ZOOLOGIA APPLICATA
INDICATORI
E BIOMONITORAGGIO
Prof. Biagio D’Aniello
Università di Napoli“Federico II”
Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale
Campus Universitario di Monte Sant’Angelo
Introduzione
bioindicatori
animali
Via
Cinthia – 80126
Napoli
Università Federico II di Napoli
La vita sulla Terra è presente da più di 3 miliardi di anni.
Essa è diffusa in tutti gli ambienti terrestri con i più svariati adattamenti
acquisiti secondo le regole dell’evoluzione in funzione del tipo di ambiente
che colonizza.
Data la correlazione stretta tra le forme di vita e l’ambiente è possibile
usare il materiale biologico come descrittore dell’ambiente stesso. Ciò può
essere valido anche per i fossili.
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Bioindicatori
Ci sono diverse vedute su ciò che può essere utilizzato come indicatore
1. Ci si può riferire ad una specie o alle categorie tassonomiche superiori
talvolta anche inferiori;
2. Oppure alle popolazioni o le comunità;
3. O ancora a parti del corpo di un organismo.
Definizione di bioindicatore di Iserentant e De Sloover (1976):
Organismo o sistema biologico usato per valutare una modificazione –
generalmente degenerativa – della qualità dell’ambiente, qualunque sia
il suo livello di organizzazione e l’uso che se ne fa.
Quindi, secondo i casi il bioindicatore sarà una comunità, un gruppo di
specie con comportamento analogo (gruppo ecologico), una specie
particolarmente sensibile (specie indicatrice), oppure una porzione di
organismo, come organi tessuti cellule o anche una soluzione
di estratti enzimatici.
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Bioindicatori
Il tipo di risposta del bioindicatore varia in relazione al livello di organizzazione
biologica del sistema assunto come bioindicatore e al tempo di esposizione alla
causa che provoca lo stress e la conseguente risposta.
Tempo /
Grado di
organizzaz.
biologica
ore/giorni
giorni/settimane
mesi/anno
Ecosistema
non rilevabile
prime deboli reazioni
Cambiamenti nella abbondanza e
qualità delle specie.
Cambiamenti nei cicli.
Cambiamenti nella produzione.
Accumulo di inquinanti.
Organismo
Clorosi.
Necrosi.
Effetti sugli scambi gassosi.
Alterazione di tessuti.
Clorosi. Necrosi.
Deperimento di organi. Alterazione di
tessuti.
Variazioni Morfologiche.
Accumulo di inquinanti.
Riduzione della fertilità fino alla
sterilità.
Deperimento.
Cellula
Attività enzimatiche alterate.
attività enzimatiche alterate.
Concentrazione di metaboliti.
Cambiamenti nel metabolismo.
Cambiamenti negli scambi di
energia.
Cambiamenti nei meccanismi di
ossidoriduzione.
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Inquinamento
Definizione: introduzione nell’ambiente
naturale di sostanze di origine chimica (es.
pesticidi) o biologica (es. residui organici), o
di fattori fisici (es. cementificazione), in
grado di provocare disturbi, danni o
alterazioni all’ambiente stesso.
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L'abbandono dei rifiuti nei
fiumi...
...e sulle sponde...
...scale di risalita "impossibili",
realizzate senza alcuna
conoscenza tecnica della
materia...
...spianamenti,
cementificazione e
distruzione degli
habitat fluviali:
...lavori eseguiti senza alcun
accorgimento direttamente in
alveo...
Inquinamento fisico
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Gli ecosistemi naturali
Gli ecosistemi naturali sono il risultato di un equilibrio dinamico tra le
diverse componenti instauratosi in migliaia o milioni di anni di evoluzione.
Le catene alimentari si sono dimostrate molto fragili e la struttura
complessa degli ecosistemi può essere facilmente distrutta.
La diversità biologica riveste importanza come meccanismo di protezione
nei confronti dei drastici cambiamenti all’interno dei sistemi ecologici.
