En bioindikatoren (eller bioindikatoren ) er en indikator , der består af en plante , svampe- eller animalske arter eller af en gruppe af arter (øko-sociologisk gruppe ) eller plante-gruppe , hvis tilstedeværelse eller tilstand giver information om visse økologiske karakteristika (dvs. (dvs. fysisk-kemisk, pædagogisk, mikroklimatisk, biologisk eller funktionel) i miljøet eller på indvirkningen af visse fremgangsmåder.
En sentinelart , også kaldet en økologisk sentinel , reagerer hurtigt på ændringer i miljøforhold. På grund af denne følsomme bioindikatorkarakter vælges denne art ofte til bioovervågningsundersøgelser ( miljødiagnose , økologisk overvågning af miljøer, især som et middel til at advare om mesologisk nedbrydning ).
Tanken om, at landskabets kvalitet og rigdom i visse plante- eller dyrearter indikerer en generel miljøkvalitet, er ikke ny. J. Perrève, tidligere kongsadvokat og dommer, skrev i 1845 : ”Naturen har på alle jordens steder plantet de planter, der er egnede til mad til dens indbyggere; og af vegetabilsk riges rigdom afhænger privat alle dyreeksistenser ” . Det etablerede tydeligt en sammenhæng mellem afhængighed mellem fauna og flora.
Den rationelle og videnskabelige anvendelse af bioindikation er imidlertid nyligt, især med miljømæssig biovurdering (overvågning af miljøtilstanden eller af effektiviteten af kompenserende eller genoprettende foranstaltninger).
I 1974 udtænkte H. Ellenberg numeriske indikatorværdier for en plantes økologiske præferencer. I 1977 ændrede E. Landolt metoden: de første faktorer vedrørte jorden: gennemsnitlig luftfugtighed, surhed eller basitet (pH), indhold af nitrogenholdige næringsstoffer, indhold af humus, struktur og beluftning, saltholdighed; følgende er lys, gennemsnitstemperatur, kontinentalitet (variationer i temperatur og fugtighed) og biologisk type.
Princippet er at observere biologiske eller økosystemeffekter på niveauet for individet og / eller populationer eller økosystemer (på niveauet for biosfæren eller muligvis store biomer ).
Disse virkninger skal kunne måles via observation af forskellige grader af morfologiske, adfærdsmæssige, vævs- eller fysiologiske ændringer (vækst og reproduktion), hvilket i ekstreme tilfælde fører til, at disse individer dør eller til en befolknings forsvinden.
Hver art eller gruppe af arter har en primær biotop . Vi ved for eksempel, at:
Nogle bioindikatorer er også biointegratorer ; de kan være dobbelt nyttige i bioovervågningsprogrammer .
Bioindikatorarter kan give information om økosystemet . Således indikerer for eksempel tilstedeværelsen af jorden biller , diplopoder og stafyliner et edafisk mikroklima . I Fontainebleau-skoven er den lave tilstedeværelse af overheadarter karakteristisk for nylige rydninger og forklares med utilstrækkelig kuldindgang. Nogle arter er bioindikatorer for metalliske aflejringer , såsom Buchnera cupricola , som er resistent over for meget høje koncentrationer af kobber (se metallophytes ).
Bioindicatrix-arterne gør det også muligt at diagnosticere miljømæssige ændringer knyttet til menneskelig aktivitet. Der er bioindikationer af menneskeskabte fænomener (faldet i regnormspopulationen efter dyb pløjning); bioindikationer af luftforurening (reduktion i antallet af edderkopper , for eksempel i områder, hvor industrielle dampe falder); og biotoksikologiske bioindikationer (et kendt historisk eksempel er tusindvis af dyrs død i en Californisk sø, Clear Lake , efter en anvendelse af DDD i årene 1940-1950).
Biologisk indikation af luftkvaliteten er brugen af organismer, der er modtagelige for et givet forurenende stof med synlige effekter makroskopisk og mikroskopisk til vurdering af luftkvaliteten . Dette giver semi-kvantitativ information om atmosfærisk forurening og gør det muligt direkte at vurdere miljøpåvirkningerne af forurenende stoffer.
