Генетическое загрязнение

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Генетическое загрязнение — это термин, обозначающий неконтролируемый приток генов в природные популяции[1][2][3]. Он определяется как «распространение загрязнённых изменённых генов из генно-инженерно-модифицированных организмов в природные организмы, особенно через перекрёстное опыление»[4]. Однако в современном мире данное понятие используется в более широком смысле и связано с концепцией популяционной генетики о потоке генов, а также с генетическим спасением — намеренным введением генетического материала для повышения приспособленности популяции. Генетическое загрязнение может негативно влиять на приспособленность популяции, например, через аутбредную депрессию и внедрение нежелательных фенотипов, что может привести к вымиранию популяции[5].

Специалисты в области биологии и охраны природы используют данный термин для описания процесса передачи генов от домашних, одичавших и чужеродных видов к диким местным видам, который они считают нежелательным. Они предупреждают о влиянии инвазионных видов, которые могут скрещиваться с местными видами, вызывая генетическое загрязнение. В сельском хозяйстве, агролесоводстве и животноводстве генетическое загрязнение используется для описания потоков генов между генетически модифицированными видами и дикими сородичами. Использование термина «загрязнение» подчёркивает идею о том, что смешение генетической информации может быть вредным для окружающей среды. Однако, поскольку последствия смешения генетической информации могут быть различными, термин «загрязнение» не всегда является наиболее точным описанием[5].

Поток генов в дикую популяцию[править]

Подробное рассмотрение темы: Поток генов

Влияние[править]

Внесение генетического материала в генофонд популяции путём вмешательства человека может привести как к положительным, так и к отрицательным последствиям для популяций. Когда генетический материал намеренно вводится для повышения приспособленности популяции, это называется генетическим спасением. Когда генетический материал непреднамеренно вводится в популяцию, это называется генетическим загрязнением и может негативно повлиять на приспособленность популяции (в первую очередь за счёт аудбредной депрессии), привнести нежелательные фенотипы или даже привести к вымиранию[4].

Интродуцированные виды[править]

Подробное рассмотрение темы: Интродукция (биология)Интродуцированный вид — это вид, который не является местным для данной популяции и намеренно или случайно занесен в данную экосистему. Последствия интродукции могут быть разнообразными, но если интродуцированный вид оказывает значительное негативное воздействие на новую среду обитания, его можно считать инвазионным видом. Одним из таких примеров является интродукция азиатского усача (Anoplophora glabripennis) в Северную Америку, который был впервые обнаружен в 1996 году в Бруклине, штат Нью-Йорк. Предполагается, что жуки были завезены с грузами через торговые порты. Жуки представляют опасность для 35% городских деревьев, не говоря уже о естественных лесах[6]. Их присутствие в экосистеме дестабилизирует структуру сообщества и оказывает негативное влияние на многие виды в системе.

Однако интродуцированные виды не всегда наносят вред окружающей среде. Томас Карло и Джейсон Гледич, исследователи из Университета штата Пенсильвания, обнаружили, что количество жимолости (инвазионные виды) в районе Счастливой долины в Пенсильвании коррелирует с численностью и разнообразием птиц, что говорит о том, что интродуцированные растения жимолости и птицы могут формировать взаимовыгодные отношения. Присутствие интродуцированной жимолости было связано с более высоким разнообразием популяций птиц в этом районе[7].

Инвазионные виды[править]

Инвазионные виды могут оказывать значительное воздействие как на крупные, так и на небольшие местные сообщества живых организмов. При проникновении в новую среду обитания инвазионные виды могут скрещиваться с местными, образуя гибриды, которые могут быть либо стерильными, либо более приспособленными к изменениям. Такие гибриды могут вытеснять местные виды, что приводит к их исчезновению.

Особенно уязвимыми перед инвазивными видами являются небольшие популяции на островах, где генетическое разнообразие ограничено. В таких условиях внедрение новых генов может нарушить местные адаптации, которые не подходят для условий жизни на маленьких островах[8].

