Biomonitorinq və ya bioloji monitorinq ətraf mühitin vəziyyətinin, çirklənmə səviyyəsinin və ekosistemlərdə baş verən dəyişikliklərin canlı orqanizmlər, bioloji birliklər və onların fizioloji, biokimyəvi, genetik və ekoloji reaksiyaları vasitəsilə qiymətləndirilməsi üsuludur. Biomonitorinq zamanı müəyyən orqanizmlərin ətraf mühit dəyişikliklərinə həssaslığından və ya müxtəlif maddələri toxumalarında toplamaq qabiliyyətindən istifadə edilir. Biomonitorinq ənənəvi fiziki-kimyəvi monitorinqi tamamlayan yanaşmadır. Suyun və ya torpağın pH, temperatur, elektrik keçiriciliyi və çirkləndirici maddələrin konsentrasiyası kimi parametrlərinin ölçülməsi mühitin müəyyən andakı vəziyyəti haqqında məlumat verdiyi halda, bioloji göstəricilər ətraf mühit dəyişikliklərinin canlı orqanizmlər və ekosistemlər üzərindəki inteqrasiya olunmuş təsirini əks etdirə bilər. Məqsədləri Biomonitorinqin əsas məqsədi ekosistemlərin ekoloji vəziyyətini müəyyənləşdirmək və antropogen təsirlərin canlı sistemlərdə yaratdığı dəyişiklikləri izləməkdir. Bu məqsədlə: • su, hava və torpaq çirklənməsi müəyyən edilir; • ekosistemlərin bioloji bütövlüyü qiymətləndirilir; • biomüxtəliflikdə baş verən dəyişikliklər izlənilir; • ağır metallar, pestisidlər və digər çirkləndiricilərin bioakkumulyasiyası araşdırılır; • çirklənmənin canlı orqanizmlərə təsiri müəyyən edilir; • invaziv və nadir növlərin yayılması izlənilir; • ekosistemlərin bərpası tədbirlərinin nəticələri qiymətləndirilir; • landşaft və torpaq istifadəsində dəyişikliklərin su ekosistemlərinə təsiri araşdırılır; • iqlim dəyişmələrinin bioloji sistemlərə təsiri öyrənilir. Biomonitorinq proqramlarının düzgün qurulması üçün müşahidənin məkan və zaman miqyası, seçilən bioindikatorların xüsusiyyətləri və ərazidə mövcud olan antropogen təzyiqlər nəzərə alınmalıdır. Bioindikator və biomarker Biomonitorinqdə bioindikator, biomonitor və biomarker anlayışları bir-birindən fərqləndirilir. Bioindikator ətraf mühitdəki dəyişikliklərə həssas reaksiya göstərən və bu dəyişikliklərin qiymətləndirilməsində istifadə olunan canlı orqanizm və ya bioloji birlikdir. Məsələn, müəyyən makroonurğasızların çay ekosistemlərində mövcudluğu və ya azalması suyun ekoloji vəziyyəti haqqında məlumat verə bilər. Biomonitor ətraf mühitdəki çirkləndiricilərin və ya ekoloji dəyişikliklərin uzunmüddətli izlənməsində istifadə olunan canlı orqanizmdir. Biomonitorlar bəzi maddələri toxumalarında toplamaqla çirklənmənin məkan və zaman üzrə dəyişməsini göstərə bilər. Biomarker isə çirkləndiricinin və ya digər stress amilinin təsiri nəticəsində orqanizmdə meydana gələn ölçülə bilən bioloji dəyişiklikdir. Biomarkerlər molekulyar, biokimyəvi, hüceyrə və ya fizioloji səviyyədə müəyyən edilə bilər. Bu anlayışların birlikdə tətbiqi ətraf mühitdəki dəyişikliklərin həm mövcudluğunu, həm də canlı orqanizmlərə təsir mexanizmlərini qiymətləndirməyə imkan verir. Biomonitorinqin növləri Biomonitorinq müxtəlif prinsiplərə əsasən təsnif edilir. Passiv biomonitorinq Passiv biomonitorinq zamanı tədqiq olunan ərazidə təbii şəkildə