Como a poluição afeta a genética animal?

A poluição do meio ambiente inclui aumento de carbono e outros produtos químicos no ar, escoamento de nutrientes agrícolas, produtos farmacêuticos resíduos em sistemas aquáticos, vazamento de aterros, reservatórios de fezes humanas, lixo em sistemas terrestres e aquáticos e tudo em entre. Embora seja fácil ver o efeito do lixo em animais de grande porte, os efeitos potencialmente prejudiciais sobre a genética não foram identificados. Além disso, com o advento de plantas e animais geneticamente modificados, a poluição genética por organismos modificados em populações naturais é uma preocupação emergente.

Foi demonstrado que os poluentes químicos que entram nos sistemas dos animais causam mudanças diretas na diversidade genética. Por exemplo, um estudo descobriu a exposição a metais pesados ​​de usinas de fundição na Finlândia e na Rússia, bem como isótopos radioativos de um processamento nuclear planta na Rússia para causar um aumento na diversidade genética para as populações selvagens de chapim-real e uma diminuição oposta nas populações de pied flycatcher. A poluição do ar que atinge o meio ambiente pelas siderúrgicas em Hamilton, Ontário, tem sido associada a um aumento na taxa de mutações genéticas na prole de gaivotas e ratos. Esses resultados não são localizados. Estudos semelhantes após o acidente nuclear de Chernobyl relataram aumento nas taxas de mutação em populações de pássaros e roedores. Os metais pesados ​​têm sido associados a danos ao DNA em populações de pássaros e mamíferos, que apresentam elevado número de mutações genéticas em áreas industriais. Não houve registro de mudanças físicas, comportamentais ou de taxa de sobrevivência nessas espécies; mas os efeitos foram localizados em apenas algumas gerações.

A poluição ambiental causa uma série de problemas físicos nos animais, incluindo aumento nas taxas de doenças, como câncer, e alteração dos níveis hormonais e reprodução; embora estes não tenham sido associados a uma mudança genética. Desde o final da década de 1980, a simetria corporal tem sido usada como um indicador de regularidade genética e de desenvolvimento. A assimetria é uma mudança física que sinaliza anormalidade genética. Em trutas, ratos e pássaros, a poluição ambiental resulta em assimetria, na forma de características físicas aumentadas em um lado do corpo. A assimetria ocorre em todas as partes do corpo, mas mais ainda em características como ornamentos que são usados ​​para atrair parceiros. Em andorinhas e tentilhões-zebra, pássaros com ornamentos assimétricos se reproduzem menos e seus descendentes têm taxas de sobrevivência mais baixas. Em características que não afetam a reprodução, como o tamanho dos pés em esquilos e camundongos e o tamanho das nadadeiras em trutas, a assimetria aumenta a suscetibilidade a predadores e diminui a sobrevivência. Geneticamente, a assimetria também sugere diminuição da diversidade genética, levando à incapacidade de responder adequadamente ao estresse.

A poluição genética ocorre quando as populações selvagens se misturam ou são afetadas por organismos geneticamente modificados. Para as lavouras, as populações selvagens são extintas quando superadas por aquelas que foram modificadas para serem resistentes a produtos químicos e ao consumo de insetos. As espécies de insetos também se tornam extintas localmente e apresentam taxas de mutação mais altas quando se alimentam de plantações que são geneticamente modificadas para produzir inseticidas. Isso sugere que mutações e alterações na sobrevivência podem ocorrer em outros herbívoros maiores. Bactérias que vivem de plantações geneticamente modificadas na Índia têm mostrado maior resistência aos antibióticos, um dos quais é usado principalmente para tratar a tuberculose na região. À medida que a resistência bacteriana aumenta, pode causar o aumento da propagação de doenças na população humana. A poluição genética também pode ocorrer através do acasalamento de organismos selvagens e modificados, produzindo híbridos. Isso tem ocorrido nos Estados Unidos, Índia e em toda a Europa com plantas de mostarda a nabo, rabanete, colza e muito mais, mas as consequências dessas mudanças genéticas para as populações naturais ainda não foram vistas.

Algumas populações de animais são mais suscetíveis do que outras aos efeitos da exposição à poluição. O aumento da suscetibilidade aparece na forma de doenças mais frequentes e diminuição das taxas de reprodução. Esses efeitos podem se combinar causando a eventual extinção de populações locais suscetíveis. Em camundongos, a suscetibilidade à poluição por ozônio foi associada ao mesmo cromossomo da suscetibilidade a partículas de enxofre. Isso sugere um aumento da probabilidade de extinção localizada em populações suscetíveis.

A poluição ambiental causou vários efeitos genéticos na comunidade microbiana, desde resistência a antibióticos e antifúngicos até o aumento da diversidade microbiana. Quantidades maiores de produtos farmacêuticos em sistemas de água desafiam os micróbios a se tornarem resistentes a uma classe mais ampla de drogas antimicrobianas. Por exemplo, E. coli isolada de Shipyard Creek, na Carolina do Sul, poluída por metais tóxicos e outros resíduos industriais, demonstrou ser resistente a nove classes diferentes de antibióticos. À medida que os micróbios no ambiente mudam e potencialmente se tornam mais virulentos e patogênicos, seus efeitos nos animais com os quais entram em contato também mudam.