Како загађење утиче на генетику животиња?

Загађење у животној средини укључује повећан угљеник и друге хемикалије у ваздуху, отпадне воде из пољопривредних састојака, фармацеутске производе отпад у воденим системима, цурење са депонија, резервоари људског измета, смеће у копненим и воденим системима и све у између. Иако је лако уочити ефекат смећа на велике животиње, потенцијално штетни ефекти на генетику углавном нису идентификовани. Поред тога, појавом генетски модификованих биљака и животиња генетска загађеност модификованих организама у природне популације представља нову забринутост.

Показало се да хемијски загађивачи који продиру у животињски систем узрокују директне промене у генетској разноликости. На пример, једно истраживање открило је изложеност тешким металима из топионица у Финској и Русији, као и радиоактивним изотопима из нуклеарне прераде биљка у Русији да узрокује повећање генетске разноликости дивљих популација велике сисе и супротно смањење популација јаме мухоловка. Загађење ваздуха које пада у животну средину из челичана у Хамилтону, Онтарио, повезано је са повећањем стопе генетских мутација у потомству галебова и мишева. Ови резултати нису локализовани. Сличне студије након нуклеарне несреће у Чернобиљу известиле су о повећаним стопама мутација у популацијама птица и глодара. Тешки метали повезани су са оштећењем ДНК у популацијама птица и сисара, које су показале повишен број мутација гена у индустријским областима. Није забележено физичко, понашање или промене стопе преживљавања код ових врста; али ефекти су локализовани на само неколико генерација.

Загађење животне средине изазива бројне физичке проблеме код животиња, укључујући повећане стопе болести, попут рака, и измењени ниво хормона и репродукцију; мада они нису повезани са генетском променом. Од касних 1980-их, телесна симетрија се користи као показатељ генетске и развојне правилности. Асиметрија је физичка промена која сигнализира генетске абнормалности. За пастрмку, мишеве и птице загађење животне средине резултира асиметријом, у виду повећаних физичких особина на једној страни тела. Асиметрија се јавља у свим деловима тела, али више у особинама попут украса који се користе за привлачење партнера. Код ластавица и зебрастих зеба птице са асиметричним украсима се мање размножавају, а њихово потомство има ниже стопе преживљавања. Код особина које не утичу на репродукцију, попут величине стопала код веверица и мишева и величине пераје код пастрмке, асиметрија узрокује повећану осетљивост на предаторе и смањено преживљавање. Генетски, асиметрија такође сугерише смањену генетску разноликост што доводи до немогућности одговарајућег одговора на стрес.

До генетског загађења долази када се дивље популације помешају са генетички модификованим организмима или на њих утичу. Што се тиче усева, дивље популације изумиру када се надмећу са онима које су модификоване тако да буду отпорне на хемикалије и инсекте. Врсте инсеката такође локално изумру и показују већу стопу мутација када се хране усевима који су генетски модификовани за производњу инсектицида. То сугерише да се могу појавити мутације и измењено преживљавање код других, већих биљоједа. Бактерије које живе у генетски модификованим усевима у Индији показале су повећану отпорност на антибиотике, од којих се један углавном користи за лечење туберкулозе у региону. Како се резистенција бактерија повећава, то би могло довести до повећања ширења болести у људској популацији. До генетског загађења може доћи и парењем дивљих и модификованих организама, производећи хибриде. То се догодило у Сједињеним Државама, Индији и широм Европе код биљака од сенфа до репе, роткве, уљане репице и још много тога, али последице ових генетских промена на природне популације тек треба да се виде.

Неке популације животиња су подложније утицајима изложености загађењу од других. Повећана осетљивост се показује у облику чешћих болести и смањених стопа репродукције. Ови ефекти се могу комбиновати узрокујући евентуално изумирање локалних, осетљивих популација. Код мишева је осетљивост на загађење озоном повезана са истим хромозомом као и осетљивост на честице сумпора. То указује на повећану вероватноћу локализованог изумирања код осетљивих популација.

Загађење животне средине проузроковало је бројне генетске ефекте у микробној заједници, од резистенције на антибиотике и гљивице до све веће разноликости микроба. Повећане количине фармацеутских производа у воденим системима изазивају микробе да постану отпорни на ширу класу антимикробних лекова. На пример, Е. цоли изолована из бродоградилишта Цреек у Јужној Каролини, која је загађена токсичним металима и другим индустријским отпадом, показала се отпорном на девет различитих класа антибиотика. Како се микроби у животној средини мењају и потенцијално постају вирулентнији и патогенији, мењаће се и њихов ефекат на животиње са којима долазе у контакт.