Одомашненные популяции[править]

Увеличение числа контактов между дикими и одомашненными популяциями организмов может привести к репродуктивным взаимодействиям, которые пагубно влияют на способность дикой популяции к выживанию. Дикая популяция — это группа организмов, которые живут в естественной среде и не получают регулярного ухода от человека. В отличие от них, одомашненные популяции обитают на контролируемых человеком территориях и исторически имеют с ними тесный контакт.

Гены из одомашненных популяций могут попадасть в дикие популяции в результате размножения. У сельскохозяйственных животных такое размножение может происходить в результате побега или выпуска животных на волю, у сельскохозяйственных культур — в результате переноса пыльцы с выращиваемых культур на соседние дикие растения того же вида[9].

Наглядным примером такого явления является переток генов между волками и домашними собаками. В статье, опубликованной в The New York Times, биолог Луиджи Боитани отмечает, что, хотя волки и собаки исторически жили в Италии по соседству и, вероятно, спаривались, ситуация изменилась. По мнению учёного, растущее неравенство в численности популяций может привести к тому, что генетическое загрязнение генофонда волков достигнет необратимых масштабов — в результате гибридизации собаки могут легко поглотить волчьи гены и уничтожить волка как вид[1].

Аквакультура[править]

Аквакультура — это метод разведения водных организмов, таких как рыбы и растения, с целью употребления их в пищу. Всё больше внимания уделяется разведению лосося, или, по-другому, аквакультуре лососёвых. Однако существует риск, что одомашненные лососи могут совершить побег с рыбоводческой фермы. Такие случаи становятся всё более частыми по мере роста популярности аквакультуры[10][11][12]. Фермерские сооружения могут оказаться неэффективными для содержания большого количества быстрорастущих рыб[13]. Стихийные бедствия, приливы и другие экологические явления также могут спровоцировать побег водных организмов[14][15]. Опасность таких побегов заключается в их влиянии на дикую популяцию, с которой они могут размножаться после побега. Во многих случаях вероятность выживания дикой популяции после размножения с одомашненными популяциями лосося снижается[16][17].

Сельскохозяйственные культуры[править]

Сельскохозяйственные культуры — это группы растений, выращиваемых для употребления в пищу. Несмотря на одомашнивание, такие растения всё ещё сохраняют способность к размножению, если их поместить вместе. Многие культуры выращиваются в местах их естественного произрастания, что способствует обмену генами между ними и их дикими сородичами[18]. Фермеры могут предотвратить скрещивание различных популяций, выбирая время для посадки культур таким образом, чтобы они не цвели в то же время, когда цветут их дикие сородичи. Одомашненные культуры были изменены с помощью селекции и генной инженерии. Генетический состав многих культур отличается от генетического состава их диких сородичей, но чем ближе они растут друг к другу, тем больше вероятность обмена генами через пыльцу. Так, между сельскохозяйственными культурами и их дикими сородичами сохраняется поток генов.[19]

В качестве примера можно привести следующую ситуацию. В результате импорта генетически модифицированной кукурузы из Соединённых Штатов Америки произошло генетическое загрязнение. В 2004 году были зафиксированы многочисленные случаи генетического загрязнения в различных странах мира. По официальным данным было выявлено 142 случая генетического загрязнения в 44 странах, включая те, где не выращивались генетически модифицированные культуры. Среди этих стран было выделено девять, в которых было обнаружено несколько случаев генетического загрязнения: Соединённые Штаты Америки, Канада, Великобритания, Бразилия, Австралия, Франция, Германия, Япония и Новая Зеландия. Наибольшее количество случаев было зарегистрировано в странах, где выращивались генетически модифицированные культуры: Соединённые Штаты Америки, Канада и Бразилия. В США было зафиксировано 22 случая загрязнения. Однако это только официальные данные, и реальное количество случаев может быть значительно больше[9].

