地衣——大气污染的指示灯客绍英(唐山师范学院生物系河北唐山063000) 大气污染作为环境污染的主要因素已越来越引起人们的重视,而对它的监测除了采用物理、化学监测手段外,生物监测更以其简便、真实、灵敏等其它任何监测手段所无法比拟的优越性而倍受青睐。
地衣就是其中的代表。
1 地衣简介地衣是一种与藻类共生的专化性真菌,常以真菌来命名。
真菌类常为盘菌纲和核菌纲,少数为伞菌目和非褶菌目。
而构成地衣的藻类有绿藻和蓝藻共20多属。
地衣的藻菌关系有:1)共生关系 即地衣中的菌丝缠绕藻细胞,并从外面包围藻类。
藻类进行光合作用,制造有机物,供藻类与菌类共同需要;菌类则吸收水分、无机盐和O2,来供藻类进行光合作用,并使地衣保持一定的湿度。
2)寄生关系 即藻类处于一种抑制状态,真菌控制藻类。
地衣的形态按其生长类型主要分为3类,即叶状、壳状和枝状。
典型的叶状地衣呈叶形,内部构造分为上皮层、藻层、髓层和下皮层,以假根和脐固着于基质上,与基质结合不牢固,易于剥落。
典型的壳状地衣外形呈壳状,内部构造无皮层或只有皮层,有藻胞和髓层,以髓层菌丝直接固着于基质,与基质结合十分牢固,无法从基质上剥落。
典型的枝状地衣外形呈枝状,内部构造呈辐射状,有外皮层、藻胞层和髓层。
地衣常生长于树干、岩石、峭壁或沙漠上,不受土壤因素的影响和干扰,生长周期长,耐寒耐旱,最能忍受恶劣的环境条件,并具有很强的抗辐射能力,在紫外线照射很强的高山地带,仍能繁茂生长,尤其在湿润的非污染区,地衣一直可以生长至树梢,并且地衣的原植体也随距离的增加而逐渐增大。
但它的生长必须要求有新鲜的空气,当大气污染作用于地衣时,藻类和菌类均遭受到破坏,是一种非常敏感的特殊植物,空气极少量的有毒物质就可以影响它的生长以至死亡。
据测定,S O2年平均浓度达到0.05×1026～0.105×1026就能使地衣绝迹,因此它可作为大气污染良好的监测器。
1968年,在荷兰瓦赫宁根召开的第1届关于大气污染对于动植物影响的欧洲会议上,一致推荐利用地衣和苔藓作为大气污染的指示植物;在欧、美等国现已建立了大面积的地衣监测网。
2 应用方法界条件可以改变细胞周期的时间,但其传代的次数却基本稳定。
细胞传代的次数与个体的寿命有关,人类中有一种H utch in s on2Gulfo rd早老综合症,患者在10岁前组织中有老年色素的沉积,外貌苍老,寿命不超过20岁,患者的成纤维细胞在体外培养只能传代几次。
细胞传代的次数与物种的寿命有关,比较不同寿命长度动物的胚成纤维细胞体外培养条件下的传代能力,发现寿命长的物种其培养细胞的传代次数多,反之则短。
例如Galapago s龟的平均最高寿命长达175岁,其细胞的传代次数达90～125次,小鼠的平均最高寿命为3.5岁,其体外培养细胞仅传代24～28次。
如果考虑到人的细胞分裂特点,假定人的细胞周期平均为2.4年,照此推算,人的平均最高寿限为120岁。
2.2.4 根据人的衰老和死亡进程研究人的生理寿命 衰老是死亡的前奏,衰老的终结便是自然死亡,随着衰老的进行,机体变得越来越衰弱,其抵抗死亡的能力必然随之下降,因此可以用群体的与年龄相关的死亡率变化定量机体的衰老进程而推导人的生理寿命。
早在1825年英国的B.Gompertz就提出了人进入成熟期以后,死亡率水平将随着年龄的增高呈指数上升的理论。
后来,人们发现这一规律在动物界也具有普遍性,这就是广泛接受的死亡定律。
有人曾根据人的分年龄死亡率曲线,按照死亡定律推导人的生理寿命。
可是,人们在提出和验证死亡定律时并没有包括超高龄个体(如80岁以后的高龄人),这样便对死亡定律的适用范围产生了疑问。
近年来人们对一些实验动物和高龄人群的深入研究,发现死亡定律不适用于超高龄群体,因为它们在进入高龄的某一年龄阶段后(如人在90～95岁后),其衰老和死亡的加速进程有变缓甚至下降的趋势。
这些研究深化了人们对衰老进程和生理寿命的认识。
可以预料,随着对人的衰老和死亡进程认识的不断深入,必将会揭开人的生理寿命的奥秘。
3 参考文献 1 干建平,陈年友,李国光.中国高老龄人口两性年龄别生存率及其差异变化.人类学学报,1999,18(2):115—124. 2 干建平.寿命极限研究的人口学途径.科技导报,1999, 6:62—64. 3 J.Carey,et al.Sl ow ing of mortality rates at older ages in large m edfly cohorts.Science.1992,258:457—461. 4 M.Rose,L.M ueller.The evoluti on of hum an lifes pan.Am erican Journal of H um an B i ol ogy.1998,10:408—420.(BF)—2—生 物 学 通 报 2001年第36卷第8期 应用地衣监测大气污染一般有两种方法:1)直接法 即直接调查污染区的地衣生长型、种类及数量的分布状况,以此为依据进行评价。
