Organismi bioindicatori: tipologie ed esempi

Scritto e verificato la biologa Raquel Rubio Sotos

Ultimo aggiornamento: 27 dicembre, 2022

I numerosi cambiamenti che si stanno verificando negli ecosistemi, dovuti tra l’altro all’inquinamento atmosferico, alla deforestazione o all’eutrofizzazione delle acque, provocano variazioni nelle diverse nicchie ecologiche del pianeta. Grazie agli organismi bioindicatori, questi cambiamenti possono essere quantificati.

Le variazioni possono essere analizzate con metodi fisico-chimici che possono fornire alcune informazioni rilevanti. Ciò che non si ottiene con questa tecnica, però, sono le informazioni su come questi cambiamenti influenzano gli esseri viventi. Per questo motivo vengono utilizzati gli organismi bioindicatori.

Cosa sono gli organismi bioindicatori?

Si definiscono organismi bioindicatori tutti quegli esseri viventi e le loro comunità capaci di rispondere alle diverse alterazioni ambientali. Questi cambiamenti possono avvenire sia a livello fisiologico e comportamentale che per accumulo di inquinanti, e forniscono informazioni sulle caratteristiche ecologiche dell’ambiente o sull’impatto causato da determinati processi.

Caratteristiche delle specie bioindicatrici

Prima di uno studio con bioindicatori, è necessario effettuare una valutazione preventiva per selezionare l’organismo che meglio reagisce al tipo di problema ambientale, alla sua estensione geografica e temporale. Per questo, gli esseri viventi utilizzati devono soddisfare una serie di requisiti, tra cui:

• Essere particolarmente sensibili al disturbo di diversi fattori ambientali e non morire prima di esso.
• Essere semplici da studiare e ben conosciuti dalla scienza.
• Trovarsi abbondantemente in tutti i possibili habitat.
• Dovrebbe essere possibile misurare la loro risposta allo stress.
• Essere rappresentativo dell’intero ecosistema, per quanto possibile.

Se si utilizzano come bioindicatori individui appartenenti a una popolazione specifica, è necessario tener conto della loro età e del genotipo. Inoltre, è necessario verificare che altri fattori ambientali non interferiscano con lo studio e le misurazioni. Per questo, possono essere effettuati studi fisico-chimici dell’ambiente.

A cosa servono gli organismi bioindicatori?

Gli organismi bioindicatori sono particolarmente utili in queste tre situazioni:

• quando il fattore ambientale non può essere misurato – ad esempio, per ricostruire fattori ambientali passati, detti anche paleo;
• nel biomonitoraggio – quando il fattore indicato è difficile da misurare;
• quando il fattore ambientale è difficile da interpretare.

Pertanto, i bioindicatori vengono utilizzati principalmente nei seguenti casi:

• Valutare gli effetti delle tossine: gli organismi bioindicatori possono essere utili per prevedere danni futuri dopo una fuoriuscita di sostanze tossiche, e possono anche rappresentare gli effetti nocivi delle sostanze chimiche con una propria fisiologia.
• Valutare l’impatto dell’attività umana: l’assenza, la presenza o i cambiamenti di alcune specie quando si verifica un impatto antropico sull’ecosistema ci consente di valutare l’effetto in quella specifica area.
• Avvertire dei cambiamenti ambientali: la sensibilità degli organismi bioindicatori fornisce informazioni precoci sui cambiamenti ambientali, consentendo un’anticipazione delle possibili conseguenze di un determinato evento.
• Valutare la ricchezza delle specie: la complessità degli ecosistemi e delle relazioni trofiche spesso rende difficile valutare i cambiamenti nella ricchezza delle specie, ma con i bioindicatori i dati ottenuti possono essere estrapolati alla diversità dell’ambiente.

Bisogna tener conto che in molte occasioni una singola specie, per quanto rappresentativa, non può essere estrapolata all’intero biota del luogo. Questo deve essere preso in considerazione quando si interpretano i dati.