Генно-инженерные организмы[править]

Дополнительные сведения: Генетическая инженерия

Генно-инженерные организмы — это организмы, генетически модифицированные в лабораторных условиях, поэтому они отличаются от тех, которые были выведены путём селекции. В сельском хозяйстве, лесном хозяйстве и животноводстве термин «генетическое загрязнение» используется для описания обмена генами между генно-инженерными видами и их дикими сородичами[20]. Идея «генетического загрязнения» в этом контексте впервые была представлена в обширном обзоре возможных экологических последствий генной инженерии, опубликованном в журнале The Ecologist в июле 1989 года. Также она была популяризирована экологом Джереми Рифкином в его книге «Век биотехнологий», вышедшей в 1998 году[21]. Он использовал термин «генетическое загрязнение» для описания возможных проблем, связанных с непреднамеренным распространением генетически модифицированных организмов (ГМО) в естественной среде путём размножения с дикими растениями или животными[20][22][23].

Опасения по поводу негативных последствий передачи генов между генно-инженерными организмами и дикими популяциями вполне обоснованны. Большинство сортов кукурузы и сои являются генетически модифицированными. Некоторые из них устойчивы к гербицидам, например, глифосату, а другие способны вырабатывать неоникотиноидные пестициды во всех своих тканях.[24][25] Целью таких генетических модификаций является увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, однако существует недостаточно доказательств того, что урожайность действительно повышается.

Специалисты выражают озабоченность по поводу того, что возможного отрицательного воздействия генно-модифицированных организмов на природные сообщества растений и животных[24]. Кроме того, существует риск передачи генов между генно-инженерными организмами и дикими популяциями. Многие сельскохозяйственные культуры могут быть устойчивы к сорнякам и скрещиваться с дикими сородичами. Требуются дополнительные исследования, чтобы понять силу потока генов между генно-инженерными культурами и дикими популяциями, а также последствия генетического смешения[26].

Мутировавшие организмы[править]

Мутации в организмах могут быть вызваны влиянием химических веществ или радиации. Иногда мутации используются намерено, чтобы создать организмы с желаемыми свойствами. Затем их скрещивать с другими мутантами или же не подвергшимися мутации особями, чтобы закрепить желаемый признак. Однако, как и в случае с риском, связанным с введением новых особей в определённую среду, изменения, вносимые мутировавшими особями, могут негативно повлиять и на местные популяции[26]

Примечания[править]