yaşayan orqanizmlərdən istifadə olunur. Onların növ tərkibi, sayı, yayılması, fizioloji vəziyyəti və toxumalarında toplanmış maddələr araşdırılır. Passiv biomonitorinq təbii ekosistemin real vəziyyətini əks etdirmək baxımından əhəmiyyətlidir. Lakin nəticələr temperatur, mövsüm, qida təminatı, hidrologiya və digər təbii amillərdən də asılı ola bilər. Aktiv biomonitorinq Aktiv biomonitorinq zamanı əvvəlcədən seçilmiş və standartlaşdırılmış orqanizmlər müəyyən müddət ərzində tədqiq olunan əraziyə yerləşdirilir. Sonradan onların toxumalarında çirkləndiricilərin toplanması və bioloji reaksiyaları müəyyən edilir. Aktiv biomonitorinq müxtəlif ərazilərin müqayisəsi üçün daha standartlaşdırılmış şərait yaratmağa imkan verir. Bununla belə, orqanizmlərin yeni mühitə uyğunlaşması və eksperimental şəraitin nəticələrə təsiri nəzərə alınmalıdır. Su ekosistemlərində biomonitorinq Biomonitorinqin ən geniş tətbiq sahələrindən biri su ekosistemləridir. Çaylar, göllər, su anbarları, bataqlıqlar, estuarilər və dəniz ekosistemlərinin ekoloji vəziyyətinin qiymətləndirilməsində müxtəlif bioloji qruplardan istifadə edilir. Su biomonitorinqində əsasən mikroorqanizmlər, yosunlar, diatomlar, makroonurğasızlar, balıqlar, molyusklar və plankton orqanizmləri tədqiq olunur. Müxtəlif qrupların çirklənməyə həssaslığı fərqli olduğundan onların birlikdə qiymətləndirilməsi ekosistemin vəziyyəti haqqında daha ətraflı məlumat verə bilər. Su hövzələrinin biomonitorinqi yalnız suyun kimyəvi çirklənməsini deyil, həm də landşaft və torpaq istifadəsindəki dəyişikliklərin su ekosistemlərinə təsirini müəyyənləşdirməyə imkan verir. Makroonurğasızlarla biomonitorinq Bentik makroonurğasızlar çay və digər şirin su ekosistemlərinin biomonitorinqində ən çox istifadə olunan bioindikator qruplarından biridir. Bu orqanizmlərin üstünlüklərindən biri onların müxtəlif çirklənmə səviyyələrinə fərqli həssaslıq göstərməsidir. Bəzi taksonlar yüksək üzvi çirklənməyə və oksigen çatışmazlığına davamlı olduğu halda, digərləri yalnız yüksək keyfiyyətli sularda yaşaya bilir. Makroonurğasızların növ tərkibi, bolluğu və müxtəlifliyi əsasında müxtəlif biotik indekslər hazırlanmışdır. BMWP, ASPT və EPT kimi indekslər suyun ekoloji vəziyyətinin qiymətləndirilməsində geniş istifadə edilir. Makroonurğasızların üstünlüklərinə onların nisbətən uzun həyat dövrü, çay yatağı ilə sıx əlaqəsi və müxtəlif çirkləndiricilərə fərqli reaksiyası daxildir. Diatomlarla biomonitorinq Diatomlar mikroskopik ölçülü, əsasən fotosintez edən və silisiumdan ibarət hüceyrə divarına malik yosunlardır. Onlar su ekosistemlərində ilkin məhsuldarlığın mühüm komponentlərindən olmaqla yanaşı, suyun ekoloji vəziyyətinin qiymətləndirilməsində də istifadə edilir. Diatomların növ tərkibi və bolluğu qida maddələrinin miqdarı, üzvi çirklənmə, pH, duzluluq və digər ekoloji amillərlə əlaqəlidir. Buna görə diatom icmalarında baş verən dəyişikliklər su mühitindəki dəyişikliklərin göstəricisi kimi istifadə edilə bilər. Balıqlarla biomonitorinq Balıqlar su ekosistemlərinin daha yüksək trofik səviyyələrindən