Tipologie di organismi bioindicatori

Possiamo classificare i bioindicatori in diversi modi. Uno di questi è attraverso il mezzo che viene studiato. Di seguito, scopriamo tutti i possibili organismi con queste caratteristiche.

Bioindicatori del suolo

Le diverse attività umane legate alla pianificazione urbana e allo sfruttamento delle risorse hanno generato molteplici variazioni e impatti sul suolo. Di conseguenza, gli habitat sono stati distrutti, l’idrografia e l’erosione sono state alterate, e molti substrati sono stati contaminati. Per la valutazione di questi impatti si possono distinguere tre organismi bioindicatori:

• Funghi: questi organismi vengono utilizzati per studiare principalmente la radioattività del suolo. I funghi accumulano radionuclidi nei loro tessuti, che possono poi essere trasferiti ad altre catene alimentari come roditori o umani. Per questo motivo, vengono effettuati studi di qualità dei loro tessuti, al fine di verificare se contengono accumuli di radioattività.
• Acari: gli acari sono abbondanti, rappresentativi e facili da raccogliere. Sono sensibili a molteplici inquinanti e, grazie alla loro ampia distribuzione geografica, consentono un facile confronto della loro risposta in diversi ecosistemi. Normalmente, sono molto sensibili agli insetticidi che causano il declino della popolazione.
• Collemboli: sono uno dei gruppi faunistici più importanti del suolo. L’elevato numero, la diversità, l’abbondanza di specie e l’attività li rendono ottimi organismi bioindicatori. La loro esposizione ad acidi, metalli pesanti, composti azotati e pesticidi ne provoca la diminuzione, sia in abbondanza che in ricchezza di specie.

Bioindicatori dell’acqua

L’inquinamento antropico influenza la distribuzione e la crescita delle spezie acquatiche, oltre a fattori climatici, geografici e simbiotici. Su questo fronte spiccano i seguenti organismi bioindicatori:

• Pesci: quando l’ambiente in cui vivono cambia, i pesci possono presentare cambiamenti etologici, morfologici, fisiologici, biochimici e molecolari causati dallo stress generato dalle condizioni ambientali. Sono molto sensibili a questi cambiamenti, quindi finiscono per morire o scomparire. La presenza di trote e salmoni in un fiume indica la salute dell’ecosistema.
• Anfibi: questi animali sono molto sensibili sia alla siccità che a qualsiasi inquinante. Poiché hanno una pelle permeabile, gli  inquinanti, le piogge acide, i fertilizzanti e gli insetticidi vengono assorbiti e si accumulano molto facilmente nel loro corpo. Ecco perché sono una delle principali specie a scomparire quando il loro ecosistema cambia.
• Insetti: all’interno dei macroinvertebrati che vivono in acqua, gli insetti sono uno dei gruppi biologici più adatti a determinare la qualità del sistema. Qualità come la loro sensibilità agli inquinanti, la rapida reazione ai cambiamenti e il fatto che sfruttano praticamente tutti gli habitat disponibili li rendono un ottimo gruppo di studio.

Bioindicatori dell’aria

L’inquinamento atmosferico è oggi uno dei maggiori problemi ambientali. Poter controllare la qualità dell’aria è fondamentale per il corretto funzionamento degli ecosistemi e della salute umana. Alcuni organismi bioindicatori utilizzati in questo senso sono i seguenti:

• Api: le api sono specie chiave negli ecosistemi. Diversi studi hanno dimostrato che mostrano gli effetti del cambiamento climatico e della frammentazione dell’habitat. Inoltre, vengono utilizzati per monitorare la presenza di contaminazione ambientale, metalli pesanti, radioattività, rifiuti industriali e inquinanti, pesticidi ed erbicidi.
• Licheni: i licheni sono relazioni simbiotiche tra un’alga e un fungo. Poiché ottengono la maggior parte dei loro nutrienti dall’atmosfera, sono molto sensibili ai cambiamenti nell’aria. Una delle sue principali cause di scomparsa è l’anidride solforosa, che provoca l’acidificazione dell’ambiente.
• Gechi: questi rettili sono buoni organismi bioindicatori, poiché tendono ad accumulare sostanze tossiche dall’aria derivate principalmente dalla loro dieta. Alcuni di questi elementi sono Cd, Se, As, Pb, tra gli altri. Inoltre, di solito c’è una minore abbondanza di individui nelle aree contaminate, a causa della diminuzione della fertilità.

