Sinice a řasy jako bioindikátory prostředí

Úvod

Naše pojednání o bioindikaci započneme drobným exkurzem do kriminalistiky. K vyřešení zapeklitého případu mají dnes vyšetřovatelé k dispozici řadu moderních technologií a metod forenzní analýzy. I přesto jsou stále nezastupitelnou částí šetření také výpovědi obětí a svědků. Docela stejně to funguje i v biologii. Zkoumaný ekosystém můžeme prozkoumat skrz naskrz nejrůznějšími fyzikálními či chemickými metodami, ale bez znalosti a průzkumu organismů, které v něm žijí, se zpravidla neobejdeme. Následující text uvádí vysvětlení základních pojmů a několik příkladů využití bioindikace v praxi.

Jako bioindikátory se obecně označují organismy, případně jejich části nebo společenstva organismů, s jejichž pomocí můžeme posuzovat parametry prostředí a její změny v čase1. Správný bioindikátor by měl reagovat na jeden nebo více přesně určitelných stresorů a jeho odpověď musí být měřitelná a průkazná. Nemluvě o tom, že by se měla dostavit včas – lépe řečeno natolik brzy, aby bylo na jejím základě případně možné reagovat na narušení ekosystému nebo jej přímo odvrátit2.

Velmi užitečnými „pracovníky“ v tomto oboru se ukázaly být i sinice a řasy. Mají totiž řadu výhod: mají velmi široký areál rozšíření, snadno reagují na znečištění prostředí a dají se relativně jednoduše odebírat a zkoumat. Především se pak vyznačují svým krátkým životním cyklem a rychlou generační dobou3.

Bioindikace ve vodě

Sinice máme patrně všichni spojené zejména s mnohdy nepříjemným vodním květem na hladině eutrofizovaných stojatých vodních ploch. Oproti tomu však existují i druhy, pro které jsou charakteristické vody čisté a/nebo tekoucí4. Reakce na změny prostředí je druhově specifická – v různých skupinách sinic a řas jsou totiž známy druhy, jež jsou vůči změnám jak sensitivní, tak tolerantní5.

Velmi účinnými bioindikátory jsou rozsivky. Díky své citlivosti na parametry prostředí (pH, konduktivita, trofie, rychlost proudu apod.) jsou hojně využívané k zjišťování kvality vody a jejích změn6. Tento proces je v současnosti rutinně využívaný k hodnocení kvality vody v Evropě i dalších státech světa7,8. K zásadnímu kroku v implementaci rozsivek ve standardizovaném sledování kvality vody na evropském území došlo už v roce 2000, kdy Evropská unie vydala Rámcovou směrnici o vodách8.

Bioindikace na souši

Sinice a řasy nenajdeme jen ve vodě; podstatná část z nich obývá také půdu či jiné substráty na souši. Obecně v půdě můžeme najít sinice, zelené řasy (Chlorophyta) a hnědé řasy, především rozsivky (Bacillariophyceae) a různobrvky (Xanthophyceae)9. Jejich bioindikační schopnosti se využívají zejména ve vztahu k zemědělské produkci, např. pro zkoumání dlouhodobého vlivu insekticidů na půdní mikroflóru10.

Kontrolní otázky

  1. Jaká je jedna z předních výhod sinic a řas pro využití v bioindikaci?
    • mají specializované organely/orgány pro detekci okolních vlivů
    • areál jejich výskytu je omezený na specifické oblasti
    • mají rychlou generační dobu
    • umí fixovat vzdušný dusík
  2. Které organismy jsou rutinně využívány k monitorování kvality vody?
    • zelené řasy
    • rozsivky
    • zlativky
    • krásnoočka
  3. Kterou z níže uvedených skupin organismů text nezmiňuje? Nutno dodat, že v půdním prostředí ji můžeme nalézt také.
    • rozsivky
    • sinice
    • ruduchy
    • různobrvky

Literatura

  1. HOLT E. A., MILLER S. W. 2011. Bioindicators: Using Organisms to Measure Environmental Impacts. Nature Education Knowledge. 2(2).
  2. BURGER J. 2007. Bioindicators: Types, Development, and Use in Ecological Assessment and Research. Environmental Bioindicators. 1(1):22-39.
  3. AGBOGIDI O. M., MICHAEL O. E., EGBODUKU O. W., STEPHEN O. F., AGBOGIDI O. M. 2022. Relevance of Algae as Biological Indicators of Pollution Management Studies. International Journal of Environment and Climate Change. 12(10):1126-1133.
  4. MATEO P., LEGANÉS F., PERONA E., LOZA V., FERNÁNDEZ-PIÑAS F. 2015. Cyanobacteria as bioindicators and bioreporters of environmental analysis in aquatic ecosystems. Biodiversity Conservation. 24:909-948.
  5. SHEVCHENKO T. F., KLOCHENKO P. D., BILOUS O. P. 2018. Response of Epiphytic Algae to Heavy Pollution of Water Bodies. Water Environment Research. 90(8):706-718.
  6. LOBO E. A., HEINRICH C. G., CHUCH M., WETZEL C. E., ECTOR L. 2016. Diatoms as bioindicators in rivers. In NECCHI JR O. (ed). 2016. River Algae. Springer International Publishing. pp. 245-271.
  7. BESSE-LOTOTSKAYA A., VERDONSCHOT P. F. M., COSTE M., VAN DE VIJVER B. 2011. Evaluation of European diatom trophic indices. Ecological Indicators. 11(2):456-467.
  8. SRIVASTAVA P., VERMA J., GROVER S., SARDAR A. 2016. On the importance of diatoms as ecological indicators in river ecosystems: A review. Indian Journal of Plant Sciences. 5(1):70-86.
  9. HABIBI A., AKMUHANOVA N. R., ZAYAADAN B. K., SADVAKASOVA A. K., BAIZHIGITOVA A., RAHMATZAI N. 2016. The soil algal flora as bio-indicators of the soil condition in the Baghlan region (Afghanistan). International Journal of Biology and Chemistry. 9(2):11-16.
  10. MEGHARAJ M., KANTACHOTE D., SINGLETON I., NAIDU R. 2000. Effects of long-term contamination of DDT on soil microflora with special reference to soil algae and Algal transformation of DDT. Environmental Pollution. 109(1):35-42.