Научно-исследовательская работа ученицы 7 класса Бородулиной Кристины по теме: Влияние на чистоту воды организмов индикаторов.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №13»
Реферат
По дисциплине: Биология
тема: «Влияние на чистоту воды организмов индикаторов»
Выполнила:
Ученица 7 «а» класса
Бородулина Кристина
Подготовила
учитель биологии
высшей категории
Гафнер Елена Андреевна
Кунгур
2016 год
Содержание.
Введение................................................................................................................3
Понятие о гидробионтах.....................................................................................4
Методы биоиндикации…………………………………………………………5
Фильтрационный тип питания…………………………………………………7
Индикаторы воды……………………………………………………………….8
Заключение. Список литературы……………………………………………...16
Введение.
Кто такие биологические индикаторы? Что они делают?
Биологические индикаторы – организмы, которые реагируют на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения.
При экологическом мониторинге загрязнений использование Биологических индикаторов часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как Биологические индикаторы реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Биологические индикаторы своими реакциями отражают загрязнения за длительный период. При использовании Биологических индикаторов важную роль играет способность некоторых видов аккумулировать загрязняющие вещества. Для выявления разных загрязняющих веществ используются разные виды Биологических индикаторов. При оценке загрязнения водных экосистем в качестве Биологических индикаторов могут использоваться высшие растения или микроскопические водоросли, организмы зоопланктона (инфузории-туфельки) и зообентоса (моллюски и др.). В средней полосе России в водоемах при загрязнении воды разрастаются роголистник, рдест плавающий, ряски, а в чистой воде — водокрас лягушачий и сальвиния. С помощью Биологических индикаторов можно оценивать засоление почвы, интенсивность выпаса, изменение режима увлажнения и т. д. Возможности оценки среды по растительности изучаются специальным разделом ботаники — индикационной геоботаникой. Ее основной метод — использование экологических шкал, т. е. специальных таблиц, в которых для каждого вида указаны пределы его распространения по факторам увлажнения, богатства почвы, засоления, выпаса и т. д. В России экологические шкалы были составлены Л. Г. Раменским. Широкое распространение получило использование деревьев как Биологических индикаторов изменения климата и уровня загрязнения окружающей среды. Учитывается толщина годичных колец: в годы, когда выпадало мало осадков или в атмосфере повышалась концентрация загрязняющих веществ, образовывались узкие кольца. Таким образом, на спиле ствола можно видеть отражение динамики экологических условий.
Понятие о гидробионтах.
В любом водоеме есть сообщества, которые формируются на подводных камнях,  затопленных корягах. На их поверхностях поселяются организмы, способные вести прикрепленный или малоподвижный образ жизни. Это водоросли, мхи, бактерии, простейшие, черви, моллюски, ручейники, личинки насекомых. Все эти организмы можно назвать одним словом – гидробионты.
Гидробионты — морские и пресноводные организмы, постоянно обитающие в водной среде. К гидробионтам также относятся организмы, живущие в воде часть жизненного цикла - земноводные, насекомые. Существуют морские и пресноводные гидробионты.
Гидробионты в зависимости от того, в каком слое они живут и способа передвижения подразделяются на:
- нектон – крупные активно передвигающиеся животные, способные преодолевать течения и большие расстояния. К ним относят рыб, кальмаров,
китов, ластоногих, амфибии.
- планктон – совокупность мелких растений и мелких живых организмов, обитающих на разной глубине и не способных к активным передвижениям. В этой группе выделяют подгруппу – нейстон – образованную личинками животных, временно населяющими верхний слой воды. Планктон является пищей многих видов животных, населяющих водную среду.- бентос – представлен совокупностью прикрепленных к дну или медленно передвигающихся по дну организмов. Эта группа наиболее разнообразна на мелководье.          В море гидробионты представлены более широко, чем в пресных водоемах. Гидробионты могут жить как в естественной, так и в искусственной среде (промышленное рыбоводство, HYPERLINK "http://www.zoovet.ru/text.php?newsid=687"аквариумистика).
Значение гидробионтов в природе велико.
Среди животных-гидробионтов есть организмы с различным типом питания, но особую роль играют фильтраторы, которые прогоняют через систему специальных микропористых структур (сеточек или сит) значительный объем воды и извлекают из него организмы планктона и частицы мертвого органического вещества. Их способность к очищению воды очень велика. Многие виды дафний в пересчете на одну особь за сутки способны очистить до 1,5 л воды. Фильтрационный тип питания очень экономичен, так как не требует затрат энергии на поиск пищи. В пресных водах активные биофильтраторы — перловица, беззубка, дафнии и другие беспозвоночные. Большую роль в процессах самоочищения загрязненных вод играют прибрежно-водные растения. К ним относятся: ряска трехдольная, камыш озерный, кубышка желтая, водокрас лягушачий, тростник обыкновенный, кувшинка белоснежная, рогоз широколистный, рдест плавающий, роголистник погруженный, элодея.           Гидробионты исполняют  роль  биологических индикаторов качества водной среды,  тем самым определяя экологическое состояние водоёма.
