Kuidas mõjutab reostus loomageneetikat?

Keskkonna reostus hõlmab suurenenud süsiniku ja muude kemikaalide sisaldust õhus, põllumajanduslike toitainete äravoolu, farmaatsiat jäätmed veesüsteemides, lekked prügilatest, inimeste väljaheidete reservuaaridest, prügikastid maismaa- ja veesüsteemides ning kõik muu vahel. Kuigi prügikasti mõju suurtele loomadele on lihtne mõista, on potentsiaalselt kahjulik mõju geneetikale suures osas tuvastamata. Lisaks on geneetiliselt muundatud taimede ja loomade tulekuga üha suurem probleem geneetiline saaste modifitseeritud organismide poolt looduslike populatsioonide hulka.

On tõestatud, et keemilised saasteained, mis satuvad loomade süsteemidesse, põhjustavad otseseid muutusi geneetilises mitmekesisuses. Näiteks leiti ühes uuringus kokkupuude Soome ja Venemaa sulatustehastest pärit raskmetallidega ning samuti tuuma töötlemisel tekkinud radioaktiivsete isotoopidega Venemaal, põhjustades hariliku tihase looduslike populatsioonide geneetilise mitmekesisuse kasvu ja vastupidi kärbsenäpp. Ontarios Hamiltoni terasetehastest keskkonda sattunud õhusaaste on seotud nii kajakate kui ka hiirte järglaste geneetiliste mutatsioonide arvu suurenemisega. Neid tulemusi pole lokaliseeritud. Pärast Tšernobõli tuumaõnnetust tehtud sarnastes uuringutes teatati lindude ja näriliste populatsioonides suurenenud mutatsioonimääradest. Raskmetalle on seostatud lindude ja imetajate populatsioonide DNA-kahjustustega, mis on näidanud geenmutatsioonide arvu suurenemist tööstuspiirkondades. Nende liikide füüsiliste, käitumuslike ega elulemuse muutuste kohta pole andmeid olnud; kuid mõju on lokaliseeritud vaid mõnele põlvkonnale.

Keskkonnareostus põhjustab loomadel mitmeid füüsilisi probleeme, sealhulgas suurenenud haiguste, nagu vähk, ning hormoonide taseme ja paljunemise muutused; kuigi neid pole seostatud geneetiliste muutustega. Alates 1980. aastate lõpust on kehasümmeetriat kasutatud geneetilise ja arenguregulaarsuse näitajana. Asümmeetria on füüsiline muutus, mis annab märku geneetilisest kõrvalekaldest. Forellil, hiirtel ja lindudel on keskkonnareostuse tagajärg asümmeetria, suurenenud füüsiliste tunnuste kujul ühel kehapoolel. Asümmeetriat esineb kõigis kehaosades, kuid enam selliste omaduste puhul nagu kaunistused, mida kasutatakse kaaslaste ligimeelitamiseks. Pääsukestes ja sebravintides paljunevad asümmeetriliste kaunistustega linnud vähem ning nende järglaste ellujäämismäär on madalam. Iseloomu korral, mis paljunemist ei mõjuta, nagu oravate ja hiirte suu suurus ja forelli suurus, põhjustab asümmeetria suurenenud vastuvõtlikkust kiskjate suhtes ja vähenenud ellujäämist. Geneetiliselt viitab asümmeetria ka geneetilise mitmekesisuse vähenemisele, mis põhjustab võimetust stressile sobivalt reageerida.

Geneetiline reostus tekib siis, kui looduslikud populatsioonid segunevad geneetiliselt muundatud organismidega või mõjutavad neid. Põllukultuuride jaoks hävivad looduslikud populatsioonid, kui need on konkurentsis, kui neid on muudetud kemikaalide ja putukate tarbimise suhtes vastupidavaks. Putukaliigid hävivad ka kohapeal ja nende mutatsioonimäär on suurem, kui nad toituvad põllukultuuridest, mida on geneetiliselt muundatud putukamürkide saamiseks. See viitab mutatsioonidele ja muudel suurematel taimtoidulistel võib esineda muutunud elulemus. India geneetiliselt muundatud põllukultuuridel elavad bakterid on näidanud suurenenud resistentsust antibiootikumide suhtes, millest ühte kasutatakse valdavalt tuberkuloosi ravimiseks piirkonnas. Bakterite resistentsuse suurenemisega võib see põhjustada haiguste leviku suurenemist inimpopulatsioonis. Geneetiline reostus võib tekkida ka looduslike ja modifitseeritud organismide paaritumise teel, saades hübriide. Seda on juhtunud Ameerika Ühendriikides, Indias ja kogu Euroopas taimedega sinepist naeriseni, redise, raps ja palju muud, kuid nende geneetiliste muutuste tagajärgi looduslikele populatsioonidele pole veel näha.

Mõni loomapopulatsioon on reostuse mõju suhtes vastuvõtlikum kui teised. Suurenenud vastuvõtlikkus avaldub sagedasemate haiguste ja vähenenud paljunemissageduse vormis. Need mõjud võivad koos põhjustada kohalike vastuvõtlike populatsioonide lõpliku väljasuremise. Hiirtel on vastuvõtlikkus osoonireostusele seotud sama kromosoomiga kui vastuvõtlikkus väävliosakeste suhtes. See viitab vastuvõtliku populatsiooni lokaalse väljasuremise suurenenud tõenäosusele.

Keskkonnareostus on põhjustanud mikroobide koosluses mitmeid geneetilisi mõjusid, alates antibiootikumide ja seentevastasest resistentsusest kuni mikroobide mitmekesisuse suurenemiseni. Ravimite suurenenud kogus veesüsteemides paneb mikroobid proovile muutuma resistentsemaks laiema klassi antimikroobsete ravimite suhtes. Näiteks E. Lõuna-Carolinas asuvast Shipyard Creekist eraldatud coli, mis oli saastunud mürgiste metallide ja muude tööstusjäätmetega, on osutunud resistentseks üheksa erineva klassi antibiootikumide suhtes. Kui keskkonna mikroobid muutuvad ja võivad potentsiaalselt virulentsemaks ja patogeensemaks muutuda, muutub ka nende mõju loomadele, kellega nad kokku puutuvad.