Моллюск — друг человека: что такое биоиндикаторы

Биоиндикаторы — это биологические объекты (от макромолекул до популяций животных), используемые для мониторинга состояния окружающей среды. Они помогают вовремя заметить, как меняются воздух, вода или почва, оценить степень влияния цивилизации на экосистему и принять необходимые меры. Plus-one.ru приводит примеры, как могут взаимовыгодно сосуществовать различные виды на этой планете.

Моллюски в Польше

Для оценки качества воды в Варшаве используют восемь обыкновенных двустворчатых моллюсков, помещенных в проточный резервуар городского водоканала. Им посвящен короткометражный документальный фильм Gruba Kaśka (Fat Kathy), названный в честь одноименной насосной станции. Режиссер фильма Юлия Пелка отмечает: ее вдохновило то, как живые организмы защищают человечество от опасностей, созданных нашей цивилизацией.

Пойманные моллюски проходят процесс акклиматизации, который занимает около двух недель. Затем ученые закрепляют на их раковинах специальные датчики и фиксируют расстояние между приоткрытыми створками. Моллюски фильтруют воду со скоростью около полутора литров в час, питаясь растворенными в ней минералами и частицами органики. Их организм чувствителен к различным загрязнениям — если качество воды ухудшается, моллюски плотно закрывают раковины. Когда это происходит, датчики, прикрепленные к их створкам, подают сигнал, прекращающий подачу воды.

Моллюсков используют в течение трех месяцев, а затем возвращают в естественную среду, предварительно пометив, чтобы случайно не забрать животное снова. Ученые, наблюдающие за ними, отмечают, что эти организмы живут около 50 лет и кратковременная работа на насосной станции не может повредить их здоровью.

Первые биоиндикаторы

Один из первых опытов биологического мониторинга — использование канареек для защиты шахтеров от взрывов метана — природного газа, не имеющего цвета и запаха. Он скапливается в пустотах среди горных пород и взрывается от малейшей искры, а ведь раньше шахтеры носили с собой масляные лампы с открытым пламенем. Кроме того, человек может умереть от отравления газом.

В XIX веке еще не было автоматических систем обнаружения метана, и шотландский физиолог Джон Скотт Холдейн порекомендовал шахтерам брать с собой клетку с канарейкой. Птицы остро реагируют на утечки природного газа: замолкают, начинают проявлять признаки беспокойства, а иногда и вовсе теряют сознание. Шахтеры работали, слушая пение канарейки, а тишина была для них сигналом тревоги.

Улитки в Санкт-Петербурге

Необычные сотрудники есть и на Юго-Западных очистных сооружениях завода по сжиганию осадка сточных вод Санкт-Петербурга. ЮЗОС оборудованы современной системой очистки выхлопных газов, но мизерное содержание токсичных веществ не улавливают даже самые точные приборы. Африканские улитки более чувствительны: при повышении концентрации выхлопов их подвижность и частота сердечных сокращений изменяются.

Моллюски сидят в емкости, куда подается смесь чистого воздуха с небольшой примесью выхлопных газов — именно такая концентрация характерна для границы санитарно-защитной зоны завода. На раковинах закреплены датчики, отслеживающие сердцебиение и двигательную активность. По этой информации система автоматически определяет самочувствие улиток.

Моллюскам обеспечивают максимально комфортные условия для «работы». Датчики закреплены так, чтобы они могли свободно ползать. Кроме того, улитки регулярно получают пищу и воду.

Колонии птиц и белые медведи в Арктике

Белый медведь — это биоиндикатор устойчивого состояния экосистемы Арктики. Арктический научный центр «Роснефти» совместно с некоммерческой организацией «Совет по морским млекопитающим» изучает этих хищников. Так, анализ шерсти, крови и подкожного жира белых медведей позволяет оценить состояние их иммунитета, уровень стресса, а также изменение концентрации вредных веществ, которыми загрязнена окружающая среда Арктики.

На некоторых медведей надевают GPS-ошейники, чтобы следить за их миграцией. Исследователи выяснили, что животные вынуждены все время перемещаться на север, так как площадь льда сокращается из-за глобального потепления. Кроме того, белым медведям стало сложнее охотиться — раньше они подкарауливали тюленей, сидя на льдинах, а теперь начали нападать на белух, чаек и даже есть водоросли.

Состояние природы Арктики также помогают оценить исследования птиц. Участники экспедиции «Арктический плавучий университет — 2022: меняющаяся Арктика» выяснили, что виды, которые жили на территории Восточно-Европейской равнины, мигрируют на север, к арктическим архипелагам. Так, орнитологи обнаружили белую чайку — малоизученный вид, занесенный в Красную книгу, на архипелаге Новая Земля.

Специалисты отмечают, что так белая чайка приспосабливается к изменению климата. Этот вид строит гнезда на островах, а питается у кромки льдов, которая смещается все дальше на север. Чайке приходится преодолевать большие расстояния, чтобы выкормить птенцов и защитить их от белых медведей, а миграция на архипелаг облегчает эту задачу.

Лишайники и омуль на Байкале

За последние годы значительно вырос объем тяжелых металлов и других токсичных веществ, попадающих в Байкал. Это озеро включено в список Всемирного наследия ЮНЕСКО, поэтому за его состоянием внимательно наблюдают.

Ученые из Лимнологического института Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) в Иркутске отмечают, что в пробах воды, взятых из Байкала, содержатся стойкие органические загрязнители (СОЗ), в том числе фталаты и полициклические ароматические углеводороды. Многие из них токсичны, обладают канцерогенной и мутагенной активностью. Ученые предложили контролировать их концентрацию с помощью лабораторного анализа тканей омуля и голомянки. Эти виды рыб были выбраны по следующим причинам:

Кроме того, на Байкале следят за лишайниками — живыми организмами, представляющими симбиоз грибов, водорослей и/или цианобактерий. У них нет корневой системы, а значит — и барьера, отфильтровывающего токсины. Лишайники впитывают влагу дождей, туманов и росы всей своей поверхностью, а при загрязнении окружающей среды погибают быстрее других организмов. Когда концентрация двуокиси серы в воздухе достигает 0,03–0,1 мг/м³, они покрываются бурыми пятнами. На состояние лишайников влияют и другие загрязнители: окись азота, окись углерода, соединения фтора.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram