|
Ферменты. Действие поллютантов на ферменты нарушает процесс нормального присоединения фермента к субстрату (С-Ф). это может происходить тремя различными способами:
1) К ферменту вместо субстрата присоединяется поллютант-ингибитор с образованием комплекса Ф-И (отравление СО);
2) Поллютант ингибирует фермент, расщепляя его связь с субстратом: C↘Ф;
3) Присоединяясь к субстрату вместе с ферментом, поллютант ингибирует его: С-Ф-И.
В итоге нарушаются различные процессы, например:
· Ассимиляция углекислого газа в процессе фотосинтеза. SO2 связывается с активным центром ключевого фермента фотосинтеза (рибулозодифосфаткарбоксилазы) вместо СО2 и тормозит фиксацию СО2 в цикле Кальвина. Газообмен СО2 в принципе пригоден для биоиндикации;
Синтез защитных веществ в клетке. В клетках растений под действием различных нарушений накапливаются определенные защитные вещества. Биоиндикация связана с определением концентрации этих веществ в растениях:
· Пролин – аминокислота, считающаяся индикатором стресса. Её концентрация возрастала в листьях тисса вблизи дорог с интенсивным движением транспорта, в листьях каштана при засолении почвы;
· Аланин – аминокислота, накапливалась в клетках водоросли треуксии, сосны и кукурузы при загрязнении;
· Пероксидаза и супероксиддисмутаза. При воздействии стрессов образуются токсичные перекиси, которые пероксидаза обезвреживает. Например, SO2 вызывает увеличение активности пероксидазы и появление изоферментов супероксиддисмутазы, что можно выявить с помощью гель-электрофореза.
Пигменты. При загрязнении в клетках растений происходят следующие изменения пигментов:
· Уменьшается содержание хлорофилла. Этапы его разрушения (феофетин, феофорбиды, распад пиррольного кольца);
· Понижается отношение хлорофилл а / хлорофилл в. Отмечается, в частности у ели при хроническом задымлении SO2;
· Замедляется флуоресценция хлорофилл.
При биоиндикации все эти изменения фиксируют с помощью приборов: хроматографа, спектрофотометра, флуориметра.
Аденозинтрифосфорная кислота. Содержание АТФ – универсального источника энергии в клетке – важный показатель ее жизнеспособности. Для его количественной оценки предложен показатель «энергетического заряда» (ЭЗ).
АДФ и АМФ – менее насыщенные энергией молекулы аденозиндифосфорной кислоты и аденозинмонофосфорной кислот. Показано, что с ростом концентрации SO2 в воздухе ЭЗ клеток растений (сосна, водоросль, требоуксия) снижается
Белки. При загрязнении в клетках уменьшается концентрация растворимых белков.
Углеводы. В целях биоиндикации может быть использовано наблюдение о росте глюкозы и фруктозы в листьях гороха при действии газодымных выбросов.
Липиды. Газовые выбросы ведут к уменьшению содержания миристиновой, пальмитиновой, и лауриновой кислот и к увеличению линолевой и линоленовой кислот в составе липидов.
|