birini təşkil etdiyinə görə biomonitorinqdə mühüm bioindikatorlardır. Balıq icmalarının növ zənginliyi, bolluğu, yaş strukturu və yayılması ekosistemdə baş verən dəyişikliklər haqqında məlumat verə bilər. Balıqlar həmçinin sentinel orqanizmlər kimi istifadə olunur. Onların toxumalarında ağır metallar və digər çirkləndiricilərin toplanması, eləcə də biokimyəvi biomarkerlərdə dəyişikliklər su mühitindəki çirklənmənin bioloji təsirini qiymətləndirməyə imkan verir. Aktiv biomonitorinqdə balıqların istifadəsi üzrə çoxsaylı yanaşmalar mövcud olsa da, istifadə olunan orqanizmlər və protokollar arasında beynəlxalq səviyyədə tam standartlaşdırma hələ formalaşmayıb. Bioakkumulyasiya Bioakkumulyasiya ətraf mühitdə mövcud olan müəyyən maddələrin canlı orqanizmin toxumalarında və orqanlarında toplanması prosesidir. Biomonitorinqdə bioakkumulyasiya xüsusilə ağır metallar, neft mənşəli birləşmələr və davamlı üzvi çirkləndiricilərin izlənməsində istifadə olunur. Balıqlar, molyusklar, yosunlar, mamırlar və şibyələr bu məqsədlə istifadə edilə bilər. Orqanizmdə müəyyən maddənin konsentrasiyasının müəyyənləşdirilməsi çirkləndiricinin ekosistemdə bioloji əlçatanlığı haqqında əlavə məlumat verir. Atmosfer çirklənməsinin biomonitorinqi Atmosfer çirklənməsinin biomonitorinqində xüsusilə şibyələr və mamırlar mühüm rol oynayır. Şibyələrin inkişaf etmiş kök və damar sisteminin olmaması onların atmosferdən su və mineral maddələri birbaşa qəbul etməsinə səbəb olur. Bu xüsusiyyət onları atmosferdəki ağır metallar və digər maddələrin monitorinqi üçün əlverişli edir. Şibyələrin toxumalarında toplanan maddələrin miqdarı ətraf mühitdəki çirklənmənin məkan üzrə paylanmasını qiymətləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Mamırlar da atmosferdən maddələri toplamaq qabiliyyətinə malik olduğundan ağır metalların biomonitorinqində tətbiq olunur. Torpaq biomonitorinqi Torpağın bioloji monitorinqində mikroorqanizmlər, bitkilər, torpaq onurğasızları və digər canlılardan istifadə edilir. Torpaq qurdları torpağın fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərinə həssas olduqları üçün torpaq ekosistemlərinin vəziyyətinin qiymətləndirilməsində istifadə edilə bilər. Onların toxumalarında ağır metalların toplanması torpaq çirklənməsinin göstəricisi kimi nəzərdən keçirilir. Bitkilərdə isə böyümə sürəti, yarpaq səthinin dəyişməsi, piqmentlərin miqdarı və toxumalarda müəyyən elementlərin toplanması kimi göstəricilər araşdırılır. Torpaq mikroorqanizmlərinin müxtəlifliyi və funksional fəaliyyəti də torpaq çirklənməsi və ekosistem funksiyalarının qiymətləndirilməsində mühüm məlumat mənbəyidir. Biomonitorinq metodları Biomonitorinqdə müxtəlif bioloji və analitik üsullar tətbiq edilir. Əsas metodlara aşağıdakılar daxildir: • növ zənginliyinin müəyyənləşdirilməsi; • fərdlərin bolluğunun hesablanması; • biomüxtəliflik indekslərinin hesablanması; • biotik və çoxmeyarlı indekslərin tətbiqi; • bioakkumulyasiya analizləri; • fizioloji və biokimyəvi biomarkerlərin ölçülməsi; • histoloji və hüceyrə analizləri; • genetik