Bioindikatoren: Was sie sind und wofür sie verwendet werden

Biomonitoring ist ein wissenschaftliches Forschungsinstrument, das zunehmend zur Messung der Belastung von Mensch und Umwelt durch Schadstoffe und Toxine eingesetzt wird. Diese qualitative und quantitative Datenerhebung wird über einen bestimmten Zeitraum durchgeführt, um eventuelle Veränderungen und deren Ursachen genau zu erfassen. Das Biomonitoring kann sich auf Bioindikatoren stützen, um den Zustand der Umwelt (Wasser, Boden, Luft) und die Biodiversität in einem bestimmten Gebiet zu bewerten, das Störfaktoren oder Schadstoffen ausgesetzt sein kann oder nicht.

Ein biologischer Indikator oder Bioindikator ist ein Organismus, der zur Bewertung einer Veränderung der Umweltqualität aufgrund einer natürlichen oder anthropogenen Belastung dient. Das untersuchte biologische Ziel unterliegt auch Veränderungen in seinem natürlichen Zustand, die nachgewiesen werden können, um den Gesundheitszustand der Umwelt zu bestimmen. Um als Bioindikator verwendet zu werden, muss ein Organismus die bestimmten Kriterien entsprechen; im Allgemeinen muss der Kandidatenorganismus in geeigneter Weise verbreitet und leicht zugänglich sein, eine gewisse ökologische und soziale Relevanz haben, vorzugsweise groß, langlebig und in der Lage sein, nachweisbare Mengen an Schadstoffen zu akkumulieren und zu konzentrieren, ohne abzusterben. Man spricht in der Tat von einerBioakkumulation bestimmter Stoffe, oft Schadstoffe, im Körper in einem Ausmaß, das weit über der Umweltkonzentration liegt.

Die Kräuter können die wichtigsten Bioindikatoren für die Qualität des Bodens und seine Verunreinigung sein. Apropos krautige Pflanzen: Anhand der Unkräuter, die in einem bestimmten Boden wachsen, kann man auf die Bodenbedingungen und den Fruchtbarkeitszustand schließen. Jede Pflanze hat nämlich ihre eigenen optimalen Wachstumsbedingungen. Manche Pflanzenorganismen bevorzugen saure Böden, andere basische; aber auch der Verdichtungszustand des Bodens selbst kann sich auswirken, ebenso wie die übermäßige Konzentration eines Nährstoffs, z. B. Stickstoff, und der Grad der Feuchtigkeit.

Libellen und Libellen sind Insekten, die zur Ordnung der Hodonten gehören, die sich zu Beginn des Mesozoikums entwickelt haben. Sie sind an Gewässer gebundene Tiere, die diese zur Nahrungsaufnahme und zur Fortpflanzung überfliegen. Dank ihrer besonderen Empfindlichkeit können sie als Umweltwächter und als Informanten für die Gesundheit des Süßwassers eingesetzt werden. Ihre gute Entwicklung in den frühen Lebensstadien hängt nämlich von der Wasserqualität der Flüsse, Teiche und Seen ab. Odonaten sind daher ausgezeichnete Bioindikatoren für die Flusswasserüberwachung. Ihr qualitatives und quantitatives Vorhandensein gibt darüber hinaus Aufschluss über die Fülle der Beutetiere (Insekten) und die Vegetation des untersuchten Ökosystems. Im Gegensatz zu anderen Bioindikatoren besteht bei den Odonaten ein direkter Zusammenhang zwischen ihrer Populationsdichte und derjenigen der Beutetiere und Pflanzen.

Flechten liefern wichtige Informationen über die Vielfalt, Quantität und Qualität der Schadstoffe in der Atmosphäre. Tatsächlich werden durch menschliche Aktivitäten verschiedene schädliche Schadstoffe in die Luft freigesetzt, die nicht nur die Gesundheit von Mensch und Tier gefährden, sondern auch Pflanzenkrankheiten verursachen und die Struktur des Ökosystems stören. Flechten sind eine symbiotische Verbindung zwischen zwei Organismen, einem Pilz und einem photosynthetischen Partner wie einem Cyanobakterium oder einer Alge. In dieser Symbiose produziert die Alge durch Photosynthese organische Verbindungen, während der Pilz durch seine Hyphen die Alge mit Schutz, Mineralsalzen und Wasser versorgt. Da Flechten keine Wurzeln, Stämme oder Blätter haben, sind sie vor allem von der Zufuhr mineralischer Nährstoffe aus der Atmosphäre abhängig. Sie sind bekanntlich sehr empfindlich gegenüber Umweltparametern wie Temperatur, Feuchtigkeit und Luftschadstoffen, da sie keine Gefäße haben.

Vögel besitzen viele Eigenschaften, die als Bioindikatoren bekannt sind: Sie werden aufgrund ihrer Rufe, ihrer leuchtenden Farben und ihrer Fluggewohnheiten leicht entdeckt. In vielen Ökosystemen sind Vögel als Hauptkonsumenten zu finden, was sie zu Organismen macht, die Schadstoffe leicht bioakkumulieren können. Diese Tiere sind die einzigen, die eine drei-dimensionale Ebene des Ökosystems abdecken können, denn sie können fliegen, an Land bleiben, schwimmen und sogar in tiefe Gewässer eindringen. Das Migrationsverhalten einiger Vögel erlaubt es ihnen außerdem, weite Gebiete zu überfliegen und uns so Informationen über die Art und den Grad der Verschmutzung des von ihnen überflogenen Gebietes zu liefern. Vögel können als Bioindikatoren für verschiedene Umweltbelastungen wie Lärm, Luftqualität, Lichtverschmutzung, globale Erwärmung, aber auch für denGrad der biologischen Vielfalt in einem bestimmten Gebiet dienen.

Die Elasmobranchier sind eine Unterklasse der Knorpelfische, zu denen Rochen und Haie gehören: Sie haben eine hohe ökologische und soziale Bedeutung sowie eine weite Verbreitung und Zugänglichkeit. Viele Arten sind langlebig und stehen an der Spitze ihrer trophischen Ketten. All diese Eigenschaften machen sie zu ausgezeichneten Bioindikatoren für die Wasserverschmutzung, da sie an der Spitze der Nahrungskette stehen, sie akkumulieren hohe Konzentrationen von Umweltschadstoffen, die im Ökosystem über Jahrzehnte oder in manchen Fällen sogar Jahrhunderte vorhanden sind. Dank ihrer fettreichen Leber können sie lipophile Substanzen ansammeln, was für einige Schadstoffe charakteristisch ist. Elasmobranchier werden als Bioindikatoren für verschiedene Schadstoffe in Meeresgewässern wie Metalle, persistente organische Schadstoffe und Kunststoffe verwendet, können aber auch Aufschluss über Umweltveränderungen geben, die durch anthropogene Aktivitäten verursacht werden (Veränderungen der Meerestemperatur, des pH-Werts und der Sauerstoffversorgung).

Muscheln sind filtrierende Weichtiere sowohl in Süß- als auch in Meeresgewässern und fungieren als Wächter über bestimmte Umweltveränderungen und Bioakkumulatoren für verschiedene Arten von Substanzen. Insbesondere die Gewöhnungsmuschel ist ein guter Bioindikator, da sie einige wichtige Eigenschaften wie ihre weltweite Verbreitung, ihr sesshaftes Verhalten und ihre geringen Versorgungskosten widerspiegelt. Dank dieser Organismen ist es möglich, die Auswirkungen eines bestimmten Ereignisses auf den Zustand eines Ökosystems zu untersuchen und Umweltrisiken annähernd zu prognostizieren.