Genetičko zagađenje je termin za nekontrolirani genski tok u divlje populacije. Definira se kao "širenje kontaminiranih izmijenjenih gena iz genetički modificiranih organizama u prirodne organizme, posebno unakrsnim oprašivanjem", ali se počeo koristiti u nekim širim značenjima. Povezan je s konceptom gensog toka u populacijskoj genetici i genetičkog spašavanja, što je genetički materijal namjerno unesen radi povećanja sposobnosti populacije. Naziva se genetsko zagađenje kada negativno utiče na sposobnost populacije da se prilagodi prirodi, kao što je autbridinška depresija i uvođenje neželjenih fenotipova koji mogu dovesti do izumiranja.
Biolozi i konzervacionisti koriste ovaj termin za opisivanje protoka gena iz domaćih, divljih i stranih vrsta u divlje autohtone vrste, koje smatraju nepoželjnim. Oni promovišu svijest o efektima unesenih invazivnih vrsta koje se mogu "hibridizirati s domaćim vrstama, uzrokujući genetsko zagađenje". U oblastima poljoprivrede, agrošumarstva i stočarstva, „genetičko zagađenje“ se koristi za opisivanje protoka gena između genetički modificiranih vrsta i divljih srodnika. Upotreba riječi "zagađenje" ima za cilj prenijeti ideju da je miješanje genetičkih informacija loše za okoliš, ali budući da miješanje genetskih informacija može dovesti do različitih ishoda, "zagađenje" ne mora uvijek biti najtačniji opis.
Genski tok
Neki konzervacijski biolozi i konzervacionisti već godinama koriste genetičko zagađenje, kao termin za opisivanje genskog toka iz neautohtone, invazivne podvrste, domaće ili genetički modifikovane populacije u divlju autohtonu populaciju.
Značaj Unošenje genetskog materijala u genski fond populacije ljudskom intervencijom može imati i pozitivne i negativne efekte na populacije. Kada se genetski materijal namjerno unosi radi povećanja sposobnosti populacije, to se naziva genetičko spašavanje. Kada se genetski materijal nenamjerno unosi u populaciju, to se naziva genetičko zagađenje i može negativno uticati na sposobnost populacije (prvenstveno kroz autbridinšku depresiju), uvesti druge neželjene fenotipove ili teorijski dovesti do izumiranja.
Unesene vrste
Unesena vrsta je ona koja nije autohtona za datu populaciju, a koja je namjerno ili slučajno unesena u dati ekosistem. Efekti unošenja su veoma varijabilni, ali ako unesena vrsta ima veliki negativan uticaj na svoje novo okruženje, može se smatrati invazivnom vrstom. Jedan takav primjer je unošenje azijske dugoroge bube u Sjevernu Ameriku, koja je prvi put otkrivena 1996. u Brooklynu, New York. Vjeruje se da su ove bube unesene putem tereta u trgovačkim lukama. Bube su vrlo štetne za okoliš i procjenjuje se da predstavljaju rizik za 35% urbanog drveća, isključujući prirodne šume.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. Ove bube uzrokuju ozbiljna oštećenja drveta larvama koje se šire kroz njih. Njihovo prisustvo u ekosistemu destabilizuje strukturu zajednice, što negativno utiče na mnoge vrste u sistemu.
Međutim, unesene vrste nisu uvijek remetilačke za okolinu. Tomás Carlo i Jason Gleditch sa Univerziteta Penn State otkrili su da je broj "invazivnih" biljaka kozokrvine u tom području u korelaciji s brojem i raznolikošću ptica u regiji Happy Valley u Pennsylvaniji, što sugerira da su unesene biljke kozokrvine i ptice formirale obostrano koristan odnos.2011, Invasive Plants Can Create Positive Ecological Change. Prisustvo unesene kozokrvine povezano je s većom raznolikošću populacija ptica u tom području, što pokazuje da unesene vrste nisu uvijek štetne za dato okruženje i da su potpuno ovisne o kontekstu.