analizlər; • ekoloji DNT-nin müəyyənləşdirilməsi; • DNT metabarkodlaşdırılması; • genomika, proteomika və metabolomika; • bioinformatik və statistik analizlər. Müasir tədqiqatlarda müxtəlif metodların kombinasiyasından istifadə edilməklə ekosistemin struktur və funksional vəziyyəti daha geniş şəkildə qiymətləndirilir. Ekoloji DNT Ekoloji DNT (eDNA) müasir biomonitorinqin sürətlə inkişaf edən istiqamətlərindən biridir. Bu metod ətraf mühit nümunələrində, xüsusilə su və torpaqda canlı orqanizmlər tərəfindən buraxılmış DNT fraqmentlərinin müəyyənləşdirilməsinə əsaslanır. eDNA vasitəsilə müəyyən növlərin mövcudluğu ənənəvi tutma və müşahidə üsullarından istifadə etmədən müəyyən edilə bilər. Bu xüsusiyyət xüsusilə nadir, gizli həyat tərzi keçirən və ya tutulması çətin olan növlərin monitorinqində əhəmiyyətlidir. DNT metabarkodlaşdırılması isə bir nümunədə çoxsaylı növlərin eyni vaxtda müəyyənləşdirilməsinə imkan verə bilər. Bu üsul balıqların, suda-quruda yaşayanların, makroonurğasızların və digər su orqanizmlərinin monitorinqində geniş tədqiq olunur. Bununla yanaşı, eDNA nəticələrinə DNT-nin mühitdə daşınması və parçalanması, nümunənin çirklənməsi, primerlərin seçiciliyi və istinad məlumat bazalarının natamamlığı təsir göstərə bilər. Biomarkerlər Biomarkerlər çirkləndiricilərin canlı orqanizmlərdə yaratdığı təsirlərin qiymətləndirilməsinə imkan verir. Biomarkerlər müxtəlif səviyyələrdə öyrənilə bilər: • molekulyar; • biokimyəvi; • hüceyrə; • histoloji; • fizioloji; • davranış; • orqanizm səviyyəsi. Məsələn, oksidləşdirici stress, ferment aktivliyində dəyişiklik, hüceyrə zədələnməsi və gen ifadəsinin dəyişməsi çirkləndiricilərin bioloji təsirinin göstəricisi ola bilər. Müasir biomonitorinqdə biomarkerlərin omiks texnologiyaları və bioinformatika ilə inteqrasiyası yeni biomonitorinq imkanları yaradır. Biomonitorinqin aparılması Biomonitorinq proqramı bir neçə əsas mərhələdən ibarətdir: 1. Monitorinq məqsədinin müəyyənləşdirilməsi. 2. Tədqiqat ərazisinin və nümunə götürmə məntəqələrinin seçilməsi. 3. Uyğun bioindikatorların müəyyənləşdirilməsi. 4. Nümunə götürmə metodunun hazırlanması. 5. Bioloji materialın toplanması və laborator analiz. 6. Növlərin identifikasiyası və bioloji göstəricilərin hesablanması. 7. Statistik və ekoloji qiymətləndirmə. 8. Nəticələrin referens ərazilərlə müqayisəsi. 9. Zaman üzrə dəyişikliklərin müəyyənləşdirilməsi. 10. Ekoloji idarəetmə və mühafizə tədbirlərinin hazırlanması. Etibarlı nəticələr əldə etmək üçün nümunə götürmə vaxtı, mövsüm, məkan, təkrarların sayı və istifadə olunan analitik metodlar əvvəlcədən standartlaşdırılmalıdır. Biomonitorinq və su ehtiyatlarının idarə edilməsi Biomonitorinq su ehtiyatlarının davamlı idarə olunmasında mühüm vasitələrdən biridir. Çay hövzəsində kənd təsərrüfatı, sənaye, şəhərləşmə və mədən fəaliyyəti kimi müxtəlif torpaq istifadə formaları su ekosistemlərinə fərqli təsirlər göstərə bilər. Bu təsirlərin qiymətləndirilməsində yalnız ayrı-ayrı çirkləndiricilərin konsentrasiyasının müəyyənləşdirilməsi kifayət etmir. Bioloji monitorinq