Bentik Makroomurgasız İzleme Yöntemleri

Biyolojik ve Hidromorfolojik İzleme Konulu Hizmetiçi Eğitim Programı
10-12 Kasım 2014
Bentik Makro Omurgasız İzleme
Yöntemleri
Yrd. Doç. Dr. Gürçay Kıvanç AKYILDIZ
Pamukkale Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi D Blok, D101 Hidrobiyoloji Lab.
[email protected]
2014 Kasım, Antalya
• En basit tanımı ile; omurgası olmayan, ½ mm’den büyük (.)
hayvan gruplarıdır. Kısaca “Bentos” olarak adlandırılırlar.
Krustase
Taş, kaya,
çakıl
Sucul
bitkiler
Habitat
Döküntü,
çürümüş
odun,
birikinti
(Kerevit)
Sediment,
kum,
çamur
Molluska
Bentos
Böcek
larvaları
Sucul
kurtçuklar
• NERELERDE BULUNURLAR?
• NERELERDE BULUNURLAR?
•Bir akarsu sisteminde; taban
büyük omurgasızlarının dağılımı
farklı zonlara ayrılmıştır.
• Omurgasız gruplarının her bir
zonda işgal ettiği alan, zonlar
arasında farklılık göstermektedir.
• NERELERDE BULUNURLAR?
Gruplar
Shredder s (Parçlayıcılar)
Beslenme Şekilleri
Döküntü, Otçul (Etçil)
Collector s (Toplayıcılar)
Filtering (Süzücüler)
Döküntü, Otçul (Etçil)
Gathering (Toplayıcılar)
Döküntü, Otçul (Etçil)
Scraper s, Grazers (Kazıyıcı ve Otlayıcılar)
Otçul, Döküntü
Predators (Avcılar)
Etçil (Döküntü)
Piercers (Deliciler)
Belirsiz Sıvılar
• NE ZAMAN BULUNURLAR?
Bu dönemlerde birçok
böcek grubu daha
derinlere (çamur dipleri)
iner veya taş
yüzeylerinde inaktif
duruma geçerler.
En fazla baharda
üreme dönemlerinden önce
Kış
Bahar
YIL
Sonbahar
Yaz
•EKOLOJİK ÖNEMLERİ
NEDİR?
Bentos’un (özellikle
balıklar açısından) besin
zincirindeki yeri çok
önemlidir. Birçok
omurgasız, besin zincirinin
en altında yer alan alg ve
bakteri gibi canlılar ile
beslenirler. Bazı gruplar
sudaki bitki ve odun
parçlarını, döküntüleri
parçalayarak beslenirler.
• Suların Biyolojik izlenmesinde kullanılmak
üzere kabul edilmiş tüm tatlı su organizmaları
arasından bentik omurgasızlar ı (özellikle sucul
böcekler, akarlar, yumuşakçalar, kabuklular ve
kurtlar) en sık tavsiye edilen gruptur (1986
Hellawell, Bonada ve ark 2006, Carter ve ark
2006).
Bentik Algler
Bakteriler
Protozoalar
BİYOİNDİKATÖR
OLARAK
KULLANILAN
ORGANİZMALAR
Balıklar
Makrofitler
Taban Büyük
Omurgasızları
Kirliliğe Hassas Taban Büyük Omurgasızları
Sağlıklı bir akarsu, çeşitli kirliliğe hassas
omurgasızlara sahip olacaktır.
•Trichoptera
•Lymnaeidae
•Ephemeroptera
•Megaloptera
•Plecoptera
•Coleoptera
(Elmidae)
•Coleoptera
(Psephenidae)
•Planaria
Kirliliğe Az Çok Duyarlı Taban Omurgasızları
•Zygoptera
•Anisoptera
•Neuroptera
•Tipulidae
•Bivalvia
•Athericidae
•Amphipoda
•İsopoda
Kirliliğe Töleranslı Taban Büyük Omurgasızları
Bazı omurgasızlar, kirli sularda hayattta kalabilir ve hatta daha iyi gelişebilirler.
Sağlıksız bir akarsuda, kirliliğe hassas olmayan birkaç çeşit omurgasız
bulunabilir.