Invazivne vrste Biolozi i konzervacionisti već godinama koriste ovaj termin za opisivanje genskog toka iz domaćih, divljih i stranih vrsta u divlje autohtone vrste, koje smatraju nepoželjnim. Naprimjer, TRAFFIC je međunarodna mreža za praćenje trgovine divljim životinjama koja radi na ograničavanju trgovine divljim biljkama i životinjama kako ne bi predstavljala prijetnju ciljevima zaštite prirode. Oni promovišu svijest o posljedicama unesenih invazivnih vrsta koje se mogu hibridizirati s domaćim vrstama, uzrokujući genetićko zagađenje. Nadalje, Zajednički odbor za zaštitu prirode, zakonski savjetnik vlade Ujedinjenog Kraljevstva, izjavio je da će invazivne vrste "promijeniti genetički fond (proces koji se naziva genetičko zagađenje), što je nepovratna promjena."Effects of the introduction of invasive/non-native species - Joint Nature Conservation Committee (JNCC), a statutory adviser to Government on UK and international nature conservation. Accessed on November 25, 2007. : "Occasionally non-native species can reproduce with native species and produce hybrids, which will alter the genetic pool (a process called genetic pollution), which is an irreversible change."
Invazivne vrste mogu napasti i velike i male domaće populacije i imati dubok utjecaj. Prilikom invazije, invazivne vrste se križaju s domaćim vrstama formirajući sterilne ili evolucijski prilagođenije hibride koji mogu nadmašiti domaće populacije. Invazivne vrste mogu uzrokovati izumiranje malih populacija na otocima koji su posebno ranjivi zbog manje genetske raznolikosti. U tim populacijama, lokalne adaptacije mogu biti poremećene uvođenjem novih gena koji možda nisu toliko pogodni za okruženja malih otoka. Na primjer, vrsta Cercocarpus traskiae s otoka Catalina uz obalu Kalifornije suočila se s gotovo izumiranjem, a preostala je samo jedna populacija zbog hibridizacije njenog potomstva s Cercocarpus betuloides.
Domaće populacije Povećan kontakt između divljih i domaćih populacija organizama može dovesti do reproduktivnih interakcija koje su štetne za sposobnost preživljavanja divlje populacije. Divlja populacija je ona koja živi u prirodnim područjima i o kojoj se ljudi redovno ne brinu. Ovo je u suprotnosti s domestikiranim populacijama koje žive u područjima pod kontrolom ljudi i koje su redovno, i historijski gledano, u kontaktu s ljudima. Geni iz domesticiranih populacija dodaju se divljim populacijama kao rezultat reprodukcije. U mnogim populacijama usjeva to može biti rezultat putovanja polena sa uzgojenih usjeva na susjedne divlje biljke iste vrste. Kod uzgojenih životinja, ova reprodukcija se može dogoditi kao rezultat bijega ili puštanja životinja. Popularan primjer ovog fenomena je protok gena između vukova i domaćih pasa. The New York Times citira, riječima biologa Luigija Boitanija, "Iako su vukovi i psi oduvijek živjeli u bliskom kontaktu u Italiji i vjerovatno su se parili u prošlosti, novozabrinjavajući element, po mišljenju dr. Boitanija, je sve veća razlika u broju, što sugerira da će križanje postati prilično uobičajeno. Kao rezultat toga, 'genetsko zagađenje genskog fonda vukova moglo bi dostići nepovratne nivoe', upozorio je. 'Hibridizacijom, psi mogu lako apsorbirati gene vukova i uništiti vuka kakav jeste', rekao je. Vuk bi mogao preživjeti kao životinja sličnija psu, bolje prilagođena životu blizu ljudi, rekao je, ali ne bi bio 'ono što danas nazivamo vukom'.
Akvakultura Akvakultura je praksa uzgoja vodenih životinja ili biljaka u svrhu konzumacije. Ova praksa postaje sve češća za proizvodnju lososa. Ovo se konkretno naziva akvakultura salmonida. Jedna od opasnosti ove prakse je mogućnost da se domaći losos oslobodi iz svog rezervoara. Pojava incidenata bijega postaje sve češća kako akvakultura dobija na popularnosti. Poljoprivredne strukture mogu biti neefikasne u držanju ogromnog broja brzorastućih životinja koje su u njima smještene. Prirodne katastrofe, visoke plime i drugi ekološki događaji također mogu izazvati bijeg vodenih životinja. Razlog zašto se ovi bijegovi smatraju opasnima je utjecaj koji predstavljaju za divlju populaciju s kojom se reproduciraju nakon bijega. U mnogim slučajevima, divlja populacija ima smanjenu vjerojatnost preživljavanja nakon reprodukcije s domaćim populacijama lososa. Odjel za ribarstvo i divlje životinje Washingtona navodi da "uobičajeno izražena zabrinutost u vezi s odbjeglim atlantskim lososom uključuje konkurenciju s domaćim lososom, predatorstvo, prijenos bolesti, hibridizaciju i kolonizaciju." Izvještaj koji je ta organizacija sačinila 1999. nije utvrdio da odbjegli lososi predstavljaju značajan rizik za divlje populacije.
