Bioindicateurs: caractéristiques et types
Les bioindicateurs sont des processus, des communautés ou des espèces biologiques permettant d'évaluer la qualité de l'environnement et sa dynamique dans le temps. Ils servent à évaluer l’impact des activités humaines sur les écosystèmes, en étudiant la réponse du biote au stress généré.
Nous devons considérer que chaque activité génère un impact environnemental positif ou négatif. Cependant, l'activité humaine a presque exclusivement généré des impacts environnementaux négatifs qui affectent les écosystèmes et leur biote.
Parmi les dommages environnementaux causés par les activités humaines, on trouve la pollution avec émissions et les déchets solides industriels ou urbains, l'épuisement des ressources naturelles en raison de la surexploitation, entre autres.
Tous ces impacts génèrent un stress dans le biote existant et sont donc appelés facteurs de stress anthropiques, afin de les différencier des facteurs de stress naturels, tels que les périodes de sécheresse intense ou les variations de température dues aux effets climatiques.
Le développement et l'application de bioindicateurs ont émergé dans les années 1960 et, depuis lors, leur répertoire s'est élargi à l'étude des environnements aquatiques et terrestres sous l'influence de facteurs de stress anthropiques.
Les bioindicateurs permettent de surveiller les changements environnementaux physico-chimiques, les processus écologiques, de détecter directement ou indirectement l’existence de contaminants et, en général, de détecter les altérations de l’environnement.
Caractéristiques générales des bioindicateurs
Un bioindicateur, qu’il s’agisse d’un processus biologique, d’une communauté ou d’une espèce, quel que soit le type de modification de l’environnement qu’il mesure, et de la région géographique en question, doit remplir certaines caractéristiques:
-Il doit être sensible aux perturbations ou au stress, mais ne pas mourir ni disparaître à cause de cela. Une espèce ou une communauté bioindicatrice doit avoir une tolérance modérée à la variabilité environnementale.
-Il devrait être possible de mesurer votre réponse au stress. Les processus biologiques chez un individu peuvent également agir en tant que bioindicateurs.
-Votre réponse devrait être représentative de celle de l'ensemble de l'écosystème, de la population ou de l'espèce.
-Il doit réagir en fonction du degré de pollution ou de dégradation de l'environnement.
-Il doit être abondant et commun, et présenter une densité de population suffisante dans la zone spécifique à l'étude. En outre, il doit être relativement stable et surmonter les variations climatiques et environnementales modérées.
- Il doit exister des informations sur le bioindicateur, une bonne compréhension de son écologie et de son cycle biologique, ainsi qu'une taxonomie bien documentée et stable. De plus, votre échantillonnage doit être simple et économique.
-Il doit avoir une importance publique, économique et commerciale à d'autres fins.
Dans le cas d'utilisation d'individus comme bioindicateurs, leur âge et leur variation génotypique doivent être pris en compte. Il convient également de vérifier que d’autres facteurs environnementaux n’interfèrent pas avec l’étude et complètent les informations au moyen d’essais toxicologiques.
Types de bioindicateurs
La classification des bioindicateurs varie selon les caractéristiques que l'on souhaite mettre en évidence dans le système de classification. Par exemple, nous pouvons classer les bioindicateurs en fonction de leur complexité, dans des espèces, des communautés ou des écosystèmes de bioindicateurs. Mais nous pouvons aussi les classer en fonction de l'environnement qu'ils surveillent.
Espèce bioindicatrice
Toutes les espèces existantes (ou un ensemble d'espèces) peuvent tolérer une gamme limitée de conditions environnementales physiques, chimiques et biologiques. Il est possible d’utiliser cette fonctionnalité pour évaluer la qualité de l’environnement.
Par exemple, les truites qui vivent dans les courants d’eau froide de l’ouest des États-Unis tolèrent une température comprise entre 20 et 25 ° C; cette sensibilité thermique peut donc être utilisée comme indicateur biologique de la température de l’eau.
Ces mêmes truites réagissent au niveau cellulaire aux augmentations de la température de l'eau (en brûlant et en abattant les forêts environnantes). Dans ces cas, ils synthétisent une protéine de choc thermique qui protège vos cellules des effets de l’augmentation de la température.