•Simulidae
•Oligochaeta
•Chironomidae
•Physidae
•Hirudinea
NO TS NO
TÜRKÇE ADI
MAKROOMURGASIZ
1TS
6469
EN
27828
Su Kalitesi-Biyolojik Numune Alma Metotları-Sudaki Bentik
Makro-Omurgasızlardan Kepçe Ağı İle Numune Alma
Kılavuzu
2TS EN ISO 86891
Su Kalitesi-Nehirlerin Biyolojik Sınıflandırılması-Bölüm 1:
Nehir Dibi Makro Omurgasızların İncelenmesinden Elde
Edilen Biyolojik Kalite Verilerinin Yorumlanması İçin Kılavuz
3TS EN ISO 86892
Su Kalitesi-Nehirlerin Biyolojik Sınıflandırılması-Bölüm 2:
Nehir Dibi Makroomurgasızlarının İncelenmesinden Elde
Edilen Biyolojik Kalite Verilerinin Sunumu İçin Kılavuz
4TS EN ISO 9391
Su Kalitesi - Derin Sularda Makro-Omurgasızlardan Numune
Alma - Kalitatif ve Kantitatif Numune Alıcılar İle Koloni
Şeklindeki Numune Alıcıların Kullanım Kılavuzu
5TS EN 15196
Su kalitesi - Ekolojikdeğerlendirme için pupal exuviae of
Chironomidae (Order Diptera) numunesinin alınması ve
işlenmesine dair kılavuz
6TS EN 28265
Su Kalitesi-Sığ Tatlı Sularda Taşlık Zemindeki Bentik Makro
Omurgasızlardan Kantitatif Numune Almada Kullanılan
Numune Alıcıların Tasarımı ve Kullanımı
7TS EN ISO 16665
Su kalitesi- Deniz yumuşak dip makrofaunasından kantitatif
olarak numune alınması ve numunelerin hazırlanması
kılavuz
Tetanoz aşısı
El kepçesinin ağ gözü açıklığı 0,50,75 mm arasındadır. Tekmeleme
tekniğinde el kepçesinin ağız
kısmı akıntıya karşı gelecek
şekilde konumlandırılmış ve
önünde kalan kısım yukarıdan
aşağıya olmak üzere ayak ile
karıştırılarak, akıntının da etkisi
ile ağın içine dolması
sağlanmıştır.
Akıntının az olduğu yerlerde ise
kepçe karıştırılan bölge üzerinde
sallanarak örneğin içeri girmesi
sağlanır. Örnek alınırken
istasyonda bulunan farklı
habitatlar bulunma bolluklarına
göre örneklenir. Örneğin, taşlık
alan kumluk alandan daha fazla
ise taşlık alanın daha fazla
örneklenmesi yapılır.
Akarsuyun her bölgesine
ulaşmanın mümkün olmadığı
daha derin sularda istasyon
yakınında köprü vb. yapıların
olması durumunda köprünün
üzerinden ekman kepçesi
kullanılarak örnekler toplanır.
Ekman kepçesinin kapanması
sırasında araya sıkışan taşlardan
dolayı tam kapanamaması ve bir
kısım örneğin kaybının olması
durumunda toplanan o örnekler
geri bırakılır ve örnekleme başka
noktada tekrarlanır.
Toplanan örnekler ağ açıklığı ile aynı açıklığa sahip (0,5-0,75 mm)
elek kullanılarak kaba materyalden ayrılır. Bu şekilde hem
laboratuvara taşınacak örnek hacmi azaltılır, hem de büyük taşların
taşıma esnasında örneklere zarar vermesi önlenir.
Örnekler arazide %70'lik etil alkole alınarak, ışık geçirmeyen
polietilen saklama kaplarında muhafaza edilir. Laboratuvara
götürülen örneklerden her istasyona ait her bir familya ayrı kaplarda,
içinde istasyon ismi-koordinatları, arazi tarihi ve familyanın ismi
olacak şekilde etiketlenir.
Bentik Makroomurgasız örneklerinin teşhisinde; Ephemeroptera takımına ait
türlerin teşhisinde Belfiore (1983), Belfiore vd. (2000), Macan (1979), Tanatmış
(1993), Tanatmış ve Demirsoy (1999), Elliott (1977), Elliott vd. (1988),
Oligochaete türlerinin teşhisinde Cook (1971), Brinkhust (1986) ve Timm
(1990); Gammarus türlerinin teşhisinde Karaman ve Pinkster (1987), Karaman
ve Pinkster (1977a), Karaman (1973), Karaman ve Pinkster (1977b); Diptera
takımına ait türlerin teşhisinde Şahin (1984), Şahin (1991), Cranston vd. (1987),
Papp ve Darvas (1997), Papp ve Darvas (1998); Hemiptera takımına türlerin
teşhisinde Macan (1965), Hungerford (1948); Coleoptera takımına ait türlerin
teşhisinde Nilsson and Holmen (1995); Trichoptera takımına ait türlerin
teşhisinde Wallace vd. (1990); Odonata takımına ait türlerin teşhisinde
Demirsoy (1982), Askew (1988), kullanılan kaynaklardır. Brinkhust vd. (1974),
Boucherd (2004), Mandaville (2002), Kruse ve Pritchard (1982), Birmingham
(2005), Macan (1977a), Macan (1977b), Nilsson (1996), Nilsson (1997)
kaynakları tüm sucul fauna öğelerinin teşhisi için başvurulan kaynaklardır.
