گونه شاخص چیست؟10 نمونه اصلی

بیاموزید که چگونه گونه های شاخص به دانشمندان کمک می کنند تا وضعیت اکوسیستم را ارزیابی کنند.

• کالج دیکینسون
• دانشگاه آرکادیا

امیلی رود یک نویسنده ، ارتباط دهنده و مربی علوم با بیش از 20 سال تجربه کار با دانشجویان ، دانشمندان و کارشناسان دولت برای کمک به دسترسی بیشتر و جذاب تر علم است. او دارای یک کارشناسی ارشد است. در علوم محیط زیست و M. Ed. در آموزش علوم متوسطه.

• دانشگاه تنسی

• اشتراک گذاری
• توییتر
• پانترست
• پست الکترونیک

پروانه سلطنت یکی از شناخته شده ترین نمونه های یک گونه شخص متقاضی است. Sylvain Cordier / Getty Images

گونه های شاخص موجودات زنده ای هستند که به ما می گویند چیزی تغییر کرده است یا در محیط آنها تغییر خواهد کرد. آنها را می توان به راحتی مشاهده کرد ، و مطالعه آنها روشی مقرون به صرفه برای پیش بینی تغییرات در اکوسیستم در نظر گرفته می شود. این گونه ها همچنین به عنوان نشانگرهای زیستی شناخته می شوند.

دانشمندان عواملی مانند اندازه ، ساختار سن ، تراکم ، رشد و میزان تولید مثل جمعیت گونه های شاخص را کنترل می کنند تا به مرور زمان به دنبال الگوهای باشند. این الگوهای ممکن است بتوانند از تأثیراتی مانند آلودگی ، از بین رفتن زیستگاه یا تغییرات آب و هوا بر گونه ها نشان دهند. شاید مهمتر از همه ، آنها می توانند به پیش بینی تغییرات آینده در محیط خود کمک کنند.

زمینه

متداول ترین گونه های شاخص حیوانات هستند که 70 ٪ بی مهرگان هستند. آنها همچنین می توانند گیاهان و میکروارگانیسم ها باشند.

غالباً ، این ارگانیسم ها به روش هایی با محیط تعامل دارند که باعث می شود آنها نسبت به هرگونه تغییر بسیار حساس باشند. به عنوان مثال ، آنها ممکن است در بالای سطح تغذیه استوایی قرار بگیرند ، جایی که بیشترین میزان سموم موجود در محیط خود را دریافت می کنند. یا اگر شرایط نامطلوب شود ، ممکن است نتوانند به راحتی به یک مکان جدید منتقل شوند.

اهمیت زیست محیطی گونه ها یکی از اصلی ترین دلایلی است که دانشمندان از ارگانیسم های خاصی به عنوان شاخص استفاده می کنند. اگر یک گونه یک گونه سنگی باشد ، به این معنی که عملکرد اکوسیستم به آنها بستگی دارد ، هرگونه تغییر در سلامت یا جمعیت آن گونه ها شاخص خوبی از عوامل استرس زا محیطی است.

صفات و استفاده ها

یک گونه شاخص خوب همچنین باید به تغییرات نسبتاً سریع پاسخ دهد و مشاهده آن آسان باشد. پاسخ آنها باید نماینده کل جمعیت یا اکوسیستم باشد. آنها باید نسبتاً متداول باشند و جمعیتی به اندازه کافی بزرگ داشته باشند تا بتوانند به راحتی مطالعه کنند. گونه هایی که به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته اند ، کاندیداهای خوبی برای نشانگرهای زیستی هستند. گونه هایی که به سرعت و به تعداد زیادی تولید مثل می کنند و دارای یک زیستگاه تخصصی یا رژیم غذایی هستند ، یک شاخص ایده آل را ایجاد می کند. دانشمندان همچنین به دنبال ارگانیسم هایی هستند که از نظر تجاری یا اقتصادی مهم هستند.

