłowych. Naturalne, rozległe obszary leśne w niektórych rejonach Karpat i w północno-wschodniej Polsce;
..:: strefa 7 (poniżej 30 mg SO2 na m3) - bogata flora porostów na pniach i gałęziach drzew (np. granicznik płucny Lobaria pulmonaria), tereny nie zanieczyszczone. Nieliczne obszary w Polsce.