Um bioindicadora (ou bioindicadora ) é um indicador constituído por uma planta , fúngicas ou animais espécie ou de um grupo de espécies (eco-sociológica grupo ) ou grupo de plantas cuja presença ou estado fornece informações sobre determinadas características ecológicas (isto é, (ou seja físico-química, pedológica, microclimática, biológica ou funcional) do meio ambiente ou sobre o impacto de certas práticas.
Uma espécie sentinela , também chamada de sentinela ecológica , reage rapidamente às mudanças nas condições ambientais. Devido ao seu caráter de bioindicador sensível, esta espécie é frequentemente escolhida para estudos de biomonitoramento (diagnóstico ambiental, monitoramento ecológico de ambientes, em particular como forma de alerta de degradação mesológica ).
A ideia de que a qualidade da paisagem e a riqueza de certas espécies vegetais ou animais indicam uma qualidade geral do meio ambiente não é nova. J. Perrève, ex-promotor público e juiz, escreveu em 1845 : “A natureza plantou em todos os lugares do globo as plantas adequadas para a alimentação de seus habitantes; e da riqueza do reino vegetal dependem privativamente todas as existências animais ” . Estabeleceu claramente um vínculo de dependência entre a fauna e a flora.
A utilização racional e científica da bioindicação é, no entanto, recente, nomeadamente com bioavaliação ambiental (monitorização do estado do meio ambiente, ou da eficácia de medidas compensatórias ou restaurativas).
Em 1974, H. Ellenberg concebeu valores indicadores numéricos das preferências ecológicas de uma planta. Em 1977, E. Landolt modificou o método: os primeiros fatores diziam respeito ao solo: umidade média, acidez ou basicidade (pH), teor de nutrientes nitrogenados, teor de húmus, estrutura e aeração, salinidade; os seguintes são luz, temperatura média, continentalidade (variações de temperatura e umidade) e tipo biológico.
O princípio é observar os efeitos biológicos ou ecossistêmicos , ao nível do indivíduo e / ou populações ou ecossistemas (ao nível da biosfera ou possivelmente de grandes biomas ).
Esses efeitos devem ser mensuráveis pela observação de vários graus de alterações morfológicas, comportamentais, teciduais ou fisiológicas (crescimento e reprodução), levando em casos extremos à morte desses indivíduos ou ao desaparecimento de uma população.
Cada espécie ou grupo de espécies possui um biótopo primário. Sabemos por exemplo que:
Alguns bioindicadores também são biointegradores ; eles podem ser duplamente úteis em programas de biomonitoramento .
As espécies bioindicadoras podem fornecer informações sobre o ecossistema . Assim, por exemplo, a presença de escaravelhos , diplópodes e estafilinas indica um microclima edáfico . Na floresta de Fontainebleau, a baixa presença de espécies crescidas é característica de clareiras recentes e é explicada por insumos insuficientes de serapilheira. Algumas espécies são bioindicadores de depósitos metalíferos , como Buchnera cupricola , que é resistente a concentrações muito altas de cobre (ver metalófitos ).
As espécies bioindicatrizes também permitem diagnosticar mudanças ambientais ligadas à atividade humana. Existem bioindicações de fenômenos antropogênicos (a diminuição da população de minhocas após a aração profunda); bioindicações de poluição do ar (redução do número de aranhas , por exemplo, em áreas onde caem fumos industriais); e bioindicações biotoxicológicas (um exemplo histórico conhecido é a morte de milhares de mergulhões em um lago da Califórnia, Clear Lake , após uma aplicação de DDD nos anos 1940-1950).
A indicação biológica da qualidade do ar é a utilização de organismos suscetíveis a determinado poluente com efeitos visíveis macroscopicamente e microscopicamente, para avaliação da qualidade do ar . Fornece informações semiquantitativas sobre a contaminação atmosférica e permite avaliar diretamente os impactos ambientais dos poluentes.
