УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет педагогики и психологии Кафедра психологии и физического воспитания
УСР № 4
по дисциплине «Индикация окружающей среды»
ТЕМА: «Применение биоиндикации в современной системе мониторинга и охраны окружающей среды»
Барановичи, 2022
ДНК-технологии для биоиндикации
поверхностных вод
С научной точки зрения, мониторинг, основанный на ручной сортировке образцов и морфологическом определении видового состава, может быть выполнен более быстрым, эффективным и надежным способом, а именно при помощи ДНК-баркодинга (ДНК- штрихкодирования).
Новые ДНК-технологии могут выступать в качестве прорывных подходов для диагностики окружающей среды и биомониторинга путем предоставления оперативной информации о таксономической структуре сообщества и биологических процессах в строго стандартизированном
виде
Разработка новых диагностических методов была усовершенствована благодаря пополнению эталонных библиотек ДНК-баркодов и новой высокопроизводительной технологии секвенирования (HTS).
Благодаря этим двум ресурсам многочисленные гидробиологические пробы можно обработать в течение нескольких дней, получая сотни миллионов последовательностей от организмов, ДНК которых находится в пробе.
ДНК присутствующую в среде (воде, осадках или биопленках) в результате жизнедеятельности водных организмов. Такая ДНК называется средовой (environmental DNA - eDNA).
Таким образом, eDNA-метабаркодинг предоставляет информацию не только об отдельных видах, важных с точки зрения биоиндикации (поденки, ручейники и др.), но и о других микро-, мезо- и макроорганизмах, живущих в конкретной водной среде. Эта технология также может предоставлять данные о наличии инвазивных видов в экосистеме
ДНК-баркодинг и метабарокодинг предлагают менее субъективный подход для идентификации организмов в водных экосистемах, чем классическая оценка, основанная на морфологии организмов
Учёные из Беларуси ведут работу по наполнению эталонной библиотеки видов макрозообентоса и рыб Беларуси, сейчас она содержит 453 ДНК-последовательности от 57 видов водных организмов, используемые для оценки экологического статуса рек.
Пример страницы индикаторного вида (личинка веснянки Nemoura flexuosa) из эталонной библиотеки ДНК-баркодов водных беспозвоночных Беларуси в базе данных BOLD
Индикация ненарушенности экосистем
Критерии ненарушенности лесных и луговых
экосистем. |
|
|
|
|
|
Ландшафтные критерии ненарушенности пойменных лугов: |
|||||
ненарушенность |
речной |
экосистемы |
согласно |
||
гидроландшафтным и гидробиологическим критериям; |
|||||
отсутствие мероприятий гидротехнической мелиорации; |
|||||
отсутствие |
в пойме |
промышленных и |
сельскохозяйственных |
||
предприятий, сельхозугодий (поля, сады и т.д.), жилых и других |
|||||
долговременных построек; |
|
|
|
||
отсутствие выпаса скота; |
|
|
|
||
отсутствие сенокоса; |
|
|
|
|
|
отсутствие вырубки кустарника; |
рекреации и необустроенных |
||||
отсутствие |
обустроенных мест |
||||
мест массового отдыха; |
дорог |
других |
транспортных |
||
отсутствие |
асфальтированных |
||||
коммуникаций (за исключением грунтовых дорог без насыпи); |
|||||
наличие видов-индикаторов ненарушенных пойменных лугов. |
|||||
Ландшафтные критерии ненарушенности пойменных лесов:
ненарушенность речной экосистемы согласно гидроландшафтным и гидробиологическим критериям;
отсутствие лесомелиоративных мероприятий и вырубок;
отсутствие мероприятий гидротехнической мелиорации;
отсутствие в пойме промышленных и сельскохозяйственных предприятий, сельхозугодий (поля, сады и т.д.), жилых и других долговременных построек;
отсутствие выпаса скота;
отсутствие обустроенных мест рекреации и необустроенных мест массового отдыха;
отсутствие асфальтированных дорог других транспортных коммуникаций (за исключением грунтовых дорог без насыпи);
наличие видов-индикаторов ненарушенных пойменных лесов.
Виды-индикаторы
ненарушенности наземных экосистем
Фомитопсис розовый |
|
Уснея цветущая |
|
Хаммария болотная |
|
Ятрышник |
|
|
|
|
|
|
|
Platydema violacea |
|
Lasiosomus enervis |
|
Pediacus depressus |
|
Gnorimus nobilis |
|
|
|
|
|
|
|
Индикатор ненарушенныхИндикатор ненарушенных Индикатор ненарушенныхИндикатор ненарушенных |
||
ценных лесных биотопов пойменных лесов и болот |
Лесных экосистем |
лесных экосистем |
Ceruchus chrysomelinus |
|
Peltis grossa |
Индикатор ненарушенных |
Индикатор ненарушенных |
||||
лесов. Вид индикатор ценных |
лесов. Вид индикатор ценных |
||||
лесных биотопов |
|
Златка большая сосновая |
лесных биотопов |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Критерии ненарушенности водных экосистем
Гидроландшафтные критерии ненарушенности экосистеместественных водотоков (рек и ручьев):
естественное состояние русла реки, меандрирование русла;лесистость водосбора не менее 50%. - естественное состояние поймы (в
том числе соответствие динамики уровня почвенно-грунтовых вод поймы сезонной динамике основных метеофакторов и уровню воды в реке как следствие отсутствия либо значительной удаленности гидромелиоративных систем от рассматриваемого участка);
отсутствие обустроенных мест рекреации и необустроенных мест массового отдыха;
отсутствие построек и коммуникаций в пойме и прибрежной зонеотсутствие прямого сброса вод мелиоративных каналов в пределах
участка;отсутствие водорегулирующих сооружений и искусственных водоемов в
русле реки.
Гидроландшафтные критерии ненарушенности экосистем естественных выходов подземных вод(родников):
отсутствие обустройства родника и прилегающей территории (на удаленности до 10 метров);
отсутствие распашки и гидротехнической мелиорации территории, примыкающей к роднику и вытекающего из него ручья (ручьев), и поймы на расстоянии не менее 1 км в радиусе от родника;
отсутствие водозаборных сооружений в зоне питания родника.