指示生物,是對環境中的某些物質能產生各種反應或信息而被用來監測和評價環境質量的現狀和變化的生物。
指示生物
簡介
對環境中的某些物質(包括進入環境中的污染物)能產生各種反應或信息而被用來監測和評價環境質量的現狀和變化的生物,可分為水污染指示生物、大氣污染指示生物和土壤污染指示生物。
發現
1909年德國學者B.科爾克維茨和M.馬松對一些受有機物污染的河流的生物分布情況進行了調查,發現河流的不同污染帶,存在著表示這一污染帶特征的生物。他們在此基礎上提出了指示生物的概念。例如水中存在著襀翅目、蜉蝣目稚蟲或毛翅目幼蟲時,水質一般比較清潔;而顫蚓類大量存在或食蚜蠅幼蟲出現時,水體一般是受到嚴重的有機物污染。許多浮游生物、水生微型動物、大型底棲無脊椎動物、搖蚊幼蟲、溞和藻類對水體受到的有機物污染也具有指示作用。此外,還可利用一些生物的行為、生理生化反應等對水污染進行評價。
其中,纖毛蟲類原生生物在水質污染監測和土壤污染監測中具有重要的指示意義。例如施氏腎形蟲(Colopodia.steinii),能耐受水中低水平的溶解氧和高水平的NH;,可以在其他原生動物都不適宜的極端條件下生長,故可作為真正的多污帶水體的指示生物;銳利檐形蟲(Aspidisca.1ynceus)、螅狀獨縮蟲(Carchesium.polypinum)、僧帽斜管蟲(Chilodonella.cucuUulus)、僧帽腎形蟲(C.cucuUus)、盤狀游仆蟲(Euplotes.patella)、尾草履蟲(Paramecium.caudatum Ehrenberg)等耐受性相對較強,可指示α一中污帶水體;能指示β-中污帶水體中的纖毛蟲有:珍珠映毛蟲(Cinetochilum.margaritaceum)、三刺榴彈蟲(Co-如.hirtus)、雙環櫛毛蟲(Didinium.nasutum)、天鵝長吻蟲(Lacrymaria.olor)、嬌旋口纖蟲(Spirostomum.teres):對生長環境要求相對較高的鐘形鐘蟲(Vorticella.campanula)則可作為寡污帶水體的指示生物。
纖毛蟲可用于檢測土壤中的重金屬毒性。膨大腎形蟲(C.inflata)和齒脊腎形蟲是土壤中常見的兩種纖毛蟲,許多毒性實驗證明它們與其他常用的測試生物(如蚯蚓)一樣對環境的變化敏感,甚至更為敏感,因為它們沒有保護性的細胞壁,更直接的暴露在周圍環境中,與污染物相接觸口5。而且由于纖毛蟲的生活周期較短,通常只需24h就可得到監測結果,比任何多細胞生物反應都要迅速。
在陸生動植物中也有許多指示生物。一些鳥類對大氣污染,特別是一氧化碳污染反應敏感。如很早以前就有人用金絲雀監測煤礦坑道中的一氧化碳。許多植物對大氣污染的反應也很敏感。例如地衣、苔蘚植物、紫花苜蓿等對二氧化硫敏感,唐昌蒲等對氟化氰敏感,煙草等對臭氧敏感。很多生長期較長、容易栽培和管理、并對大氣污染反應敏感而癥狀明顯的植物,都可作為指示生物。
選擇條件
1.有足夠的敏感性
2.有廣泛的地理分布和足夠的數量
3.是生態系統的重要組成
4.實驗室易于繁殖和培養
5.具有豐富的生物學背景資料
6.對毒物或因子的反應能夠被測定
7,具有重要的經濟價值和旅游價值