Биомагнификация - Biomagnification

При биомагнификации концентрация стойких токсинов (кроссы) увеличивается выше по пищевой цепочке.
В этом сценарии пруд находится в состоянии алкогольного опьянения. По мере того, как мы углубляемся в пищевую цепочку, концентрация токсина увеличивается, в результате чего главный потребитель в конечном итоге умирает от интоксикации.

Биомагнификация, также известен как биоамплификация или биологическое увеличение, это любая концентрация токсина, такого как пестициды, в ткани толерантных организмов на последовательно более высоких уровнях в пищевая цепочка.[1] Это увеличение может произойти в результате:

  • Стойкость - когда вещество не может быть разрушено экологическими процессами
  • Пищевая цепочка энергетика - где концентрация вещества прогрессивно увеличивается по мере продвижения по пищевой цепочке
  • Низкая или отсутствующая скорость внутреннего разложения или выведения вещества - в основном из-за нерастворимости в воде
Биомагнификация - это накопление токсинов в пищевой цепи. Концентрация ДДТ выражается в миллионных долях. По мере увеличения трофического уровня в пищевой цепи количество накопленных токсинов увеличивается. Знаки x представляют количество накопленных токсичных веществ по мере увеличения трофического уровня. Токсины накапливаются в жирах и тканях организма. Хищники накапливают больше токсинов, чем добыча.

Биологическое увеличение часто относится к процессу, при котором определенные вещества, такие как пестициды или тяжелые металлы, проникают в озера, реки и океан, а затем перемещаются вверх по воде. пищевая цепочка в более высоких концентрациях, поскольку они включаются в рацион водных организмов, таких как зоопланктон, которые, в свою очередь, едят, возможно, рыбы, а затем их могут съесть более крупные рыбы, крупные птицы, животные или люди. По мере продвижения вверх по цепочке вещества все больше концентрируются в тканях или внутренних органах. Биоаккумулянты - это вещества, концентрация которых в живых организмах увеличивается по мере их поступления в организм. загрязненный воздух, вода или еда потому что вещества очень медленно метаболизируются или выводятся из организма.

Процессы

Хотя иногда используется как синоним "биоаккумуляция ", между ними проводится важное различие, а также с биоконцентрацией.

  • Биоаккумуляция происходит в пределах а трофический уровень, и представляет собой увеличение концентрации вещества в определенных тканях организма организмов за счет абсорбции из пищи и окружающей среды.
  • Биоконцентрация определяется как происходящее, когда поглощение из воды больше, чем выведение.[2]

Таким образом, биоконцентрация и биоаккумуляция происходят внутри организма, а биомагнификация происходит на трофических уровнях (пищевой цепи).

Биодилюция это также процесс, который происходит на всех трофических уровнях в водной среде; это противоположно биомагнификации, когда концентрация загрязняющего вещества уменьшается по мере продвижения вверх по пищевой сети.

Липид, (липофильный ) или жирорастворимые вещества не могут быть разбавлены, расщеплены или выведены из организма. моча, среда на водной основе, и поэтому накапливается в жировые ткани организма, если в организме не хватает ферменты чтобы унизить их. При поедании другим организмом жиры всасываются в кишечнике, неся вещество, которое затем накапливается в жирах хищника. Поскольку на каждом уровне пищевой цепи происходит большая потеря энергии, хищник должен съесть много добычи, включая все ее липофильные вещества.

Например, хотя Меркурий присутствует только в небольших количествах в морская вода, он поглощается водорослями (обычно в виде метилртуть ). Метилртуть - наиболее вредная разновидность ртути. Он эффективно всасывается, но очень медленно выводится из организма.[3] Биоаккумуляция и биоконцентрация приводят к накоплению в жировой ткани последовательных трофических уровней: зоопланктон, маленький нектон, более крупная рыба и т. д. Все, что ест эту рыбу, также потребляет более высокий уровень ртути, накопленной рыбой. Этот процесс объясняет, почему хищные рыбы, такие как рыба-меч и акулы или птицы любят скопа и орлы имеют более высокие концентрации ртути в тканях, чем можно было бы объяснить только прямым воздействием. Например, сельдь содержит примерно 0,01 части на миллион (ppm), а акула содержит более 1 ppm.[4]