A observação de organismos bioindicadores geralmente complementa os dispositivos de medição automática ou orienta a escolha das moléculas a serem analisadas.
ExemplosBioindicação da qualidade da água é o uso de organismos sensíveis a um determinado poluente com efeitos macroscopicamente ou microscopicamente visíveis para avaliar a qualidade da água. Fornece informações semiquantitativas sobre a contaminação do meio aquático e permite avaliar diretamente os impactos ambientais dos poluentes.
ExemplosPara biomonitoramento de água doce , os anfíbios , Odonata e invertebrados bentônicos (incluindo assembléias oligoquetas ) são comumente usados para a bioavaliação da qualidade de pântanos ou águas e sedimentos .
Certos invertebrados bentônicos são bioindicadores muito bons da qualidade da água doce e também podem ser estudados especificamente para a avaliação das concentrações de diferentes metais, metalóides ou certos poluentes orgânicos (ver por exemplo grau sapróbico ). Portanto, é importante determinar a rota de entrada do contaminante no corpo. Os indivíduos podem absorver toxinas da água diretamente por meio de suas guelras e / ou por meio da comida, ingerindo presas. A importância relativa de uma rota de entrada varia de acordo com as espécies e os contaminantes estudados e pode ser obtida submetendo o bioindicador a diferentes tratamentos para a presença do contaminante na água ou nos alimentos apenas. O pH do meio também é de grande importância, a acidificação, por exemplo, facilitando a circulação dos metais.
Em um organismo, certos órgãos como os rins ou o fígado ou o esqueleto bioacumulam diferencialmente metais pesados ou outros poluentes (em peixes em particular). Os metais que entram em um organismo podem ser absorvidos por metaloproteínas que desintoxicam os meios celulares. Eles são produzidos na presença do contaminante e são a base do mecanismo regulador. Os lisossomas e pelotas celulares também podem ser usados para sequestrar esses metais. Os mecanismos variam de acordo com os bioindicadores e os contaminantes estudados. Os estudos mais recentes permitem conhecer a partição subcelular dos metais em um determinado tecido ( fígado , brânquias , intestinos ), todos os quais fornecem informações sobre a natureza dos poluentes em um ambiente e sobre a duração e o grau de exposição. esses poluentes para as espécies de um determinado ecossistema. A presença de mutações , feridas, parasitoses ou degenerações fornece informações adicionais que também interessam ao ecotoxicologista e ao ecologista .
Os moluscos também são amplamente utilizados como bioindicadores, seja para ambientes de água doce ou ambientes marinhos costeiros. A estrutura de sua população, sua fisiologia, seu comportamento e os níveis de acúmulo de vários contaminantes em seus tecidos podem fornecer informações muito importantes sobre o estado de saúde de um ambiente e seu nível de contaminação. Eles são particularmente úteis porque são sésseis e, portanto, característicos do local onde são encontrados ou implantados. Entre as aplicações mais conhecidas, podemos citar o imposex ou o American Mussel Watch Program, que são ótimos exemplos do que hoje se encontra em diversos países.
Esses conceitos, por vezes confundidos, apresentam duas diferenças ligadas ao nível de organização biológica estudado e aos objetivos perseguidos na sua utilização. Por um lado, as espécies bioindicadoras fornecem informações sobre as mudanças no ecossistema por meio de sua presença, ausência e abundância, ou seja, através de sua dinâmica populacional, enquanto as espécies sentinela fornecem informações sobre essas mesmas mudanças por meio de mudanças no nível molecular, celular, fisiológico ou nível comportamental, que revelam a sua exposição a substâncias poluentes (no primeiro caso o estudo está ao nível populacional do número de indivíduos, no segundo caso é ao nível individual - tecido, morfológico). Por outro lado, as espécies bioindicadoras são utilizadas para conhecer um ecossistema, e não apenas para medir os efeitos da poluição; por outro lado, as espécies-sentinela são mobilizadas no âmbito da ecotoxicologia para o monitoramento ambiental.
