Ako ovplyvňuje znečistenie genetiku zvierat?

Znečistenie životného prostredia zahŕňa zvýšené množstvo uhlíka a iných chemikálií vo vzduchu, odtok poľnohospodárskych živín, farmaceutické látky odpad vo vodných systémoch, úniky zo skládok, nádrže s ľudskými výkalmi, odpad v suchozemských a vodných systémoch a všetko v medzi. Aj keď je ľahké vidieť vplyv koša na veľké zvieratá, potenciálne škodlivé účinky na genetiku sú zväčša nezistené. S nástupom geneticky modifikovaných rastlín a zvierat sa navyše objavuje genetické znečistenie modifikovanými organizmami do prirodzenej populácie.

Ukázalo sa, že chemické znečisťujúce látky, ktoré sa dostanú do systémov zvierat, spôsobujú priame zmeny genetickej rozmanitosti. Jedna štúdia napríklad zistila expozíciu ťažkým kovom z hút vo Fínsku a Rusku, ako aj rádioaktívnym izotopom z jadrového spracovania rastlina v Rusku spôsobí zvýšenie genetickej diverzity divých populácií sýkorky veľkej a nepriaznivý pokles populácií pied muchárik. Znečistenie ovzdušia pochádzajúce z oceliarní v Hamiltone v Ontáriu do životného prostredia súvisí so zvýšením rýchlosti genetických mutácií u potomkov čajok aj myší. Tieto výsledky nie sú lokalizované. Podobné štúdie po jadrovej havárii v Černobyle hlásili zvýšenú mieru mutácií v populáciách vtákov a hlodavcov. Ťažké kovy súvisia s poškodením DNA v populáciách vtákov a cicavcov, čo preukázalo zvýšený počet génových mutácií v priemyselných oblastiach. U týchto druhov sa nezaznamenali nijaké zmeny fyzického stavu, správania alebo prežitia; ale účinky boli lokalizované iba pre niekoľko generácií.

Znečistenie životného prostredia spôsobuje u zvierat množstvo fyzických problémov vrátane zvýšeného výskytu chorôb, ako je rakovina, a zmenených hladín hormónov a reprodukcie; hoci tieto neboli spojené s genetickou zmenou. Od konca 80. rokov sa telesná symetria používa ako indikátor genetickej a vývojovej pravidelnosti. Asymetria je fyzická zmena, ktorá signalizuje genetickú abnormalitu. U pstruhov, myší a vtákov vedie znečistenie životného prostredia k asymetrii vo forme zväčšených fyzických znakov na jednej strane tela. Asymetria sa vyskytuje vo všetkých častiach tela, ale skôr v znakoch, ako sú ozdoby, ktoré sa používajú na prilákanie kamarátov. V lastovičkách a zebrách pinkách sa vtáky s asymetrickými ozdobami reprodukujú menej a ich potomstvo má nižšiu mieru prežitia. U znakov, ktoré neovplyvňujú reprodukciu, ako je veľkosť chodidla u veveričiek a myší a veľkosť plutiev u pstruhov, spôsobuje asymetria zvýšenú náchylnosť k predátorom a zníženie prežitia. Geneticky asymetria tiež naznačuje zníženú genetickú diverzitu vedúcu k neschopnosti primerane reagovať na stres.

Genetické znečistenie nastáva, keď sa voľne žijúce populácie zmiešajú s geneticky modifikovanými organizmami alebo sú nimi ovplyvnené. V prípade plodín divoká populácia vyhynie, ak je vyčerpaná tými, ktoré boli upravené tak, aby boli odolné voči chemikáliám a konzumácii hmyzom. Druhy hmyzu tiež lokálne vyhynuli a vykazujú vyššiu mieru mutácií pri kŕmení plodinami, ktoré sú geneticky modifikované na produkciu insekticídov. To naznačuje, že u iných, väčších bylinožravcov sa môžu vyskytnúť mutácie a zmenené prežitie. Baktérie žijúce na geneticky modifikovaných plodinách v Indii preukázali zvýšenú odolnosť voči antibiotikám, z ktorých jedna sa prevažne používa na liečbu tuberkulózy v regióne. So zvyšovaním bakteriálnej rezistencie by to mohlo spôsobiť zvýšenie šírenia chorôb v ľudskej populácii. Genetické znečistenie môže nastať aj pri párení divých a modifikovaných organizmov, pri ktorých sa vytvárajú hybridy. K tomu došlo v USA, Indii a v celej Európe s rastlinami od horčice po okrúhlice, reďkovky, repka olejná a ďalšie, ale dôsledky týchto genetických zmien pre prirodzené populácie ešte nie sú viditeľné.

Niektoré populácie zvierat sú citlivejšie ako iné vystavenie účinkom znečistenia. Zvýšená náchylnosť sa prejaví vo forme častejších chorôb a zníženej miery reprodukcie. Tieto účinky sa môžu kombinovať a spôsobiť konečné vyhynutie miestnych, náchylných populácií. U myší bola náchylnosť na znečistenie ozónom spojená s rovnakým chromozómom ako náchylnosť na častice síry. To naznačuje zvýšenú pravdepodobnosť lokalizovaného vyhynutia u náchylných populácií.

Znečistenie životného prostredia spôsobilo v mikrobiálnej komunite množstvo genetických účinkov, od antibiotickej a protiplesňovej rezistencie po zvyšovanie mikrobiálnej rozmanitosti. Zvýšené množstvo farmaceutík vo vodných systémoch vedie k tomu, že mikróby sa stanú rezistentnými voči širšej triede antimikrobiálnych liekov. Napríklad E. Ukázalo sa, že coli izolované z Shipyard Creek v Južnej Karolíne, ktoré boli znečistené toxickými kovmi a inými priemyselnými odpadmi, sú rezistentné na deväť rôznych druhov antibiotík. Keď sa mikróby v prostredí menia a potenciálne rastú virulentnejšie a patogénnejšie, zmení sa aj ich účinok na zvieratá, s ktorými prichádzajú do styku.