Считается, что ДДТ способствует биоусилению, и биомагнификация является одной из наиболее важных причин, по которым ученые сочли его вредным для окружающей среды. EPA и другие организации. ДДТ хранится в жире животных, и на его расщепление уходит много лет, а по мере того, как жир потребляется хищниками, количество ДДТ увеличивается. ДДТ в настоящее время является запрещенным веществом во многих частях мира.[5]

Текущее состояние

В обзоре большого количества исследований Suedel et al.[6] пришли к выводу, что, хотя биомагнификация, вероятно, встречается более редко, чем считалось ранее, есть убедительные доказательства того, ДДТ, DDE, Печатные платы, токсафен, и органические формы Меркурий и мышьяк биоусиление в природе. Для других загрязнителей биоконцентрация и биоаккумуляция объясняют их высокие концентрации в тканях организма. Совсем недавно Грей[7] достигли аналогичных веществ, оставшихся в организмах и не разбавленных до неопасных концентраций. Успех восстановления высших хищных птиц (лысые орлы, сапсаны ) в Северной Америке после запрета на использование ДДТ в сельском хозяйстве свидетельствует о важности биомагнификации.

Вещества, способствующие биоусилению

Есть две основные группы веществ, способствующих биомагнификации. Оба липофильны и нелегко разлагаются. Новые органические вещества нелегко разложить, потому что организмы не подвержены предыдущему воздействию и, следовательно, развился специфические механизмы детоксикации и выведения, поскольку они не оказывали давления отбора. Эти вещества, следовательно, известны как "стойкие органические загрязнители "или СОЗ.

Металлы не разлагаются, потому что они элементы. Организмы, особенно те, которые подвергаются естественному высокому уровню воздействия металлов, имеют механизмы секвестрации и выделения металлов. Проблемы возникают, когда организмы подвергаются воздействию более высоких, чем обычно, концентраций, которые они не могут выводить достаточно быстро, чтобы предотвратить повреждение. Некоторые стойкие тяжелые металлы особенно опасны и вредны для репродуктивной системы организма.

Новые органические вещества

Дальнейшая информация: Стойкий органический загрязнитель

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Сильви, Нова Дж., Изд. (2012). Руководство по методам использования дикой природы: исследования. 1 (7-е изд.). Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джона Хопкинса. С. 154–155. ISBN  978-1-4214-0159-1.
  2. ^ Ландрам, П.Ф. и С.В. Фишер, 1999. Влияние липидов на биоаккумуляцию и трофический перенос органических загрязнителей в водных организмах. Глава 9 в MT Arts и BC Wainman. Липиды в пресноводных экосистемах. Springer Verlag, Нью-Йорк.
  3. ^ М. Крото, С. Н. Луома и А. Р. Стюарт. 2005. Трофический перенос металлов вдоль пресноводных пищевых сетей: свидетельства биоусиления кадмия в природе. Лимнол. Oceanogr. 50 (5): 1511-1519.
  4. ^ EPA (Агентство по охране окружающей среды США). 1997. Отчет об исследовании ртути для Конгресса. Vol. IV: Оценка воздействия ртути в США. EPA-452 / R-97-006. Агентство по охране окружающей среды США, Управление планирования и стандартов качества воздуха и Управление исследований и разработок.
  5. ^ «Запрет ДДТ вступает в силу». Агентство по охране окружающей среды США. 1972-12-31. Архивировано из оригинал на 2014-08-12. Получено 2014-08-10.
  6. ^ Зуэдел, Б.С., Борачек, Дж. А., Педдикорд, Р. К., Клиффорд, П. А. и Диллон, Т.М., 1994. Трофический перенос и потенциал биоусиления загрязняющих веществ в водные экосистемы. Обзоры загрязнения окружающей среды и токсикологии 136: 21–89.
  7. ^ Грей, Дж. С., 2002. Биомагнификация в морских системах: взгляд эколога. Mar. Pollut. Бык. 45: 46–52.

внешние ссылки

  • Фиск А.Т., Хекстра П.Ф., Борга К. и Д.С.Г. Муир, 2003. Биомагнификация. Mar. Pollut. Бык. 46 (4): 522-524