ВВЕДЕНИЕ
1. НАСЕКОМЫЕ-ФИТОФАГИ КАК ИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ
1.1 Биоиндикация с помощью насекомых
1.2 Использование насекомых-фитофагов в биоиндикации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Биоиндикация в настоящее время является популярным и недорогим методом мониторинга окружающей среды. Одними из наиболее удобных объектов для наблюдения являются насекомые, так как они характеризуются высоким таксономическим богатством и численностью, занимают различные экологические ниши и имеют жизненные циклы с временными рамками, подходящими для исследований на разных уровнях. Многие насекомые очень чувствительны к изменениям окружающей среды и могут реагировать на них на разных уровнях своей организации [1].
В настоящее время они дифференцированы: биоиндикаторы делятся на индикаторы состояния окружающей среды (отражают изменения физических и химических индикаторов), индикаторы окружающей среды (показывают влияние факторов окружающей среды на экосистемы) и индикаторы биоразнообразия (для оценки состояния местообитаний и видов, находящихся под угрозой исчезновения, чтобы защитить их.
Кроме того, индикаторы биоразнообразия можно классифицировать как: виды, наличие или отсутствие которых указывает на наличие или отсутствие некоторых других видов, появление или исчезновение которых приводит к серьезным изменениям в численности или встречаемости по крайней мере одного из других видов в сообществе, доминирующие виды, составляющие большую часть биомассы или количества особей в данной среде обитания [3].
Насекомые могут быть удобными и простыми объектами для оценки экологического состояния многих общих элементов белорусских ландшафтов.
1. НАСЕКОМЫЕ-ФИТОФАГИ КАК ИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ
1.1 Биоиндикация с помощью насекомых
Насекомые - один из важных объектов, которые можно использовать для наблюдения за состоянием окружающей среды. Эта самая большая и самая разнообразная группа животных играет важную роль в большинстве наземных экосистем.
Подавляющее количество насекомых-фитофагов является следующим звеном пищевой цепи после продуцентов ñ консументов первого порядка ñ и тем поэтому играет важную роль в качестве переносчиков веществ и энергии в экосистемах.
Высокая специфичность некоторых реакций и наличие достоверной корреляции между уровнем воздействия и степенью выраженности реакции отдельных видов насекомых позволяют использовать их как индикаторы состояния окружающей среды.
Биоиндикация с помощью насекомых может проводиться на разных уровнях организации живого вещества. В настоящее время реакции насекомых изучаются в основном на уровне организмов, популяций и в меньшей степени на биоценотическом уровне [5].
Мониторинг состояния окружающей среды включает выполнение нескольких этапов: выбор биоиндикатора, биоиндикация с его помощью экологического состояния экосистемы, диагностика загрязнения экосистемы, нормирование факторов окружающей среды, неблагоприятных для живых организмов, дифференциация факторов по степени их опасности.
Существуют определенные критерии отбора животных-индикаторов. Такие критерии, как чувствительность к определенным дозам загрязнения, масса, большая дальность действия, относительно низкая подвижность и относительно большая продолжительность жизни, а также адекватная развитость этих методов, применяются непосредственно к беспозвоночным и особенно к насекомым.
1.2 Использование насекомых-фитофагов в биоиндикации
Ранее насекомых-фитофагов использовали в биоиндикации промышленных зон.
Например, учеты, проводимые вблизи металлургических предприятий, позволили установить наибольшие изменения почвенного населения, снижение численности в 1,5ñ2 раза, биомассы ñ в 2ñ2,5 раза на расстоянии 4 км от комбината. В таких условиях заметно повышается доля эвритопных видов.
Уменьшается доля сапрофагов и возрастает доля фитофагов. Существует точка зрения, согласно которой почвенные беспозвоночные быстрее и более четко реагируют на антропогенное воздействие по сравнению с химическими и физическими методами тестирования параметров почвы. Однако позже стало известно, что отрицательные воздействия на биогеоценоз, в том числе поллютантов, влияют на педобионтов слабее, чем на открыто живущих насекомых.