həmin təsirlərin su canlılarının müxtəlifliyinə, bolluğuna və ekoloji funksiyalarına necə təsir etdiyini də göstərir. Hövzə səviyyəsində biomonitorinq məkan və zaman miqyaslarının birlikdə nəzərə alınmasını tələb edir. Bu yanaşma çayların yuxarı, orta və aşağı axınlarında ekoloji vəziyyətin müqayisəsinə, antropogen təzyiqlərin mənbələrinin müəyyənləşdirilməsinə və su ehtiyatlarının idarə edilməsi tədbirlərinin qiymətləndirilməsinə imkan verir. Üstünlükləri Biomonitorinqin əsas üstünlükləri aşağıdakılardır: • ekosistemin bioloji vəziyyətini birbaşa qiymətləndirməsi; • müxtəlif stress amillərinin ümumi təsirini əks etdirə bilməsi; • uzunmüddətli ekoloji dəyişiklikləri izləməyə imkan verməsi; • çirkləndiricilərin canlı orqanizmlərdəki təsirini müəyyənləşdirməsi; • biomüxtəlifliyin qiymətləndirilməsində istifadə olunması; • bəzi metodların geniş ərazilərdə tətbiq edilə bilməsi; • ekosistemlərin bərpası tədbirlərinin nəticələrinin izlənməsi. Məhdudiyyətləri Biomonitorinq nəticələrinə yalnız çirklənmə deyil, temperatur, yağıntı, hidrologiya, mövsüm, qida təminatı, habitatın xüsusiyyətləri və digər təbii amillər də təsir göstərə bilər. Müxtəlif növlərin eyni stress amilinə reaksiyası fərqli olduğundan tək bir bioindikatora əsaslanan qiymətləndirmə yanlış nəticələrə səbəb ola bilər. Buna görə bioloji, fiziki-kimyəvi və hidromorfoloji məlumatların birlikdə təhlili daha etibarlı nəticələr verir. Digər məhdudiyyətlərə taksonomik identifikasiyanın mürəkkəbliyi, nümunə götürmənin standartlaşdırılması, mövsümi dəyişkənlik və müxtəlif ölkələrdə tətbiq olunan metodların fərqliliyi daxildir. eDNA üsullarında isə DNT-nin mühitdə daşınması və parçalanması, metodoloji standartların müxtəlifliyi və istinad məlumat bazalarının kifayət qədər geniş olmaması əsas problemlər sırasındadır. Müasir inkişaf istiqamətləri Biomonitorinqdə son illərdə molekulyar biologiya, genomika, bioinformatika və rəqəmsal texnologiyaların tətbiqi genişlənmişdir. eDNA və metabarkodlaşdırma ənənəvi növ identifikasiyasını tamamlayaraq daha geniş miqyasda biomüxtəlifliyin qiymətləndirilməsinə imkan yaradır. Omiks texnologiyaları isə çirkləndiricilərin canlı orqanizmlərdə yaratdığı molekulyar dəyişikliklərin daha ətraflı öyrənilməsinə şərait yaradır. Maşın öyrənməsi və süni intellekt də biomonitorinq məlumatlarının emalında istifadə olunmağa başlamışdır. Xüsusilə eDNA məlumatlarının, böyük biomüxtəliflik məlumat dəstlərinin və ekoloji göstəricilərin avtomatlaşdırılmış analizində bu texnologiyaların tətbiqi perspektivlidir. Gələcək biomonitorinq sistemlərində eDNA, biomarkerlər, klassik bioindikatorlar, sensor texnologiyaları, məsafədən zondlama və hidrometeoroloji məlumatların vahid monitorinq sistemində birləşdirilməsi gözlənilir. Əhəmiyyəti Biomonitorinq ətraf mühitin vəziyyətinin qiymətləndirilməsi, ekosistemlərin mühafizəsi və davamlı təbii ehtiyatların idarə olunması üçün mühüm elmi vasitədir. Onun əsas xüsusiyyəti ekoloji dəyişiklikləri yalnız fiziki-kimyəvi parametrlər əsasında deyil, həmin dəyişikliklərin canlı orqanizmlər