Os animais podem ser usados em epidemiologia para antecipar epizootias . Os animais utilizados podem ser cativos ou selvagens e as espécies utilizadas devem atender a vários critérios para serem utilizáveis:
Também é possível realizar análises em cadáveres de pássaros.
Essa técnica tem boa sensibilidade. No caso da febre do Nilo Ocidental , os sítios sentinela cativos de Camargue foram capazes de detectar a atividade do vírus responsável em 2001 e 2002, embora não tenha afetado as populações em risco e em 2004, sua atividade poderia ser antecipada antes de afetar os cavalos.
Homem, esperma , fertilidade humana, expectativa de vida média , taxa de câncer (e sua natureza) ou taxa de outras doenças podem estar entre as baterias de indicadores que avaliam o estado do meio ambiente .
Eles são os “integradores naturais” mais objetivos de um estado ambiental e, portanto, dos impactos das atividades humanas combinados com os possíveis riscos naturais “biogeoclimáticos”, o que acaba por torná-los mais facilmente questionáveis. A vantagem é que eles refletem uma realidade biológica. Eles podem confirmar ou negar os índices de desempenho. A desvantagem é que às vezes são frustrantes para o usuário, pois se destacam um problema e seus sintomas, não apontam com certeza (antes de um experimento de confirmação) as (muitas vezes múltiplas) causas.
Bioindicadores não são uma agregação de indicadores medidos. Eles integram naturalmente a extrema complexidade, sinergias e inércias específicas dos ecossistemas.
Muitos atores que provavelmente são responsáveis pela degradação ambiental, portanto, facilmente negarão sua responsabilidade. No entanto, a bioindicação é útil ou necessária para muitos protocolos de avaliação e, às vezes, para a aplicação do princípio da precaução .
A Comissão Europeia em 2007, após quatro anos de debates sobre o tema “ Saúde-Ambiente ”, validou um projecto-piloto de biomonitorização em humanos.
Após uma etapa de pesquisa e validação científica, o desenvolvimento do uso da bioindicação por AASQA e por redes de vigilância ambiental por industriais, serviços estaduais, e o fato de utilizar material vivo para obter informações (qualitativas e por vezes quantitativas) sobre o estado de o meio ambiente leva os atores a produzirem protocolos cada vez mais padronizados para que sejam úteis para todos, inclusive em campos explorados mais recentemente, como qualidade do ar interno, saúde ambiental ( biomonitoramento humano ) ou o uso educacional da bioindicação.
Para a água, na Europa, o quadro mínimo é o da DQA , declinado em 2010 na França por um despacho que especificava os métodos e critérios de avaliação do estado ecológico , do estado químico e do potencial ecológico .
A bioindicação foi objeto de avanços sintetizados em 2013 pelo ONEMA em guia publicado em 2013. As regras de avaliação da qualidade da água estabelecidas emjaneiro de 2010aplicam-se apenas ao primeiro ciclo de avaliação da DQA (2010-2015). Eles então irão evoluir para o segundo ciclo DCE (2016-2021) com intercalibração e melhor relevância e "compatibilidade DCE" dos métodos de bioindicação, integrando o progresso do conhecimento dos impactos antrópicos e pressões sobre o recurso.
Existem também muitos guias destinados a harmonizar o diagnóstico ambiental (incluindo, por exemplo, procedimentos de amostragem de plantas.
A fitossociologia foi primeiramente anexada para descrever e nomear as associações de plantas características dos habitats naturais, fornecendo uma estrutura para a bioindicação pelas plantas. Descobrindo então que faltava um equivalente para alimentos e plantas medicinais , o botânico francês Gérard Ducerf se comprometeu a listar e descrever as plantas bioindicadoras de campos e prados, para ajudar os agricultores (ou jardineiros) a avaliar a condição e as características de seus solos, a história desses solos e suas necessidades e potencialidades agroecológicas; ou as condições para o levantamento da dormência das sementes, a partir da observação de plantas que ali vivem espontaneamente.