Biyolojik izlemenin kısa tarihçesi
• Su Çerçeve Direktifi (SÇD) Direktifi 2000/60/EC, nehirler,
göller, yeraltı ve geçiş (nehir ağzı) ve kıyı suları kapsayan
mevzuat bir bütün olarak 2000 yılında kabul edilmiştir.
• Su Çerçeve Direktifi izleme için herhangi bir
özel yöntemlerin kullanılması zorunlu olmadığından, 2006
yılında bir biyomonitoring kullanım kılavuzu
hazırlandı; bu araç Su Çerçeve Direktifi altında su
kalitesinin izlenmesi için uygun bir
yöntem seçimi kolaylaştırmak için bir kılavuz olmayı
hedeflemektedir.
• Belirli bir izleme aracın veya yönteminin
seçiminde iki önemli kriter vardır: maliyet-etkililik (costeffectiveness) ve amaç - uygunluk (fit-for-purpose).
• Gerekçe
(I) ekolojinin teorik kavramlarından türetilmeli
(II) akılcı olmalı
(III) Potansiyel ekolojik işlevleri değerlendirebilmeli
(IV) potansiyel genel insan etkisini
ayırabilmeli (yani, antropojenik bozukluğu
tanımlayabilmeli)
(V) Potansiyel antropojenik etkiyi türlerine
ayırabilmeli (İnsan etkisinin farklı dağılım ve
gruplarını ayırt edebilmeli)
• Uygulama
• (VI) Örnekleme ve tasnifi maliyetleri düşük (arazi
çalışmaları) ve deneyler
standart olmalı (laboratuar yaklaşımlar)
(VII) Örnekleme protokolü basit olmalı
• (VIII) Sistematik teşhis maliyetli düşük olmalı (teşhis
için hiçbir uzmanlık gerekli olmamalı)
• Performans
• (IX)Büyük ölçekli uygulanabilirliği
• Olmalı
(eko veya biyocoğrafik bölgeler
arası)
• (X) Genel olarak insan
etkisi değişikliklerin güvenilir bir
göstergesi olmalı
• (XI) Farklı insan
etkisi değişimlerinin
güvenilir göstergesi olmalı
• (XII) İnsan etkisini Lineer
ölçekte belirleyebilmeli
• Saprobik indeks, belirlenen bu 12 kirterden
sadece 1 tanesine uymaktadır. Çünkü; oksijen
bazlıdır ve Kuzey akarsularında iyi sonuç verirken
Güney ve durağan sularda iyi sonuç vermez, bu
sebeple tüm Avrupa sularında uygulanamaz.
• Biyomarkör; Toksik maddlerin molekülerde, hücrede ve dokuda
verdiği hasarı belirleyen biyokimyasal ölçümlerdir. Örneğin, metal
zehirlenmesi varsa MT (metallotiyonin) enziminde bir artış
gözlenir. Oksidaz, asetilkolinesteraz, selülaz / carbohydrase,
genotoksisite, iyon düzenlenmesi, stres proteinleri ya da oksidatif
stres enzimleri gibi biyomakörler özellikle omurgasızlarda sıklıkla
kullanılmaya başlanmıştır. Bunun yararı ise toksik etki daha yüksek
organizasyonlu canlıları etkilemeden erken uyarı sistemi gibi bizi
uyarmasıdır.
• Tek bir biyomakör insan etkisini göstermeye yetmeyebilir, ancak 12
kiterden 6 tanesini karşılayabilir. Özellikle düşük canlı sayısı ve ucuz
maliyet en önemli avantajlarındandır.
• Bioassay ve toksik testler; bir
organizmanın, bir toksik maddeye karşı etkisini
büyüme, beslenme oranı, pupa devresi, davranış,
morfoloji, ya da üreme gibi çeşitli dönemlerde
değerlendirmektir. (toksik seviye tespiti, invitro
deneyler ve biyoakumülasyon). Bu testlerde her türlü
insan ve dış çevre (oksijen ve ısı gibi) etkisini ucuz ve
standart bir şekilde ölçülüp değerlendirilebilir. 12
kriterden 10 tanesini karşılaması bakımından önemlidir.