Observation af bioindikatororganismer supplerer generelt automatiske måleenheder eller styrer valget af molekyler, der skal analyseres.
EksemplerVandkvalitets bioindikation er brugen af organismer, der er følsomme over for et givet forurenende stof med makroskopisk eller mikroskopisk synlige effekter til vurdering af vandkvaliteten. Dette giver semikvantitativ information om forurening af vandmiljøet og gør det muligt direkte at vurdere miljøpåvirkningen af forurenende stoffer.
EksemplerTil bioovervågning af ferskvand , de padder , den Odonata og bunddyr (herunder assemblager oligochaete er) der sædvanligvis anvendes til bio-vurdering af kvaliteten af vådområder eller vande og sedimenter .
Visse bentiske hvirvelløse dyr er meget gode bioindikatorer med ferskvandskvalitet og kan også undersøges specifikt til evaluering af koncentrationerne af forskellige metaller, metalloider eller visse organiske forurenende stoffer (se f.eks. Saprobisk grad ). Det er derfor vigtigt at bestemme ruten for forureningens indgang i kroppen. Enkeltpersoner kan absorbere toksiner fra vand direkte gennem deres gæller og / eller gennem mad ved at indtage bytte. Den relative betydning af en indgangsvej varierer afhængigt af arten og de undersøgte forurenende stoffer og kan opnås ved at udsætte bioindikatoren for forskellige behandlinger for tilstedeværelsen af forureningen i vand eller mad. Mediets pH er også af stor betydning, f.eks. Gør forsuring lettere cirkulation af metaller.
I en organisme bioakkumulerer visse organer, såsom nyrerne eller leveren eller skelettet, tungmetaller eller andre forurenende stoffer (især fisk). Metaller, der trænger ind i en organisme, kan absorberes af metalloproteiner, der afgifter cellulære medier. De produceres i nærværelse af forureningen og er grundlaget for reguleringsmekanismen. De lysosomer og cellepelleter kan også anvendes til at sekvestrere disse metaller. Mekanismerne varierer afhængigt af de undersøgte bioindikatorer og forurenende stoffer. De seneste undersøgelser gør det muligt at kende den subcellulære deling af metaller i et bestemt væv ( lever , gæller , tarme ), som alle giver information om arten af forurenende stoffer i et miljø og om varigheden og graden af eksponering for. disse forurenende stoffer for arten i et givet økosystem. Tilstedeværelsen af mutationer , sår, parasitoser eller degenerationer giver yderligere information, som også er af interesse for økotoksikologen og økologen .
Bløddyr bruges også i vid udstrækning som bioindikatorer, hvad enten de er i ferskvandsmiljøer eller kystnære havmiljøer. Strukturen i deres befolkning, deres fysiologi, deres adfærd og niveauerne af ophobning af forskellige forurenende stoffer i deres væv kan give meget vigtige oplysninger om et miljøs sundhedstilstand og dets forureningsniveau. De er især nyttige, fordi de er siddende og derfor karakteristiske for det sted, hvor de findes eller implanteres. Blandt de mest berømte applikationer kan vi nævne imposex eller American Mussel Watch Program, som er meget gode eksempler på, hvad der findes i dag i forskellige lande.
Disse begreber, som undertiden er forvirrede, præsenterer to forskelle knyttet til niveauet af den biologiske organisation, der er undersøgt, og de mål, der forfølges i deres anvendelse. På den ene side giver bioindikatorarter information om ændringer i økosystemet gennem deres tilstedeværelse, fravær og overflod, det vil sige gennem deres populationsdynamik, mens sentinelarter giver information om de samme ændringer gennem ændringer i de molekylære, cellulære, fysiologiske eller adfærdsmæssigt niveau, som afslører deres eksponering for forurenende stoffer (i det første tilfælde er undersøgelsen på populationsniveauet for antallet af individer, i det andet tilfælde er det på det individuelle niveau - væv, morfologisk). På den anden side bruges bioindikatorarter til at kende et økosystem og ikke kun til at måle virkningerne af forurening; på den anden side mobiliseres sentinelarter inden for rammerne af økotoksikologi til miljøovervågning.
