Защита окружающей среды от различного рода загрязнений, порождаемых деятельностью человека, требует достоверных знаний о состоянии воды, воздуха и почвы. Сегодня для этих целей ученые широко используют «живые приборы» — различные организмы, реагирующие на присутствие вредных веществ. Это направление в оценке состояния среды обитания получило название биотестирования.
Биотестированием люди пользовались с давних пор. Вспомните хотя бы канареек, которые помогали шахтерам определять присутствие ядовитых рудничных газов в забоях задолго до того, как их концентрация станет опасной для жизни людей.
Для оценки степени загрязненности воды токсикологи, а именно так называют специалистов, изучающих вредные вещества, — научились использовать одноклеточную водоросль хлореллу, то есть известную всем ряску, покрывающую летом поверхность небольших пресных водоемов.
В качестве «живых приборов» используют мелких ракообразных, например дафний, хорошо всем знакомых брюхоногих моллюсков — прудовиков и, наконец, различные виды рыб.
О загрязнении воздуха человеку могут подсказать лишайники. Особенно часто для этих целей используют лишайники, поселяющиеся на деревьях. Их высокая чувствительность к загрязнениям воздуха объясняется прежде всего особенностями питания. Эти живые индикаторы могут показать, какие вредные вещества поступают в атмосферу, где они накапливаются, как влияют на экосистему в целом и какова скорость происходящих изменений.
В систему организмов, сообщающих о состоянии почвы, включают насекомых и ракообразных, почвенных червей и даже почвенных простейших. В последнее время для этих целей используют и различных позвоночных животных. Например, мыши-полевки, кроты, лесные мыши быстро реагируют на опасные загрязняющие вещества в среде их обитания. Анализ шерсти покажет, какие из металлов стали главными загрязнителями. При сильном загрязнении экосистемы изменяются размеры тела, состав крови живых организмов, соотношение между числом самцов и самок в популяциях. Знающий наблюдатель сможет выявить и многие другие признаки неблагополучия в среде обитания.
Особенности загрязнения определяют не только по отдельным видам организмов, но и по состоянию сообществ. Для оценки степени загрязнения лесов, тундры, акваторий морей и пресноводных водоемов в последнее десятилетие начали широко использовать космические системы слежения.
Со спутников проводят наблюдения за состоянием растительности, почв и сменой живых сообществ под воздействием человека.
Только в этом случае живыми измерителями служат уже не отдельные организмы или их группа, а экосистема в делом.