Cum afectează poluarea genetică animală?

Poluarea în mediu include carbon crescut și alte substanțe chimice din aer, scurgeri de nutrienți agricoli, produse farmaceutice deșeuri în sistemele acvatice, scurgeri din depozite de deșeuri, rezervoare de fecale umane, gunoi în sistemele terestre și acvatice și orice altceva din între. Deși este ușor de văzut efectul gunoiului asupra animalelor mari, efectele potențial dăunătoare asupra geneticii sunt în mare parte neidentificate. În plus, odată cu apariția plantelor și animalelor modificate genetic, poluarea genetică de către organisme modificate în populațiile naturale este o preocupare emergentă.

S-a demonstrat că poluanții chimici care intră în sistemele animalelor provoacă modificări directe ale diversității genetice. De exemplu, un studiu a constatat expunerea la metale grele de la uzinele de topitorie din Finlanda și Rusia, precum și la izotopii radioactivi dintr-o procesare nucleară plantă din Rusia pentru a provoca o creștere a diversității genetice pentru populațiile sălbatice de tânăr mare și o scădere opusă a populațiilor de pied mușcător. Poluarea aerului care cade în mediu de la fabricile de oțel din Hamilton, Ontario, a fost legată de o creștere a ratei mutațiilor genetice la descendenții atât de pescăruși, cât și de șoareci. Aceste rezultate nu sunt localizate. Studii similare după accidentul nuclear de la Cernobîl au raportat rate crescute de mutație la populațiile de păsări și rozătoare. Metalele grele au fost legate de deteriorarea ADN-ului la populațiile de păsări și mamifere, care au arătat un număr crescut de mutații genetice în zonele industriale. Nu s-au înregistrat modificări fizice, de comportament sau de rata de supraviețuire la aceste specii; dar efectele au fost localizate doar la câteva generații.

Poluarea mediului cauzează o serie de probleme fizice la animale, inclusiv rate crescute de boli, cum ar fi cancerul, modificarea nivelului de hormoni și reproducere; deși acestea nu au fost legate de o schimbare genetică. De la sfârșitul anilor 1980, simetria corpului a fost utilizată ca indicator al regularității genetice și a dezvoltării. Asimetria este o schimbare fizică care semnalează o anomalie genetică. La păstrăv, șoareci și păsări, poluarea mediului are ca rezultat asimetrie, sub forma unor trăsături fizice mărite pe o parte a corpului. Asimetria apare în toate părțile corpului, dar mai mult în trăsături precum ornamentele care sunt folosite pentru a atrage colegii. La rândunele și cintezele zebră, păsările cu ornamente asimetrice se reproduc mai puțin, iar descendenții lor au rate de supraviețuire mai mici. În trăsăturile care nu afectează reproducerea, cum ar fi dimensiunea piciorului la veverițe și șoareci și dimensiunea aripioarelor la păstrăv, asimetria provoacă o susceptibilitate crescută la prădători și scăderea supraviețuirii. Din punct de vedere genetic, asimetria sugerează, de asemenea, scăderea diversității genetice, ceea ce duce la incapacitatea de a răspunde în mod adecvat la stres.

Poluarea genetică apare atunci când populațiile sălbatice se amestecă cu sau sunt afectate de organisme modificate genetic. Pentru culturi, populațiile sălbatice dispar când sunt depășite de cele care au fost modificate pentru a fi rezistente la substanțe chimice și la consumul insectelor. De asemenea, speciile de insecte se sting local și prezintă rate mai mari de mutație atunci când se hrănesc cu culturi modificate genetic pentru a produce insecticide. Acest lucru sugerează că mutațiile și supraviețuirea modificată pot apărea la alți erbivori mai mari. Bacteriile care trăiesc pe culturi modificate genetic în India au demonstrat o rezistență crescută la antibiotice, dintre care una este utilizată în mod curent pentru tratarea tuberculozei în regiune. Pe măsură ce rezistența bacteriană crește, ar putea determina răspândirea bolii în populația umană. Poluarea genetică poate apărea și prin împerecherea organismelor sălbatice și modificate, producând hibrizi. Acest lucru a avut loc în Statele Unite, India și în toată Europa, cu plante de la muștar la nap, ridiche, rapița oleaginoasă și multe altele, dar consecințele acestor modificări genetice asupra populațiilor naturale nu au fost încă văzute.

Unele populații de animale sunt mai susceptibile decât altele la efectele expunerii la poluare. Sensibilitatea crescută apare sub forma unor boli mai frecvente și a ratei reduse de reproducere. Aceste efecte se pot combina provocând eventuala dispariție a populațiilor locale sensibile. La șoareci, susceptibilitatea la poluarea cu ozon a fost legată de același cromozom ca și susceptibilitatea la particulele de sulf. Acest lucru sugerează o probabilitate crescută de dispariție localizată la populațiile sensibile.

Poluarea mediului a provocat o serie de efecte genetice în comunitatea microbiană, de la rezistența la antibiotice și antifungice până la creșterea diversității microbiene. Cantități crescute de produse farmaceutice în sistemele de apă provoacă microbii să devină rezistenți la o clasă mai largă de medicamente antimicrobiene. De exemplu, E. coli izolat din Shipyard Creek din Carolina de Sud, care a fost poluat de metale toxice și alte deșeuri industriale, s-a dovedit a fi rezistent la nouă clase diferite de antibiotice. Pe măsură ce microbii din mediu se schimbă și potențial devin mai virulenți și patogeni, efectul lor asupra animalelor cu care intră în contact se va schimba și.