Bagaimana Polusi Mempengaruhi Genetika Hewan?

Polusi di lingkungan termasuk peningkatan karbon dan bahan kimia lainnya di udara, limpasan nutrisi pertanian, farmasi limbah di sistem perairan, kebocoran dari tempat pembuangan sampah, penampungan kotoran manusia, sampah di sistem terestrial dan perairan dan segala sesuatu di antara. Meskipun mudah untuk melihat efek sampah pada hewan besar, efek yang berpotensi merusak genetika sebagian besar tidak teridentifikasi. Selain itu, dengan munculnya tanaman dan hewan yang dimodifikasi secara genetik, polusi genetik oleh organisme yang dimodifikasi ke dalam populasi alami menjadi perhatian yang muncul.

Polutan kimia yang masuk ke sistem hewan telah terbukti menyebabkan perubahan langsung pada keragaman genetik. Misalnya, satu studi menemukan paparan logam berat dari pabrik peleburan di Finlandia dan Rusia serta isotop radioaktif dari pemrosesan nuklir. tanaman di Rusia menyebabkan peningkatan keragaman genetik untuk populasi liar tit besar dan penurunan berlawanan dalam populasi pied penangkap lalat. Polusi udara yang jatuh ke lingkungan dari pabrik baja di Hamilton, Ontario, telah dikaitkan dengan peningkatan tingkat mutasi genetik pada keturunan burung camar dan tikus. Hasil ini tidak terlokalisasi. Studi serupa setelah kecelakaan nuklir Chernobyl melaporkan peningkatan tingkat mutasi pada populasi burung dan hewan pengerat. Logam berat telah dikaitkan dengan kerusakan DNA pada populasi burung dan mamalia, yang telah menunjukkan peningkatan jumlah mutasi gen di kawasan industri. Belum ada catatan perubahan fisik, perilaku atau tingkat kelangsungan hidup pada spesies ini; tetapi efeknya telah dilokalisasi hanya untuk beberapa generasi.

Pencemaran lingkungan menyebabkan sejumlah masalah fisik pada hewan, termasuk peningkatan tingkat penyakit, seperti kanker, dan perubahan kadar hormon dan reproduksi; meskipun ini belum dikaitkan dengan perubahan genetik. Sejak akhir 1980-an, simetri tubuh telah digunakan sebagai indikator keteraturan genetik dan perkembangan. Asimetri adalah perubahan fisik yang menandakan kelainan genetik. Pada ikan trout, tikus dan burung, pencemaran lingkungan mengakibatkan asimetri, berupa pembesaran ciri-ciri fisik pada satu sisi tubuh. Asimetri terjadi di semua bagian tubuh, tetapi lebih pada ciri-ciri seperti ornamen yang digunakan untuk menarik pasangan. Pada burung walet dan kutilang zebra, burung dengan ornamen asimetris berkembang biak lebih sedikit, dan keturunannya memiliki tingkat kelangsungan hidup yang lebih rendah. Pada sifat-sifat yang tidak mempengaruhi reproduksi, seperti ukuran kaki pada tupai dan tikus serta ukuran sirip pada ikan trout, asimetri menyebabkan peningkatan kerentanan terhadap predator dan penurunan kelangsungan hidup. Secara genetik, asimetri juga menunjukkan penurunan keragaman genetik yang menyebabkan ketidakmampuan untuk merespons stres dengan tepat.

Polusi genetik terjadi ketika populasi liar bercampur dengan atau dipengaruhi oleh organisme yang dimodifikasi secara genetik. Untuk tanaman, populasi liar menjadi punah ketika kalah bersaing dengan mereka yang telah dimodifikasi agar tahan terhadap bahan kimia dan dikonsumsi oleh serangga. Spesies serangga juga menjadi punah secara lokal dan menunjukkan tingkat mutasi yang lebih tinggi ketika memakan tanaman yang dimodifikasi secara genetik untuk menghasilkan insektisida. Ini menunjukkan mutasi dan kelangsungan hidup yang berubah dapat terjadi pada herbivora lain yang lebih besar. Bakteri yang hidup pada tanaman rekayasa genetika di India telah menunjukkan peningkatan resistensi terhadap antibiotik, salah satunya banyak digunakan untuk mengobati tuberkulosis di wilayah tersebut. Dengan meningkatnya resistensi bakteri, dapat menyebabkan penyebaran penyakit pada populasi manusia meningkat. Polusi genetik juga dapat terjadi melalui perkawinan organisme liar dan organisme yang dimodifikasi, menghasilkan hibrida. Ini telah terjadi di Amerika Serikat, India dan di seluruh Eropa dengan tanaman dari mustard hingga lobak, lobak, pemerkosaan biji minyak dan banyak lagi, tetapi konsekuensi dari perubahan genetik ini pada populasi alami belum terlihat.

Beberapa populasi hewan lebih rentan daripada yang lain terhadap efek paparan polusi. Peningkatan kerentanan muncul dalam bentuk penyakit yang lebih sering dan penurunan tingkat reproduksi. Efek-efek ini dapat bergabung menyebabkan kepunahan akhirnya populasi lokal yang rentan. Pada tikus, kerentanan terhadap polusi ozon telah dikaitkan dengan kromosom yang sama dengan kerentanan terhadap partikel belerang. Ini menunjukkan kemungkinan peningkatan kepunahan lokal pada populasi yang rentan.

Pencemaran lingkungan telah menyebabkan sejumlah efek genetik pada komunitas mikroba, mulai dari resistensi antibiotik dan antijamur hingga peningkatan keragaman mikroba. Peningkatan jumlah obat-obatan dalam sistem air menantang mikroba untuk menjadi resisten terhadap kelas obat antimikroba yang lebih luas. Misalnya, E coli yang diisolasi dari Shipyard Creek di South Carolina, yang tercemar oleh logam beracun dan limbah industri lainnya, telah terbukti resisten terhadap sembilan kelas antibiotik yang berbeda. Ketika mikroba di lingkungan berubah dan berpotensi tumbuh lebih ganas dan patogen, pengaruhnya terhadap hewan yang mereka hubungi juga akan berubah.