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Esiste una stretta correlazione tra ogni organismo e l’ambiente in cui vive. Il Professor Depledge del Plymouth Environmental Research Centre, Università di Plymouth, così la sintetizza: “un organismo nel suo ambiente tende a mantenere l’omeostasi”, ovvero l’equilibrio dinamico che autoregola la condizione di stabilità interna di un organismo; quando è esposto a contaminanti, l’equilibrio è minacciato e diventano attivi dei meccanismi compensatori che portano ad un aumento o ad una riduzione di uno o più processi, funzioni fisiologiche o cambiamenti strutturali.

L’osservazione dell’uno – l’organismo - può quindi fornire utili indicazioni nella descrizione dell’altro – l’ambiente -. Le strutture biologiche, ed alcune in particolare, hanno reazioni biochimiche, fisiologiche, morfologiche ai cambiamenti dell’ambiente in cui vivono. Sono perciò utilizzate come indicatori dello stato di salute di una certa situazione ambientale e della sua evoluzione nel tempo.

Per diventare un bioindicatore o biomarker , l’organismo o un intero sistema biologico devono avere alcune caratteristiche: essere facilmente reperibili, rappresentativi per il loro ruolo ecologico nell’ambiente esaminato, ben conosciuti dal punto di vista genetico e funzionale, e comunque presentare una sensibilità verificata nei confronti dell’elemento “inquinante”sotto studio, il quale deve comunque essere ben identificabile rispetto altri possibili fattori di stress comunque presenti in quell’ambiente. Le cause di stress per un organismo hanno origine diversa: ci sono le malattie e i parassiti da un lato, gli elementi del clima dall’altro (la poca o la tanta acqua, le temperature troppo basse o troppo elevate, la presenza del vento, la qualità della radiazione solare, ecc.), per finire con gli elementi di disturbo di origine antropica (antiparassitari, inquinanti gassosi, campi elettromagnetici, rumore, ecc). Ognuno ha influenze dirette sulla vita delle singole cellule, con alterazioni delle attività enzimatiche e del metabolismo, ed effetti evidenti sull’intero organismo, come ingiallimenti, alterazioni dei tessuti, necrosi, e conseguenze negative, come il deperimento o la perdita di fertilità.

Con i bioindicatori è dunque possibile fare una biovalutazione dell’azione che un determinato elemento ha nell’ambiente considerato. E’ comunque da considerare che le risposte fornite non possono avere una precisione simile a quelle fornite dalle rilevazioni strumentali, che restano necessarie, e devono essere interpretate: la vita dell’organismo dipende infatti dall’interazione di tutte le componenti ambientali, alle quali tende ad adattarsi.Di bioindicatori per l’ambiente ne esistono sia nel regno vegetale che nel regno animale, ed anche nel mondo dei microrganismi. Ci sono alcuni esempi di specie diffuse, di facile reperibilità anche per i non addetti ai lavori.

I Chironomidi sono insetti della stessa famiglia delle mosche, sono molto diffusi e per questo facilmente visibili sulla superficie dei corsi d’acqua, degli specchi d’acqua come laghi o anche piscine, lagune di acqua dolce o salmastra. Il Chironomus salinarius Kieff., reperibile con elevata frequenza e densità nella laguna veneta, deve la sua diffusione all’ eccessivo arricchimento di sostanze organiche di quelle acque, che ha portato all’anormale proliferazione di alghe che, stagnando, ne favoriscono la riproduzione. La presenza di individui deformi nelle popolazioni presenti dà un ulteriore indizio di contaminazione da sostanze nocive in quello specifico ambiente acquatico locale.

I pesci vivono e si riproducono nell’acqua: chi meglio di loro ne può monitorarne lo stato di salute. La loro presenza può ad esempio indicare se il bilancio richiesta/consumo di ossigeno della comunità biotica di cui fanno parte è in condizioni di equilibrio o non ci siano elementi che lo disturbano. La lamprede (Lampetra planeri) sono dei pesci fluviali le cui carni sono state a lungo apprezzate nel passato. Oggi sono ormai scarsi in tutti i fiumi europei ed in Italia praticamente estinti: dato che tutto il ciclo biologico avviene nelle acque dolci, in particolare nei tratti medio alti dei corsi d’acqua, la diminuzione degli esemplari è da imputare a più cause: inquinamento delle acque, modificazioni della struttura degli alvei, dovute in gran parte alle artificializzazioni e alle escavazioni di ghiaia, immissioni di altre specie (salmonidi) utilizzate per il ripopolamento ma che risultano predatori sia delle larve che degli adulti.

Se in generale pesci, molluschi e crostacei, sono molto utilizzati per il controllo chimico della contaminazione dei corpi idrici e per lo studio degli effetti biologici indotti a causa della loro interazione continua con l’ambiente circostante, per i vegetali il discorso è più complesso: non possono essere utilizzati come biondicatori selettivi perché interagiscono contemporaneamente con l’ambiente acqua, terra ed aria ed hanno forti variabili stagionali. Le analisi della flora (specie e comunità) consentono perciò di avere piuttosto delle indicazioni sulla qualità generale dell’ambiente. Una specie utilizzata come biondicatore in questa accezione è la cannuccia di palude (Phragmites australis), che presenta elevata sensibilità alle variazioni di temperatura e salinità, alla modificazione dei livelli idrici, alla presenza di fenomeni di eutrofizzazione. Ma visto che la sua crescita può essere ostacolata da attacchi di parassiti, così come da fattori chimici o fisici presenti nell’ambiente, diventa più complesso riuscire a individuare i rapporti tra le singole cause e gli effetti rilevati.

I dati di biovalutazione rivestono dunque un importante ruolo per completare i dati di rilevazione strumentale tradizionali: permettono un confronto nel tempo dei vari parametri osservati ed una correlazione alle variazioni dei fattori ambientali. Nel loro complesso sono il punto di partenza per la definizione degli indici ecologici, oggi indispensabili per inquadrare un’area di osservazione dal punto di vista ambientale.

Per approfondimenti

Bioindicatori

http://www.flanet.org/download/publications/ricercherisultati/sartori1.pdf

Biomonitoraggio con muschi http://web.infinito.it/utenti/m/moss-bags/introduzione.htm

Funghi come biosensori (Progetto 2 Cebiovem) http://www.cebiovem.unito.it/indexita.html

Funghi simbionti nella biopercezione, nel biorisanamento e nel biomonitoraggio ambientale (Progetto 3 Cebiovem) http://www.cebiovem.unito.it/indexita.html