В почве физико-химические условия значительно стабильнее, чем вне ее, поэтому комплексы почвообитающих животных отличаются устойчивостью даже при очень больших изменениях в экосистеме. Кроме того, вызывает определенную сложность определение видовой принадлежности педобионтов, что затрудняет использование их для биоиндикации.
Также следует указать, что многие из приведенных видов насекомых являются вредителями растений. В отдельные годы они могут давать вспышки массового размножения, но в межвспышечный период учет их низкой численности может оказаться статистически недостоверным, что снижает их индикационное значение.
Браун провел сравнение различных групп насекомых по их потенциальной возможности использования как индикаторов состояния экосистем. В результате его оценки наиболее высокий рейтинг получили Formicidae и Isoptera, затем Collembola и различные семейства Coleoptera (Carabidae, Cicindellidae, Elateridae, Cerambycidae, Chrysomellidae, Curculionidae).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, ранее насекомых-фитофагов использовали в биоиндикации промышленных зон. Однако позже стало известно, что отрицательные воздействия на биогеоценоз, в том числе поллютантов, влияют на педобионтов слабее, чем на открыто живущих насекомых.
В почве физико-химические условия значительно стабильнее, чем вне ее, поэтому комплексы почвообитающих животных отличаются устойчивостью даже при очень больших изменениях в экосистеме. Кроме того, вызывает определенную сложность определение видовой принадлежности педобионтов, что затрудняет использование их для биоиндикации.
При использовании насекомых-фитофагов в качестве тест-объектов чаще всего рассматривают их способность к накоплению тяжелых металлов, так как они могут накапливаться в растениях и передаваться по пищевым цепям. Исследование содержания тяжелых металлов жуках-фитофагах Chrysomela populi показало, что насекомые-фитофаги пропускают через пищеварительный тракт большее количество пищи, чем хищники, и накапливают больше металлов.
Индикаторным показателем может служить и изменение трофической структуры сообществ. Анализ распределения полужесткокрылых разных трофических групп показал, что фитофаги проявляют адаптивную реакцию к увеличению уровня загрязнения атмосферы.
Показано, что доля видов фитофагов с колюще-сосущим ротовым аппаратом увеличивается к центру города быстрее, чем доля насекомых с грызущим типом ротового аппарата. На участках, наиболее подверженных антропогенному воздействию, значительно увеличивается доля колющесосущих фитофагов по мере усиления воздействия.
1. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем: учебное пособие для вузов / под. ред. Р. Шуберта. – М.: «Мир», 1988. – 65 с.
2. Биотестовый анализ – интегральный метод оценки качества объектов окружающей среды: учебно-методическое пособие / А.Г. Бубнов [и др.]; под общ. ред. В.И. Гриневича; ГОУ ВПО Иван. гос. хим.- технол. ун-т. – Иваново, 2007. – 112 с.
3. Воронкевич, О.А. Добро пожаловать в экологию / О.А. Воронкевич. - М.: СПб: Детство-пресс; Издание 2-е, перераб., 2018. - 496 c.
4. Золотев, Ю.А. Тест-методы / Ю.А. Золотев // Журнал аналитической химии. – 1994. – т.49. - №2. – с. 149
5. Лисичкин, Г.В. Химическое модифицирование поверхности минеральных веществ / Г.В. Лисичкин // Соросовский образовательный журнал. – 1996. - №4. – с. 52
6. Мусатова, О. В. Биоиндикация и биоповреждения: методические рекомендации к лабораторным работам / О. В. Мусатова. – Витебск: УО «ВГУ им. П. М. Машерова», 2006. – 32 с.
7. Мэннинг У.Дж., Федер У.А. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений – Л.: Гидрометеоиздат, 1985.
8. Черемных, Е.Г. Биотестирование, или биологическая оценка безопасности в настоящем и будущем / Е.Г. Черемных, Э.Г. Розанцев // Экология и промышленность России. – 2003. - №10. – с. 44-46 с.