  1. ↑ 1,0 1,1 Boffey, Philip M. Italy's Wild Dogs Winning Darwinian Battle. The New York Times (December 13, 1983). — «Although wolves and dogs have always lived in close contact in Italy and have presumably mated in the past, the newly worrisome element, in Dr. Boitani's opinion, is the increasing disparity in numbers, which suggests that interbreeding will become fairly common. As a result, genetic pollution of the wolf gene pool might reach irreversible levels, he warned. By hybridization, dogs can easily absorb the wolf genes and destroy the wolf, as it is, he said. The wolf might survive as a more doglike animal, better adapted to living close to people, he said, but it would not be what we today call a wolf.»
  2. ↑ Ellstrand, Norman C. (2001). «When Transgenes Wander, Should We Worry?». Plant Physiol 125 (4): 1543–1545. DOI:10.1104/pp.125.4.1543. PMID 11299333.
  3. ↑ Прошкин Борис Владимирович, Климов Андрей Владимирович Спонтанная гибридизация Populus × sibirica и Populus nigra в городе Новокузнецке (Кемеровская область) // Turczaninowia. — 2017. — № 4.
  4. ↑ 4,0 4,1 the definition of genetic pollution. Dictionary.com. Архивировано из первоисточника 30 апреля 2018. Проверено 30 апреля 2018.
  5. ↑ 5,0 5,1 Waller, Donald M. (June 2015). «Genetic rescue: a safe or risky bet?». Molecular Ecology 24 (11): 2595–2597. DOI:10.1111/mec.13220. ISSN 1365-294X. PMID 26013990. Bibcode: 2015MolEc..24.2595W.
  6. ↑ Haack, Robert A., et al. Managing Invasive Populations of Asian Longhorned Beetle and Citrus Longhorned Beetle: A Worldwide Perspective. vol. 55, Annual Review of Entomology, 2010, Managing Invasive Populations of Asian Longhorned Beetle and Citrus Longhorned Beetle: A Worldwide Perspective.
  7. ↑ 2011, Invasive Plants Can Create Positive Ecological Change.
  8. ↑ Чужеродные и инвазионные виды в Европе / Чёрная книга флоры Средней России рус.. www.bookblack.ru. Проверено 23 июля 2025.
  9. ↑ 9,0 9,1 Ермакова Ирина Владимировна Биологические и этологические процессы взаимодействия искусственно измененных организмов с окружающей средой // Общество. Среда. Развитие (Terra Humana). — 2009. — № 3.
  10. ↑ Anderson, Rick More than 160,000 non-native Atlantic salmon escaped into Washington waters in fish farm accident. Los Angeles Times (3 September 2017). Проверено 30 апреля 2018.
  11. ↑ 'Environmental Nightmare' After Thousands Of Atlantic Salmon Escape Fish Farm, NPR.org.
  12. ↑ Scotti, Ariel. Thousands of salmon escape from fish farm, and no one knows what will happen next, nydailynews.com.
  13. ↑ Escapes: Net-pens are poor containment structures and escaped farmed salmon can compete with wild salmon for food and spawning habitat, Living Oceans (12 марта 2013 года).
  14. ↑ Montanari, Shaena. How Did The Eclipse Let Thousands Of Farmed Salmon Escape?, Forbes.
  15. ↑ Spill of farmed Atlantic salmon near San Juan Islands much bigger than first estimates, The Seattle Times (24 августа 2017 года).
  16. ↑ video, tronc. Farmed salmon escape into Washington state waters, chicagotribune.com.
  17. ↑ Braun, Ashley. Farmed and Dangerous? Pacific Salmon Confront Rogue Atlantic Cousins, Scientific American.
  18. ↑ (1999) «Gene Flow and Introgression from Domesticated Plants into Their Wild Relatives». Annual Review of Ecology and Systematics 30 (1): 539–563. DOI:10.1146/annurev.ecolsys.30.1.539. Bibcode: 1999AnRES..30..539E.
  19. ↑ Carroll, Sean B.. Tracking the Ancestry of Corn Back 9,000 Years, The New York Times (24 мая 2010 года).
  20. ↑ 20,0 20,1 Gene flow from GM to non-GM populations in the crop, forestry, animal and fishery sectors. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).
  21. ↑ Rifkin Jeremy The Biotech Century: Harnessing the Gene and Remaking the World. — J P Tarcher, 1998. — ISBN 978-0-87477-909-7.
  22. ↑ Quinion, Michael Genetic Pollution. World Wide Words.
  23. ↑ Otchet, Amy Jeremy Rifkin: fears of a brave new world. an interview hosted by The United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO) (1998).
  24. ↑ 24,0 24,1 (2017-05-22) «Planting of neonicotinoid-treated maize poses risks for honey bees and other non-target organisms over a wide area without consistent crop yield benefit». Journal of Applied Ecology 54 (5): 1449–1458. DOI:10.1111/1365-2664.12924. ISSN 0021-8901. Bibcode: 2017JApEc..54.1449K.
  25. ↑ Waltz, Emily (June 2010). «Glyphosate resistance threatens Roundup hegemony». Nature Biotechnology 28 (6): 537–538. DOI:10.1038/nbt0610-537. ISSN 1087-0156. PMID 20531318.
  26. ↑ 26,0 26,1 Brown, Paul GM crops created superweed, say scientists. the Guardian (2005-07-25). Проверено 1 мая 2018.
 
Риски глобальных катастроф
↑
[+]
Технологические
Социологические
Экологические
Изменение климата
Всемирный день
экологического долга
Биологические
Вымирание
Прочее
Астрономические
Эсхатологические
Выдуманные
Организации
Рувики

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Генетическое загрязнение», расположенная по адресу:

—«https://ru.ruwiki.ru/wiki/Генетическое_загрязнение»

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.

Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Генетическое_загрязнение&oldid=2389724