Per lo studio dello stato di salute quindi assume un significato sempre
maggiore il valore di indicatore di qualità ambientale, che spesso viene
attribuito alle diverse specie che formano il sistema ecologico .
Es. l’impollinazione di alcune piante è impossibile senza gli insetti pronubi;
la germinazione di alcuni semi non potrebbe avvenire senza il passaggio
di questi attraverso il tubo digerente di determinate specie animali.
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Fauna e ambiente
Le ricerche sull’ecologia animale prendono in considerazione in primo luogo i
rapporti tra le diverse specie e le caratteristiche ambientali all’interno dei singoli
ecosistemi.
A livello di comunità, questo metodo di lavoro si è spesso tradotto nel tentativo di
identificare le faune corrispondenti a diverse situazioni ambientali.
Una volta noti i fattori ambientali che determinano la distribuzione spaziotemporale degli animali, si possono formulare ipotesi sugli effetti delle
perturbazioni su tali sistemi.
In tale senso gli animali possono essere utilizzati quale strumento per monitorare
la qualità ambientale.
Pertanto, si può definire indicatore un organismo o un insieme di organismi
(comunità) che risulti abbastanza strettamente associato a particolari condizioni
ambientali e la cui presenza si possa considerare indice di tali condizioni.
In generale, vari gruppi di invertebrati fungono da ottimi indicatori a livello di
biotopi, habitat e aree geografiche di estensione relativamente ridotta, mentre i
vertebrati superiori (uccelli e mammiferi) risultano essere più idonei a monitorare
habitat e paesaggi.
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Vantaggi Biovalutazione rispetto misure strumentali
1. Lo strumento di misura è selettivo e preciso, ma non è in grado di evidenziare
gli effetti sinergici. L’azione congiunta di 2 sostanze non è sempre prevedibile. Es.
malatione e paratione insieme sono 50 volte più tossici per i gatti insieme che da
soli).
2. La bioindicazione permette di evidenziare gli effetti di più tipi di inquinanti
contemporaneamente, segnalando anche la presenza di sostanze inquinanti
nuove; gli strumenti rilevano solo le sostanze per le quali sono stati progettati.
3. Il bioindicatore può essere vantaggiosamente usato per valutare parametri non
misurabili strumentalmente, come la complessità biologica, il valore ecologico, il
valore estetico, la qualità e il senso delle trasformazioni dinamiche delle comunità,
gli effetti delle azioni di cura degli ecosistemi.
4. La bioindicazione è meno costosa del rilevamento strumentale e la sua
economicità e speditezza di applicazione aumenta: con l’aumentare del territorio
da rilevare e con il protrarsi del tempo di indagine.
5. Pur con tutte le precauzioni del caso, la biovalutazione si presta anche a efficaci
applicazioni didattiche e di informazione della popolazione.
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Svantaggi Biovalutazione
1. Fornisce stime approssimate e meno oggettive dello strumento.
2. Con la biovalutazione si ottiene un dato non selettivo, cioè sintetizza l’azione di
tutte le componenti ambientali.
3. Il bioindicatore può sviluppare localmente un buon grado di adattamento
all’inquinamento, attraverso l’attivazione di barriere selettive, forme di
inertizzazione, meccanismi di espulsione rapida delle sostanze tossiche, falsando
il risultato della biovalutazione.
4. Spesso le misure sono il risultato di una attività stagionale, mentre lo strumento
può funzionare tutto l’anno.
5. Il bioindicatore risponde alle azioni di disturbo con reazioni diversificate per la
diversa irritabilità biologica non solo dei gruppi sistematici, ma anche degli
individui; lo stesso individuo può variare la sua risposta alle azioni di disturbo da
periodo a periodo o da un anno all’altro; lo strumento di misura, correttamente
tarato ed efficiente, è coerente nelle misure.
6. Chi raccoglie il dato deve avere una adeguata preparazione; mentre la semplice
lettura del dato strumentale in genere richiede una sommaria conoscenza tecnica
dello strumento.
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