Esempi di bioindicatori

In base alle diverse applicazioni dei bioindicatori, possiamo distinguere tre categorie:

• Bioindicatori ecologici: specie notoriamente sensibili all’inquinamento, alla frammentazione dell’habitat o ad altri stress. La risposta dell’indicatore è rappresentativa per la comunità.
• Bioindicatori ambientali: specie o gruppo di specie che rispondono in modo prevedibile a disturbi o cambiamenti ambientali.
• Bioindicatori di biodiversità: la ricchezza di specie di un taxon indicatore viene utilizzata come indicatore della ricchezza di specie di una comunità. Può anche avvenire attraverso parametri misurabili di diversità come endemismo, parametri genetici o parametri specifici della popolazione.

Molti organismi bioindicatori possono essere contemporaneamente indicatori ecologici, ambientali e di biodiversità, quindi non sono categorie esclusive. Vediamo alcuni esempi concreti per chiudere l’argomento.

Lontre

Questi mammiferi carnivori della famiglia dei Mustelidae abitano praticamente tutto il mondo. Si nutrono principalmente di pesci e crostacei, quindi sono uno dei principali predatori primari degli ecosistemi acquatici.

È stato dimostrato che quando l’ecosistema è molto disturbato, le lontre lasciano il loro territorio. Questo può anche essere collegato alla diminuzione o alla perdita di qualità del loro cibo.

Inoltre, sono stati condotti studi sulle tue feci per controllare la quantità di metalli pesanti e altre sostanze, che possono finire nel tuo corpo a causa del bioaccumulo nella catena alimentare. Questi escrementi sono in grado di riflettere in modo abbastanza preciso, semplice e veloce la qualità delle acque in cui vivono le lontre.

Coleotteri

Questi insetti possono essere grandi organismi bioindicatori. A seconda della famiglia e della specie, possono fornirci diverse informazioni rilevanti sugli ecosistemi.

Gli scarabei stercorari, che si nutrono di feci, sono molto sensibili alla frammentazione e alla trasformazione delle foreste. A loro volta, possono anche aiutare a valutare i processi di ripristino degli ecosistemi.

I coleotteri scoliti (Scolytinae) sono un parassita importante – si nutrono di conifere – che si manifesta quando si verificano periodi prolungati di siccità nell’ecosistema. Questi insetti possono prevedere un cambiamento nell’ambiente dovuto ai cambiamenti climatici e alla possibile desertificazione. Oltre a questi, ci sono più specie che compaiono con la siccità.

Un altro buon esempio sono i coleotteri alpini, molto sensibili agli sbalzi di temperatura e spesso presenti con endemismi. Questi coleotteri aumentano di altezza all’aumentare della temperatura, o nel caso dei coleotteri acquatici, può portare alla loro scomparsa.

Organismi bioindicatori: uccelli

Secondo SEO birdlife, gli uccelli sono un ottimo strumento per valutare la diversità e l’integrità degli ecosistemi a livello globale. Questo perché rispondono rapidamente ai cambiamenti nella catena alimentare o alle alterazioni del loro ambiente fisico.

Un esempio ben studiato, che ha a che fare con la catena alimentare, sono gli uccelli legati alle zone umide. Con il cibo che mangiano, se si trova in aree contaminate, i metalli pesanti e altre tossine si accumulano nel corpo.

Aumentare la comprensione e lo studio dei bioindicatori è fondamentale per poter proteggere e correggere i cambiamenti che possono verificarsi negli ecosistemi. Questi esseri viventi ci permettono di vedere più o meno rapidamente ed efficacemente il degrado dell’ambiente, ma anche di attuare miglioramenti negli ecosistemi che ci permettono di conservare il pianeta.