Usjevi Usjev se odnose na grupe biljaka koje se uzgajaju za konzumaciju. Uprkos domestikaciji tokom mnogo godina, ove biljke nisu toliko udaljene od svojih divljih srodnika da se ne bi mogle reprodukovati ako bi se dovele zajedno. Mnogi usjevi se i dalje uzgajaju u područjima iz kojih potiču, a protok gena između usjeva i divljih srodnika utiče na evoluciju divljih populacija. Poljoprivrednici mogu izbjeći reprodukciju između različitih populacija tako što će sjetiti usjeve tako da ne cvjetaju kada bi cvjetali divlji srodnici. Domaći usjevi su promijenjeni umjetnom selekcijom i genetičkim inženjerstvom. Genetpćki sastav mnogih usjeva razlikuje se od onog kod njihovih divljih srodnika, ali što su bliže jedni drugima, veća je vjerovatnoća da će dijeliti gene putem polena. Protok gena se nastavlja između usjeva i divljih srodnika.
Genetički modifikovani organizmi
Genetički modifikovani organizmi su genetički modificirani u laboratoriji i stoga se razlikuju od onih koji su uzgojeni vještačkom selekcijom. U oblastima poljoprivrede, agrošumarstva i stočarstva, „genetičko zagađenje“ se koristi za opisivanje toka gena između GE vrsta i divljih srodnika. Rana upotreba termina „genetičko zagađenje“ u ovom kasnijem smislu pojavljuje se u širokom pregledu potencijalnih ekoloških efekata genetičkog inženjerstva The Ecologist magazine in July 1989. Također ga je popularizirao ekolog Jeremy Rifkin u svojoj knjizi "Vijeće biotehnologije" iz 1998. godine. Dok se namjerno križanje između dvije genetički različite sorte opisuje kao hibridizacija s naknadnom introgresijom gena, Rifkin, koji je imao vodeću ulogu u etičkoj debati više od desetljeća prije toga, koristio je genetičko zagađenje, kako bi opisao ono što je smatrao problemima koji bi mogli nastati zbog nenamjernog procesa (moderno) genetički modificiranih organizama (GMO) koji šire svoje gene u prirodno okruženje, križanjem s divljim biljkama ili životinjama.
Zabrinutost zbog negativnih posljedica protoka gena između genetski modificiranih organizama i divljih populacija je opravdana. Većina usjeva kukuruza i soje uzgajanih na srednjem zapadu SAD-a je genetski modificirana. Postoje sorte kukuruza i soje koje su otporne na herbicide poput glifosata i kukuruz koji proizvodi neonikotinoidni pesticid u svim svojim tkivima. Ove genetičke modifikacije imaju za cilj povećanje prinosa usjeva, ali postoji malo dokaza da se prinosi zapravo povećavaju. Iako su naučnici zabrinuti da genetički modificirani organizmi mogu imati negativne efekte na okolne biljne i životinjske zajednice, rizik genskog toka između genetički modificiranih organizama i divljih populacija predstavlja još jednu zabrinutost. Mnogi poljoprivredni usjevi mogu biti otporni na korov i razmnožavati se s divljim srodnicima. Potrebno je više istraživanja kako bi se razumio protok gena između genetski modificiranih usjeva i divljih populacija, te utjecaji genetskog miješanja.
Mutirani organizmi Mutacije unutar organizama mogu se izvršiti procesom izlaganja organizma hemikalijama ili zračenju kako bi se generirale mutacije. To je učinjeno kod biljaka kako bi se stvorili mutanti koji imaju željenu osobinu. Ovi mutanti se zatim mogu ukrštati s drugim mutantima ili jedinkama koje nisu mutirane kako bi se održala osobina mutanta. Međutim, slično rizicima povezanim s uvođenjem jedinki u određeno okruženje, varijacije koje stvaraju mutirane jedinke mogle bi imati negativan utjecaj i na domaće populacije.
Preventivne mjere