və bioloji birliklər üzərində yaratdığı nəticələrlə birlikdə qiymətləndirməsidir. Ənənəvi bioindikatorların molekulyar metodlarla, eDNA, biomarkerlər, bioinformatika və süni intellektlə birləşdirilməsi biomonitorinqin imkanlarını genişləndirir. Bu yanaşma xüsusilə su ehtiyatlarının mühafizəsi, çirklənmənin erkən aşkarlanması, biomüxtəlifliyin qorunması və ekosistemlərin bərpasının qiymətləndirilməsi baxımından əhəmiyyətlidir. İstinadlar 1. Takahashi, M., Saccò, M., Kestel, J. H. et al. (2023). Aquatic environmental DNA: A review of the macro-organismal biomonitoring revolution. Science of the Total Environment, 873, 162322. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.162322. 2. de Mello, K., Taniwaki, R. H., Macedo, D. R., Leal, C. G. & Randhir, T. O. (2023). Biomonitoring for Watershed Protection from a Multiscale Land-Use Perspective. Diversity, 15(5), 636. DOI: 10.3390/d15050636. 3. Bancel, S., Cachot, J., Bon, C., Rochard, É. & Geffard, O. (2024). A critical review of pollution active biomonitoring using sentinel fish: Challenges and opportunities. Environmental Pollution, 360, 124661. DOI: 10.1016/j.envpol.2024.124661. 4. El-SiKaily, A. & Shabaka, S. (2024). Biomarkers in aquatic systems: Advancements, applications and future directions. Egyptian Journal of Aquatic Research, 50(2), 169–182. DOI: 10.1016/j.ejar.2024.05.002. 5. Muñoz, A. H. S., Guerrero Aguilar, A., Rodríguez Castrejón, U. E. et al. (2022). Bioindicators and biomonitoring: Review of methodologies applied in water bodies and use during the Covid-19 pandemic. Acta Universitaria, 32. DOI: 10.15174/au.2022.3388. 6. Sumudumali, R. G. I. & Jayawardana, J. M. C. K. (2021). A Review of Biological Monitoring of Aquatic Ecosystems Approaches: with Special Reference to Macroinvertebrates and Pesticide Pollution. Environmental Management, 67, 263–276. DOI: 10.1007/s00267-020-01423-0. 7. Costa, L. L., Costa, M. F. & Zalmon, I. R. (2021). Macroinvertebrates as biomonitors of pollutants on natural sandy beaches: Overview and meta-analysis. Environmental Pollution, 275, 116629. DOI: 10.1016/j.envpol.2021.116629. 8. An Overview of Ecological Indicators of Fish to Evaluate the Anthropogenic Pressures in Aquatic Ecosystems: From Traditional to Innovative DNA-Based Approaches (2023). Water, 15(5), 949. DOI: 10.3390/w15050949. 9. Thakur, M., Bhardwaj, S., Kumar, V. & Rodrigo-Comino, J. (2024). Lichens as effective bioindicators for monitoring environmental changes: A comprehensive review. Total Environment Advances, 9, 200085. DOI: 10.1016/j.teadva.2023.200085. 10. Zhang, M., Zou, Y., Xiao, S. & Hou, J. (2023). Environmental DNA metabarcoding serves as a promising method for aquatic species monitoring and management: A review focused on its workflow, applications, challenges and prospects. Marine Pollution Bulletin, 194, 115430.
https://az.wikipedia.org/wiki/Biomonitorinq
https://az.wikipedia.org/wiki/Biomonitorinq
https://az.wikipedia.org/wiki/Biomonitorinq
https://az.wikipedia.org/wiki/Biomonitorinq
Tarix : 10 sentyabr 2026