Dyr kan bruges i epidemiologi til at foregribe epizootika . De anvendte dyr kan være fangne eller vilde, og de anvendte arter skal opfylde flere kriterier for at være anvendelige:
Det er også muligt at udføre analyser på fuglekroppe.
Denne teknik har god følsomhed. I tilfælde af West Nile feber kunne Camargue- fangevognsstederne detektere aktiviteten af den virus, der var ansvarlig i 2001 og 2002, skønt den ikke påvirkede populationer i fare, og i 2004 kunne dens aktivitet forventes, før den påvirkede heste.
Mennesker, sædceller , menneskelig fertilitet , gennemsnitlig levetid , kræftfrekvens (og deres art) eller andelen af andre sygdomme kan være blandt batterierne i indikatorer, der vurderer miljøtilstanden .
De er de mest objektive "naturlige integratorer" af en miljøtilstand og derfor af virkningerne af menneskelige aktiviteter kombineret med mulige naturlige "biogeo-klimatiske" farer, hvilket til sidst gør dem lettere tvivlsom. Fordelen er, at de afspejler en biologisk virkelighed. De kan bekræfte eller nægte præstationsindekserne. Ulempen er, at de undertiden er frustrerende for brugeren, for hvis de fremhæver et problem og dets symptomer, påpeger de ikke med sikkerhed (før en bekræftelsesoplevelse) årsagerne.
Bioindikatorer er ikke en samling af målte indikatorer. De integrerer naturligvis den ekstreme kompleksitet, synergier og inertier, der er specifikke for økosystemer.
Mange aktører, der sandsynligvis er ansvarlige for miljøforringelse, nægter derfor let deres ansvar. Bioindikation er dog nyttig eller nødvendig til mange evalueringsprotokoller og undertiden til anvendelse af forsigtighedsprincippet .
Det Europa-Kommissionen i 2007, efter fire års diskussioner om emnet ” Sundhed-Miljø ”, valideret et pilotprojekt for bioovervågning i mennesker.
Efter en fase af videnskabelig forskning og validering, udviklingen af brugen af bioindikation af AASQA og af miljøvågenhedsnetværk af industriister, statslige tjenester og det faktum, at den bruger levende materiale til at få information (kvalitativ og undertiden kvantitativ) om tilstanden i miljøledende aktører til at producere stadig mere standardiserede protokoller, så de er nyttige for alle, herunder inden for nyere udforskede områder såsom indeklima, miljømæssig sundhed ( human bioovervågning ) eller uddannelsesmæssig anvendelse af bioindikation.
For vand i Europa er minimumsrammerne for WFD , faldt i 2010 i Frankrig ved et dekret, der specificerede metoderne og kriterierne for evaluering af den økologiske tilstand , den kemiske tilstand og det økologiske potentiale .
Den bioindication var genstand for fremskridt syntetiseret i 2013 af ONEMA i en vejledning offentliggjort i 2013. Vurderingen vandkvalitet reglerne ijanuar 2010gælder kun for WFD's første evalueringscyklus (2010-2015). De vil derefter udvikle sig til den anden DCE-cyklus (2016-2021) med en interkalibrering og bedre relevans og "DCE-kompatibilitet" af bioindikationsmetoder ved at integrere udviklingen af viden om menneskeskabte påvirkninger og pres på ressourcen.
Der er også mange guider, der har til formål at harmonisere miljødiagnosen (herunder f.eks. Om prøvetagningsprocedurer for planter.
Den plantesociologi blev først knyttet til at beskrive og navngive plante foreninger karakteristisk af naturtyper, der giver en ramme for bioindication af planter. Derefter bemærkede den franske botaniker Gérard Ducerf, at der manglede en ækvivalent for mad og lægeplanter , at forpligte sig til at liste og beskrive bioindikatorplanterne på marker og enge for at hjælpe landmænd (eller gartnere) med at vurdere tilstanden og egenskaberne ved deres jord, historien om disse jordarter og deres agroøkologiske behov og potentiale; eller betingelserne for at løfte frødvalen, baseret på observation af planter, der lever der spontant.