دانشمندان از گونه های شاخص برای تعیین تغییر در اکوسیستم بر اساس آنچه در گونه های شاخص مشاهده می کنند استفاده می کنند. از گونه های شاخص برای نشان دادن تغییرات محیطی خوب و بد استفاده می شود. این تغییرات می تواند شامل وجود آلاینده ها ، تغییر در تنوع زیستی و تعامل بیوتیک و تغییر در محیط فیزیکی باشد.

BioIndicator در مقابل Biomonitor

یک بیولوژیکی ارگانیسم است که برای ارزیابی کیفی یک تغییر محیطی استفاده می شود. از طرف دیگر ، از زیست سنجی برای اندازه گیری کمی پاسخ ها و تغییرات در محیط که نشان دهنده آلودگی است ، استفاده می شود. به عنوان مثال ، اگر مقدار کلروفیل در یک گلسنگ کاهش یابد ، دانشمندان می دانند که آلودگی هوا وجود دارد.

نمونه هایی از گونه های شاخص

از آنجا که آنها غالباً آسیب پذیرترین اعضای اکوسیستم های خود هستند ، این گونه های شاخص در تحقیقات علمی به عنوان راهی برای مطالعه به راحتی و کارآمد تغییرات طولانی مدت در سلامت محیط زیست استفاده می شوند. مطالعه همان گونه ها در هر اکوسیستم به محققان کمک می کند تا راحت تر داده ها را مقایسه کنند تا بتوانند تغییرات کوچک در عواملی مانند دما ، تخریب زیستگاه و بارندگی را نشان دهند.

لیزن

گلسنگ ها ترکیبی از دو ارگانیسم جداگانه هستند. قارچ و جلبک ها در یک رابطه همزیستی با هم رشد می کنند که در آن قارچ مواد مغذی معدنی و مکانی را برای رشد جلبک ها فراهم می کند و جلبک ها از طریق فتوسنتز قند را برای قارچ تولید می کنند.

از گلسنگ ها به دلیل حساسیت به آلودگی هوا به عنوان بیولوژیکی استفاده می شوند. گلسنگ ها ریشه ندارند ، بنابراین آنها فقط می توانند مواد مغذی را مستقیماً از جو دریافت کنند. آنها به ویژه به آلودگی بیش از حد نیتروژن در هوا حساس هستند. اگر دانشمندان شروع به کاهش در گونه های گلسنگ کنند که به ویژه به نیتروژن حساس هستند و همچنین با افزایش گونه هایی که می توانند نیتروژن را به خوبی تحمل کنند ، می دانند که کیفیت هوا کاهش یافته است.

جغد

جغد خال خال شمالی برای اولین بار در سال 1990 به دلیل از بین رفتن زیستگاه به عنوان گونه ای تهدید شده ذکر شد. از آنجا که این جغدها لانه های خود را نمی سازند ، آنها به جنگل های با رشد قدیمی بالغ برای حفره های درخت ، درختان شکسته و سایر بقایای لانه سازی متکی هستند. فشار ناشی از ورود به سیستم ، توسعه ، تفریح و بیماری آنها را بدون مناطق لانه سازی ایمن رها کرده است. کاهش در جمعیت جغد خالص شمالی حاکی از کاهش بیشتر در کیفیت جنگل های چوب سخت شمال غربی اقیانوس آرام است. در سال 1999 ، شبکه منطقه خلیج سانفرانسیسکو ، نظارت بر جغدها را به عنوان راهی برای برآورد سلامت زیست محیطی زیستگاه های لانه سازی خود آغاز کرد.

مهفالیز

Mayflies نوعی حشره کلان مهره است که به ویژه در مورد آلودگی آب حساس است. آنها به عنوان یک نوجوان ، منحصراً در آب زندگی می کنند. بزرگسالان در زمین یا هوا زندگی می کنند اما برای تخم گذاری به آب باز می گردند.