• Dalgalı asimetri; Ephemeroptera, Plecoptera,
Trichoptera, Odonata, Coleoptera ve
Hemiptera kullanarak, bu omurgasızların göstermiş
oldukları asimetri, insan etkisini belirten bir biyolojik
izleme aracı olarak kullanılmaktadır. EPT, ve OCH sık
kullanılan yaygın ve basit değerlendirme
araçlarındandır. Örnek alması ve tayinleri nispeten
kolay olmasına rağmen çok iyi arazi taraması yapılması
ve örnek sayısının çok olması gerekir. Bazı insan
etkilerine ve çevresel değişimlere hassas olması sebebi
ile 12 kiterden 7 tanesini karşılamaktadır.
• Multimetrik Yaklaşımlar; populasyonun yapısı işlevi ve çevresi ile
•
•
•
•
•
•
olan ilişkilerini değerlendiren bir yöntemdir. Bu yaklaşımın
değerlendirmelerini 5 değişik kategori altında toplayabiliriz:
1- taxa zenginliği (familya, cins ve tür bazında)
2- Density = abundans (toplanan tüm canlı sayısı)
3- komunite diversity (çeşitlilik) indeksi (Shannon’s indeks)
4- fonksiyonel beslenme grup oranı (parçalayıcı, süzücü,…)
5- biyotik indeks
12 kriterden 10 tanesini karşılaması bakımından önemlidir.
Multimetrik Yaklaşımlar
 Kirliliğin etkilerinin değerlendirilmesinde çoğunlukla üç temel indeks
kullanılır
I. Diversity indeksler
 Simpson’s, Shannon İndeks, Shannon-Wiener(Gerritsen et al. 1998),
Menhinick, Margalef, and McIntosh
II. Comparison İndeks
 Renkonen’s (1938) percent similarity index
 Pinkham – Pearson (1976)
 Canberra metric (Lance and William 1967)
Multimetrik Yaklaşımlar
III. Biyotik indeksler
BBI (Belgian Biotik index),
BMWP (Biological Monitoring Working Party), ASPT (Average Score Per
Taxon),
EBI (Extended Biotic Index),
IBE (Indice Biotico Esteso),
BMWQ (Spanish Biological Monitoring Water Quality),
SIGNAL (Australian Index),
SASS (South African Score System) ..e.g.
EPT İndex ( Plafkin et al. , 1989)
Family Biotic İndex, (Hilsenhoff, 1982)
Biyolojik izleme araçları ve kriterlere
uygunluk
• Çok değişkenli Yaklaşımlar ; multi metrik yaklaşıma çok
benzer ve insan etkisini daha çok istatistik metotlar ile analiz
eden bir yaklaşımdır. Daha çok noktasal kaynaklı sorunlara
daha çok önem verir. Biyomonitoring yaklaşım olarak her ülke
değişik paket programlar oluşturmuşlardır. Örneğin UK
RIVPACK (River In Vertebrate Prediction and Classification
System) kullanmaktadır. Bu yaklaşım temelde beklenen
populasyon yapısı ile (referans istasyon) mevcut durumu çok
yönlü olarak değerlendirir (zenginlik, abundance, kayıp türler,
fizikokimyasal veriler) ve istasyonlar arasında korelasyona göre
sınıflama ve kümeleme yapar. Düşük maliyet önemlidir. 12
kriterden 9 tanesini karşılar.
Biyolojik izleme araçları ve kriterlere
uygunluk
• Fonksiyonel Beslenme Gruplar; fonksiyonel beslenme
grupları için kullanılan besin kaynağı türünü ve
besleme mekanizmasını gösterir. Örneğin, kaynak
bölgesinde yaprak parçalayan türler, otlayanlar orta
kısımda ve toplayıcılar ise mansupda (akarsuyun
döküldüğü yer) daha yoğun bulabiliriz. İnsan etkisi ile
bu düzende meydana gelen bir bozukluk bize alarm
verebilir. Aynı zamanda bu yaklaşım multimetrik ve çok
değişkenli yaklaşım ile yakın ilişkilidir.
• 12 kriterden 9 tanesini karşılar.
Biyolojik ve Hidromorfolojik İzleme Konulu Hizmetiçi Eğitim Programı
10-12 Kasım 2014
Bentik Makro Omurgasız İzleme
Yöntemleri
Yrd. Doç. Dr. Gürçay Kıvanç AKYILDIZ
Pamukkale Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi D Blok, D101 Hidrobiyoloji Lab.
[email protected]
2014 Kasım, Antalya