Onečišćenje okoliša uključuje povećani ugljik i druge kemikalije u zraku, odljev hranjivih sastojaka iz poljoprivrede, farmaceutske proizvode otpad u vodenim sustavima, istjecanje sa odlagališta otpada, rezervoari ljudskog izmeta, smeće u kopnenim i vodenim sustavima i sve u između. Iako je lako uočiti učinak smeća na velike životinje, potencijalno štetni učinci na genetiku uglavnom nisu identificirani. Uz to, pojavom genetski modificiranih biljaka i životinja genetska zagađenost modificiranim organizmima u prirodne populacije sve je veća zabrinutost.
Genetska raznolikost i mutacije
Pokazalo se da kemijske onečišćujuće tvari koje se probijaju u životinjske sustave uzrokuju izravne promjene genetske raznolikosti. Na primjer, jedno istraživanje otkrilo je izloženost teškim metalima iz topionica u Finskoj i Rusiji, kao i radioaktivnim izotopima iz nuklearne prerade biljka u Rusiji koja će uzrokovati povećanje genetske raznolikosti divljih populacija velike sise i suprotno smanjenje populacija jame muholovka. Zagađenje zraka koje pada u okoliš iz čeličana u Hamiltonu, Ontario, povezano je s povećanjem stope genetskih mutacija u potomstva i galebova i miševa. Ovi rezultati nisu lokalizirani. Slične studije nakon nuklearne nesreće u Černobilu izvijestile su o povećanim stopama mutacija u populacijama ptica i glodavaca. Teški metali povezani su s oštećenjem DNA u populacijama ptica i sisavaca, što je pokazalo povišen broj mutacija gena u industrijskim područjima. Nije zabilježeno fizičko, ponašanje ili promjene stope preživljavanja kod ovih vrsta; ali efekti su lokalizirani na samo nekoliko generacija.
Asimetrija
Zagađenje okoliša uzrokuje brojne tjelesne probleme kod životinja, uključujući povećane stope bolesti, poput raka, te promijenjenu razinu i reprodukciju hormona; premda one nisu povezane s genetskom promjenom. Od kasnih 1980-ih, tjelesna se simetrija koristi kao pokazatelj genetske i razvojne pravilnosti. Asimetrija je fizička promjena koja signalizira genetske abnormalnosti. Kod pastrve, miševa i ptica zagađenje okoliša rezultira asimetrijom, u obliku povećanih fizičkih svojstava s jedne strane tijela. Asimetrija se javlja u svim dijelovima tijela, ali više u osobinama poput ukrasa koji se koriste za privlačenje partnera. U lastavica i zebrastih zeba ptice s asimetričnim ukrasima razmnožavaju se manje, a njihovi potomci imaju niže stope preživljavanja. U svojstvima koja ne utječu na reprodukciju, poput veličine stopala u vjeverica i miševa te veličine peraja u pastrvi, asimetrija uzrokuje povećanu osjetljivost na grabežljivce i smanjenje preživljavanja. Genetski, asimetrija također sugerira smanjenu genetsku raznolikost što dovodi do nemogućnosti odgovarajućeg odgovora na stres.
Genetsko zagađenje
Genetsko zagađenje nastaje kada se divlje populacije pomiješaju ili su pod utjecajem genetski modificiranih organizama. Za usjeve divlje populacije izumru kad ih nadmaše one koje su modificirane tako da budu otporne na kemikalije i insekte. Vrste insekata također lokalno izumru i pokazuju veću stopu mutacija kada se hrane usjevima koji su genetski modificirani za proizvodnju insekticida. To sugerira da se mogu pojaviti mutacije i promijenjeno preživljavanje kod drugih, većih biljojeda. Bakterije koje žive u genetski modificiranim usjevima u Indiji pokazale su povećanu otpornost na antibiotike, od kojih se jedan uglavnom koristi za liječenje tuberkuloze u regiji. Kako se rezistencija bakterija povećava, to bi moglo dovesti do povećanja širenja bolesti u ljudskoj populaciji. Do genetskog zagađenja može doći i parenjem divljih i modificiranih organizama, proizvodeći hibride. To se dogodilo u Sjedinjenim Državama, Indiji i diljem Europe s biljkama od gorušice do repe, rotkvice, uljana repica i još mnogo toga, ali posljedice ovih genetskih promjena na prirodne populacije tek treba vidjeti.
Genetska osjetljivost i evolucija
Neke su populacije životinja osjetljivije od drugih na učinke izloženosti zagađenju. Povećana osjetljivost pokazuje se u obliku češćih bolesti i smanjenih stopa reprodukcije. Ti se učinci mogu kombinirati uzrokujući eventualno izumiranje lokalnih osjetljivih populacija. Kod miševa je osjetljivost na onečišćenje ozonom povezana s istim kromosomom kao i osjetljivost na čestice sumpora. To sugerira povećanu vjerojatnost lokaliziranog izumiranja kod osjetljivih populacija.
Genetski efekti mikroba
Zagađenje okoliša prouzročilo je niz genetskih učinaka u mikrobnoj zajednici, od rezistencije na antibiotike i gljivice do sve veće raznolikosti mikroba. Povećane količine lijekova u vodenim sustavima izazivaju mikrobe da postanu otporni na širu klasu antimikrobnih lijekova. Na primjer, E. coli izoliran iz brodogradilišta Creek u Južnoj Karolini, koji je zagađen otrovnim metalima i drugim industrijskim otpadom, pokazao se otpornim na devet različitih klasa antibiotika. Kako se mikrobi u okolišu mijenjaju i potencijalno postaju virulentniji i patogeniji, mijenjat će se i njihov učinak na životinje s kojima dolaze u kontakt.