این حشرات به دلیل وابستگی به آب و عدم تحمل آلودگی آنها توسط محققان به عنوان شاخص سلامت اکوسیستم های آبی مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، بیشتر گونه های مایفلی وابسته به زیستگاه هایی با سطوح پایین سخت تر هستند. آلودگی بیش از حد رسوب که در پایین یک آبراه مستقر می شود ، ممکن است یکی از دلایل کاهش جمعیت باشد. یافتن مایفیل ها در یک اکوسیستم آبزی به این معنی است که در صورت وجود هرگونه آلودگی ، آب کمی دارد.

ماهی سالمون

عادات مهاجرتی ماهی قزل آلا آنها را در برابر تغییرات محیطی آسیب پذیر می کند. تصاویر داولان / گتی

ماهی قزل آلا یک گونه ماهی غیرقانونی است. این بدان معنی است که آنها در آب شیرین تخم می زنند ، سپس راه خود را به سمت اقیانوس می گذارند ، فقط برای بازگشت به آب شیرین برای تخم ریزی. اگر آنها نتوانند آزادانه بین آب شیرین و اقیانوس حرکت کنند ، نمی توانند زنده بمانند.

تخریب زیستگاه ، ماهیگیری بیش از حد و گنگ رودخانه ها باعث کاهش قابل توجهی در جمعیت ماهی قزل آلا در سراسر جهان شده است. محققان در شمال غربی اقیانوس آرام مرگ و میرها را در جمعیت ماهی قزل آلا Coho به رواناب آب طوفان آلوده از مناطق شهری اطراف زیستگاه های تخم ریزی نسبت می دهند. از تغییرات در جمعیت ماهی قزل آلا می توان برای نشان دادن کاهش در زیستگاه و کیفیت آب و همچنین وجود بیماری استفاده کرد.

باتلاق مارش

Marsh Periwinkles نوعی حلزون است که می توان در جلبک هایی که بر روی چمنزارهای باتلاق نمکی رشد می کنند ، چرای پیدا کنید. آنها با جزر و مد حرکت می کنند و به پایین می آیند تا با افزایش آب به عقب برگردند و با بالا رفتن آب به عقب چمن می روند. پریوینک های مارش به ویژه به آلودگی حساس هستند و اغلب برای مطالعه سلامت اکوسیستم های باتلاق مورد استفاده قرار می گیرند.

محققان در امتداد سواحل خلیج فارس ایالات متحده از پرتوهای باتلاقی استفاده کردند تا نشان دهند چگونه نفت نشت نفت Deepwater Horizon بر سواحل تالاب های ساحلی تأثیر می گذارد و پیش بینی کردند که کاهش آنها احتمالاً سایر عملکردهای اکوسیستم ضروری در باتلاق را تحت تأثیر قرار می دهد. آنها همچنین از علف های باتلاقی استفاده می کنند که برای اکوسیستم مرداب حیاتی است. اگر جمعیت شکارچیان باتلاقی کاهش یابد، با افزایش چرای آن ها می توانند بر سلامت علف های مرداب تأثیر منفی بگذارند.

سمورهای رودخانه ای

موقعیت آن به عنوان یک شکارچی برتر سمور رودخانه ای را در برابر سموم آسیب پذیر می کند. Stan Tekiela نویسنده / طبیعت شناس / عکاس حیات وحش / گتی ایماژ

سمورهای رودخانه ای در اکوسیستم های آبی شکارچیان راس محسوب می شوند، بنابراین هرگونه سمی در محیط آن ها به سرعت از طریق ماهی ها و بی مهرگانی که می خورند به سمورها راه پیدا می کند. از آنجایی که سمورهای رودخانه ای در طول زنجیره غذایی تجمع می یابند، سمورهای رودخانه ای مقادیر بسیار بیشتری نسبت به سایر حیوانات در همان اکوسیستم دریافت می کنند. آنها به احتمال زیاد قبل از هر گیاه یا حیوان دیگری نشانه هایی از قرار گرفتن در معرض سم را نشان می دهند.