2.  Методы биоиндикации.
Среди методов гидробиологического анализа экологического состояния водных объектов метод биоиндикации занимает одно из важнейших мест. Он основан на способности отдельных видов обитателей
водоёмов - биоиндикаторов - показывать своим развитием и существованием в воде на ее степень загрязнения, они отражают сложившиеся в водоеме условия среды. Видовой состав и численность обитателей водоема зависят от свойств воды.
1. Биоиндикация качества воды с использованием водорослей.
 В качестве индикаторов загрязнения воды органическими веществами используются водоросли. Разработана специальная шкала, позволяющая по составу водорослей оценить степень органического загрязнения: одни живут только в чистых водах и не терпят загрязнения, другие обитают в условиях умеренного загрязнения, а третьи предпочитают загрязнённую воду.
Значимость водорослей по Т.Я. АшихминойСтепень загрязнённости водоёма Название водорослей
Чистые водоёмы анабена, диатомаУмеренно загрязнённые диатома, навикула, кладофора, улотрикс, спирогира, мелозира, сценедесмус,  клостериумОтносительно чистые водоёмы хламидомонада, навикула, клостериумСильно загрязнённые хлорелла, эвглена зеленая
2. Биоиндикация качества воды по животному населению (индекс Майера).
Среди гидробионтов наиболее удачным и надёжным биоиндикатором являются водные животные, особенно беспозвоночные (это связано с их продолжительностью жизненного цикла и оседлым образом жизни). Основу пресноводных беспозвоночных гидробионтов составляют личинки насекомых, которые, по сравнению с другими гидробионтами, отличаются
повышенной чувствительностью к токсическим воздействиям и другим изменениям среды.
Чистые водоемы заселяют пресноводные моллюски, личинки веснянок, поденок, вислокрылок и ручейников, бокоплавы. Они не выносят загрязнения, и быстро исчезают из водоема, как только в него попадают сточные воды.
Умеренно загрязненные водоемы заселяют водяные ослики, личинки мошек (мокрецов), двустворчатые моллюски-шаровки, битинии, лужанки, личинки стрекоз и пиявки (большая ложноконская, малая ложноконская).
Чрезмерно загрязненные водоемы заселяют малощетинковые кольчецы (трубочники), личинки комара-звонца (мотыли) и ильной мухи (крыска).
Данная методика подходит для любых типов водоемов. Она более простая и имеет большое преимущество — в ней не надо определять беспозвоночных с точностью до вида. Даёт возможность быстро оценить состояние исследуемого водоёма. Метод основан на том, что различные группы водных беспозвоночных приурочены к водоемам с определенной степенью загрязненности.
Обитатели чистых вод, Х Организмы среднейчувствительности, Y Обитатели загрязненных водоемов, Z
Личинки веснянок
Личинки поденок
Личинки ручейников
Личинки вислокрылокДвустворчатые моллюски
Бокоплав
  Речной рак
Личинки стрекоз
Личинки комаров-долгоножек
Моллюски-катушки
Моллюски-живородки
  Личинки комаров-звонцов
Пиявки
Водяной ослик
Прудовики
Личинки мошки
Малощетинковые черви
Степень загрязненности водоема оценивается в баллах:
• более 22 баллов — водоем очень чистый и имеет 1 класс качества;
• 17-21 баллов — водоём чистый, имеет 2 класс качества;
• 11-16 баллов — умеренная загрязненность водоема, 3 класс качества;
• менее 11 — водоем грязный, 4 -7 класс качества.
Если проводить исследования качества воды регулярно в течение какого-то времени и сравнивать полученные результаты, то с использованием этих методов можно определить, в какую сторону изменяется состояние пруда, и как много в нем живет организмов индикаторов.
Фильтрационный тип питания.
Многие гидробионты обладают особым характером питания – это отцеживание или осаждение взвешенных в воде частиц органического происхождения и многочисленных мелких организмов. Такой способ питания, не требующий больших затрат энергии на поиски добычи, характерен для пластинчатожаберных моллюсков, сидячих иглокожих, полихет, мшанок, асцидий, планктонных рачков и др. Животные-фильтраторы выполняют важнейшую роль в биологической очистке водоемов. Пресноводные дафнии, циклопы или самый массовый в океане рачок Каланус Фимачикус отфильтровывают в день до 1,5 л воды на особь. Литоральная зона океана, особенно богатая скоплениями фильтрующих организмов, работает как эффективная очистительная система. Свойства среды во многом определяют пути адаптации ее обитателей, их образ жизни и способы использования ресурсов, создавая цепи причинно-следственных зависимостей.
Так, высокая плотность воды делает возможным существование планктона, а наличие парящих в воде организмов – предпосылка для развития фильтрационного типа питания, при котором возможен и сидячий образ жизни животных. В результате формируется мощный механизм самоочищения водоемов биосферного значения. В нем участвует огромное количество гидробионтов, от одноклеточных простейших до позвоночных животных. Вся вода в озерах умеренного пояса пропускается через фильтрационные аппараты животных. Весь объем Мирового океана профильтровывается в течение нескольких суток. Нарушение деятельности фильтраторов различными антропогенными воздействиями создает серьезную угрозу в поддержании чистоты вод.