①生长型调查 地衣形态不同,对大气污染的耐受能力不同,规律为壳状地衣>叶状地衣>枝状地衣,据此,通过对监测地区各类生长型地衣分布状况的调查,可把大气污染程度分为4级:即最严重污染区——一切地衣均绝迹;严重污染区——只有壳状地衣;轻度污染区——有壳状地衣和叶状地衣,无枝状地衣;清洁区——枝状地衣与其它地衣生长均良好。
②种类及频度2盖度调查 i 种类分布调查 根据不同地衣种对污染敏感性不同,调查监测区地衣种的分布、数量及生长状态,进行综合分析得出评价。
在英国已有一套检索表,简单明了,有一定的实用价值,见表1。
ii 频度2盖度调查 地衣分布的频度以出现地衣的乔木棵树占总调查棵树的百分比表示,一般可分为5个梯度(20%为度)。
地衣盖度以地衣覆盖树皮的面积表示,又由于地衣在树干多形成上下带状群落,所以可用宽度比,即地衣生长宽度 树干周长,分为5个或3个梯度,记录各种地衣的频度和盖度,归纳分析,作出评价。
表1 地衣检索说明O 带SO 2的空气浓度超过170Λ m 3没有地衣存在,见有联球藻类属(P leurococcus )存在1带空气中SO 2浓度在125～150Λ m 3地衣种类有L ecunora ,Conizacoides ,混有连联球藻属的绿藻生长其间2带空气中SO 2的浓度在70Λ m 3见有叶状地衣,Par m elia 生长于石灰石上3带空气中SO 2的浓度在60Λ m 3地衣Par m elia 和X anthoria 在所有树木上均见到4带空气中SO 2的浓度在40～50Λ m 3地衣有Par m elia5带空气中SO 2的浓度在35Λ m 3地衣有Evernia he Ramalina 6带空气中的SO 2浓度在30Λ m 3地衣有V snea 和L abaria ,这两种都是在纯洁空气中才能找到的典型种 列・朗克(L e .lanc )等人曾提出利用空气清洁指数(简称I A P )来估测某地区大气污染的影响,它是将地衣种数及频度2盖度综合在一起的指数:I A P =2n1(Q f )10式中n :某一样点地衣种数;f :某一样点每个种以数目表示的频度2盖度综合值(自行拟定);Q :某一样点每一种的生态指数,即种在所调查的生态环境中的平均数量。
利用I A P 一般采用5级制进行估测。
列・布朗克等通过对加拿大安大略的萨得勃瑞(Sudbury )区调查研究确定I A P 所对应的浓度范围,见表2。
表2 加拿大安大略的萨得勃瑞区I A P 及对应的S O 2浓度范围I A P S O 2浓度范围(×1026)0～9>0.0310～240.02～0.0325～390.01～0.0240～540.005～0.01>55<0.005 ③含量分析 即在所调查区选择抗性较强、吸污能力也较强的种类,分析原植体内的污染物质含量,根据含量多少作出相应评价。
2)间接法(人工移植法) 选择一种生长在树干上比较敏感的地衣(一般以叶状地衣为好),把它和树皮一起切下来移植到需要监测地区的同种植物上,定期观察它们的受害面积或长度的百分率,则可估测此地区大气污染的影响。
评价方法:根据受害面积或受害程度的百分率设定,将受害面积0时为清洁区;0～25%为相对清洁区;25%～50%为轻度污染区;50%～75%为中度污染区;75%～100%为严重污染区。
总之,地衣对污染的反应比高等植物敏感,监测方法已成熟,据观察它不仅能监测大气中S O 2,也能监测H F 、HCL 等有害气体,堪称大气污染的指示灯。
但地衣门菌全世界有500余种属,2500余种。
因此分类较为困难,这也是地衣用作监测的一个缺陷。
所以在实际工作中最好两种方法结合使用。
(BW )湖北省加强对中学生物学教师培训 湖北省于5月26～29日,在武汉举行全省高中生物新大纲、教材培训。
人教社赵占良副编审就高中新大纲新教材的指导思想、编写原则作了专题讲座,特级教师省教研室史绍典和华中师范大学副教授崔鸿就研究性学习和21世纪我国基础教育改革情况作了专门报告。
6月2～5日,湖北省教研室和江汉大学生命科学与医学学院生物系在汉口联合召开现代生物学教学理论与实践研讨会,美国教育理论、教学方法专家、E M PO 2R I A 州立大学教授R ichard Sch rock 博士就美国生物科学教育、生物学教师培训作了专题报告,且以“朊病毒”为例介绍了美国的问题教学法。
两次会议,全省有500多名骨干教师参加了培训,有力地推动了湖北省生物学教学水平的进一步提高。
梅首文(黄梅县教研室湖北黄梅435500)—12—2001年第36卷第8期 生 物 学 通 报。