دانشمندان کانادایی از موی سمورهای رودخانه ای برای آزمایش میزان جیوه در دریاچه ای در کنار یک معدن جیوه غیرفعال در ساحل آن استفاده کردند. این مطالعه نشان داد که سمورهای رودخانه ای می توانند گونه های شاخص ارزشمندی برای آزمایش سلامت زیستگاه های دریایی و آب شیرین باشند.

سمندرها

سمندرها دارای پوستی قابل نفوذ هستند که باید مرطوب بماند و به این ترتیب شاخص خوبی از آلودگی هوا و آب هستند. جاسیوس / گتی ایماژ

سمندرها پوست بسیار نفوذپذیری دارند که برای زنده ماندن باید مرطوب نگه داشته شود. این امر آنها را به ویژه در برابر آلودگی و خشکسالی آسیب پذیر می کند. کاهش در سلامت سمندر یا اندازه جمعیت می تواند نشان دهنده تغییر منفی در محیط زیست آنها باشد.

محققان خدمات جنگلداری USDA دو نوع مختلف سمندر را برای نشان دادن بازیابی اکوسیستم جنگلی که به صورت تجاری ثبت شده بود مورد مطالعه قرار دادند. جمعیت سمندر با افزایش سن و سلامت جنگل افزایش یافت.

ای کولی

E. coli یکی از انواع باکتری هایی است که برای نشان دادن وجود آلودگی استفاده می شود. منجورول / گتی ایماژ

اشریشیا کلی (E. coli) نوعی باکتری است که معمولاً در مدفوع حیوانات خونگرم یافت می شود. باکتری ها ارگانیسم های ایده آلی برای نشان دادن وجود آلودگی هستند زیرا به سرعت تکثیر می شوند، در همه جا یافت می شوند و در صورت وجود یک عامل استرس زا محیطی سریع تغییر می کنند.

E. coli توسط ایالات متحده آمریکا EPA برای نشان دادن وجود ماده مدفوع در آب شیرین استفاده می شود. سایر باکتری ها معمولاً در آب های شکننده و شور و همچنین در هوا و خاک به عنوان شاخص های آلودگی مورد استفاده قرار می گیرند.

جمعیت بزرگ آنها خفاش ها را به یک گونه شاخص ایده آل برای مطالعه تبدیل می کند. مری آن مک دونالد / گتی تصاویر

خفاش ها به دلیل نقش های خود به عنوان پخش کننده بذر ، گرده افشانی و حشرات ، نسبت به تغییرات در کیفیت محیطی حساس هستند. آنها به ویژه تحت تأثیر از بین رفتن زیستگاه و تکه تکه شدن هستند. از خفاش ها توسط محققان برای مطالعه آلودگی نور ، فلزات سنگین ، شهرنشینی ، خشکسالی و تغییرات کشاورزی استفاده شده است. آنها از طریق استفاده از تله های دوربین ، نظرسنجی های صوتی و جمع آوری مو به طور غیر تهاجمی و مقرون به صرفه مورد مطالعه قرار گرفته اند. محققان پارک ملی یلوستون از خفاش ها برای مطالعه تغییرات آب و هوا و بیماریهای عفونی در جمعیت خفاش استفاده می کنند.

پروانه سلطنت

عادت های مهاجرتی پروانه سلطنت می تواند به دانشمندان کمک کند تا در مورد تغییرات محیطی در یک منطقه بزرگ بیاموزند. Jessica R. Bunger / Getty Images

تعداد پروانه های سلطنت برای 25 سال گذشته در حال کاهش شدید بوده است ، احتمالاً به دلیل ترکیبی از از دست دادن زیستگاه ، استفاده از سموم دفع آفات و تغییرات آب و هوا. از آنجا که آنها از کانادا به مکزیک مهاجرت می کنند ، آنها یک گونه شاخص ایده آل برای مطالعه سلامت کل قاره آمریکای شمالی هستند. یک محقق در دانشگاه کرنل معتقد است که نزولی که در جمعیت پروانه سلطنت دیده می شود را نمی توان در یک عامل واحد مقصر دانست ، اما یک شاخص فوری از مشکلات زیست محیطی بزرگتر است.