La quantification de ces protéines de choc thermique chez cette espèce permet de mesurer le stress thermique de la truite et d'évaluer indirectement l'altération de l'environnement due à l'abattage et au brûlage des forêts entourant l'étendue d'eau.
Communautés de bioindicateurs
Des communautés entières qui englobent une grande variété de plages de tolérance à de multiples facteurs environnementaux peuvent servir de bioindicateurs pour évaluer les conditions environnementales à partir d'une approche complexe et holistique. Ces études impliquent l’utilisation d’analyses de multiples variables environnementales.
Écosystèmes bioindicateurs
La perte de services fournis par les écosystèmes, tels que l'eau et l'air pur, les pollinisateurs de plantes, entre autres, est considérée comme un indicateur de l'état de santé de l'écosystème.
Par exemple, la perte d'espèces d'abeilles - qui sont des pollinisateurs - est considérée comme un indicateur de la perte de la santé environnementale, car elles sont sensibles à la présence de métaux lourds, de pesticides et de substances radioactives.
Bioindicateurs en fonction de l'environnement surveillé
Comme indiqué ci-dessus, les bioindicateurs peuvent également être classés en fonction de l'environnement dans lequel ils fournissent des informations. Suite à cette classification, nous avons des bioindicateurs de la qualité de l'air, de l'eau et du sol.
Bioindicateurs de la qualité de l'air
Parmi les bioindicateurs de la qualité de l'air, il y a les organismes sensibles aux variations de la concentration de certains gaz.
Par exemple, les lichens (associations symbiotiques entre un champignon, une microalgue et des cyanobactéries) et les bryophytes sont très sensibles aux gaz atmosphériques, car ils les absorbent à travers votre corps.
Ces organismes n'ont pas de cuticule ni de racines et leur rapport surface / volume élevé favorise l'absorption et l'accumulation de polluants atmosphériques, tels que les dioxydes de soufre. Par conséquent, sa disparition dans certaines zones est un indicateur de la mauvaise qualité de l'air.
D'autre part, il existe également des lichens (tels que Lecanora conizaeoides ), dont la présence est révélatrice d'une mauvaise qualité de l'air.
Cette sensibilité est due au fait que les canaris ont une faible capacité pulmonaire et un système de ventilation unidirectionnel. De ce fait, les canaris sont beaucoup plus sensibles que les humains aux gaz nocifs.
Bioindicateurs de la qualité de l'eau
Parmi les bioindicateurs de la qualité de l’eau figurent les microorganismes bactériens, protozoaires, macroinvertébrés, algues et mousses, entre autres; sensible à la présence de substances polluantes toxiques.
Par exemple, la présence de communautés de différents taxons de macro-invertébrés aquatiques dans une rivière est un indicateur écologique et de la biodiversité. Plus le nombre de taxons présents est élevé, plus la santé de la masse d’eau est bonne.
Les loutres sont d’autres bioindicateurs de l’état des rivières, car elles abandonnent rapidement les masses d’eau peu polluantes. Sa présence indique alors le bon état de la rivière.
Les éponges marines ont également été utilisées comme bioindicateurs de métaux lourds, tels que le mercure et le cadmium, substances fécales, entre autres. La détection de la disparition d'éponges dans les eaux marines est un indicateur de la perte de qualité de l'eau.
La présence dans une masse d’eau d’algues à des concentrations denses indique la présence de niveaux élevés de phosphore et d’azote dissous, qui peuvent provenir d’engrais versés dans l’eau. Les engrais rejetés génèrent l'accumulation de leurs nutriments et l'eutrophisation du milieu aqueux.
Bioindicateurs de la qualité du sol
En tant qu'indicateurs de la qualité du sol, nous pouvons mentionner une partie du biote de cet habitat, à savoir certaines plantes, champignons et microorganismes bactériens.
S'ils présentent des exigences spécifiques pour leur survie, ces organismes seraient des indicateurs de l'existence de ces conditions.
Par exemple, les vers de terre sont des bioindicateurs de la qualité du sol, étant donné que certaines espèces, telles que Eisenia fetida et E. andrei, sont sensibles aux pesticides, aux dérivés du pétrole, aux métaux lourds, entre autres. Ces bioindicateurs sont utilisés dans les études de toxicité du sol.