Фильтровальные аппараты гидробионтов
1– личинки мошек Simulium на камне (а) и их фильтровальные придатки (б);
2– фильтрующая ножка рачка Diaphanosoma brachyurum;
3– жаберные щели асцидии Phasullia;
4– рачок Bosmina с отфильтрованным содержимым кишечника;
5– пищевой ток инфузории BursariaИндикаторы воды.
Двустворчатые.
Особо велика роль двустворчатых моллюсков в биологической очистке вод. Двустворчатые моллюски выступают как биофильтраторы, очищающие водоёмы от органического загрязнения. Кроме того, они поглощают и накапливают в своём теле тяжёлые металлы, тем самым способствуя очищению водоёмов от химического загрязнения. Их фильтрующая активность довольно велика — в среднем 1 л воды в час. Выяснено, что мидии, заселяющие 1 м² дна, за сутки могут профильтровать 280 м³ воды.
Кроме того, замечено, что в районах разведения моллюсков повышается общая продуктивность океана, в том числе и численность рыб, которые питаются моллюсками и прочими беспозвоночными, обитающими в их скоплениях.
Двустворчатые моллюски играют большую роль в образовании осадочных известковых пород. Из раковин двустворчатых немалой частью состоят такие горные породы, как мрамор, известняки, ракушечник. Стоит отметить, что наиболее многочисленные виды ископаемых Бивалвия являются руководящими формами для определения возраста пластов Земли.


Ракообразные
Ракообразные часто используются как биоиндикаторы и биомониторы в различных водных системах. Одной из причин этого является то, что они являются успешной группой организмов, распространенной в различных средах, включая морские, наземные и пресноводные экосистемы.
Некоторые из характеристик ракообразных, особенно касающиеся стратегии воспроизводства, могут быть очень важны для интерпретации данных биоиндикаторных исследований, в которых используются эти организмы.
В качестве биоиндикаторов и биомониторов используются в основном пресноводные виды. Два указанных термина не всегда ясно различаются. Мы используем термин иоиндикатор по отношению к группе организмов, которые дают информацию о состоянии среды на основании своего присутствия или отсутствия, истории жизненного статуса или динамики численности. Термин биомонитор используется по отношению к организму, который может использоваться для изучения географических и временных изменений в бионакоплении загрязняющих веществ, посредством измерения концентраций химикалий во всем теле или в специфических тканях. В морских экосистемах ракообразные еще не используются очень часто. В данных экосистемах большое внимание уделяется бентосу, поэтому акцент ставится на другие группы организмов (моллюски, полихеты, иглокожие).



Водоросли.
Многие водоросли — важный компонент процесса биологической очистки сточных вод.
Бурное развитие нитчатых и планктонных водорослей может создавать проблемы в работе очистных сооружений, систем водоснабжения.
В морской HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BA%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B8%D1%83%D0%BC%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0" \o "Аквариумистика"аквариумистике водоросли используют в системах биологической фильтрации. Применяются водорослевые танки («водорослевики») и скрубберы. Выращиваются либо специально посаженные макроводоросли (обычно из родов HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A5%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%80%D1%84%D0%B0&action=edit&redlink=1" \o "Хетоморфа (страница отсутствует)"Хетоморфа и Каулерпа), либо используется естественное водорослевое обрастание. Интенсивное освещение обеспечивает быстрый рост водорослей и активное поглощение ими загрязнителей. Периодически масса разросшихся в одорослей удаляется из фильтра.

Микроорганизмы.
Микроорганизмы, благодаря физиологическим и генетическим особенностям, быстро реагируют на изменение качества среды и действие стрессовых факторов. В связи с этим, они могут быть использованы для оценки степени и характера загрязнения морской среды.
К индикаторам биологического загрязнения относят микроорганизмы, выделяющие в среду гидролитические ферменты, расщепляющие легкоразлагающиеся органические соединения – молоко (протеолитические), крахмал (амилолитические), растительные масла или жиры (липолитические). В условиях высокого органического загрязнения, при недостатке кислорода, хорошо размножаются. Высокая численность сульфатредуцирующих бактерий указывает на присутствие высоких концентраций сероводорода в среде и дефицит кислорода. В этих условиях активно размножаются фотосинтетики – синезеленые водоросли, вызывая «цветение» водоемов.

Заключение.
Организмы индикаторы – незаменимые существа в природе. Они очищают среды обитания. В воде существует множество таких видов, которые разными способами очищают воду. Без них наша вода превратилась бы в «большую лужу». Так же биоиндикаторы используются в биоиндикации качества воды. Роль этих организмов очень велика.
Список литературы.
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайтов:
http://www.scienceforum.ruhttp://dic.academic.ruhttps://ru.wikipedia.org/wiki