Genetisk förorening
| Del av en serie om |
| föroreningar |
|---|
|
Genetisk förorening är en kontroversiell term för okontrollerat genflöde till vilda populationer. Det definieras som "spridning av kontaminerade förändrade gener från genetiskt modifierade organismer till naturliga organismer, särskilt genom korspollinering", men har kommit att användas på några bredare sätt. Det är relaterat till populationsgenetikbegreppet genflöde och genetisk räddning , vilket är genetiskt material som avsiktligt introduceras för att öka konditionen hos en population. Det kallas genetisk förorening när det negativt påverkar konditionen hos en befolkning, till exempel genom utavel depression och införandet av oönskade fenotyper som kan leda till utrotning.
Naturvårdsbiologer och naturvårdare har använt termen för att beskriva genflödet från inhemska, vilda och icke-infödda arter till vilda inhemska arter , som de anser vara oönskade. De främjar medvetenheten om effekterna av introducerade invasiva arter som kan " hybridisera med inhemska arter och orsaka genetisk förorening" . Inom områdena jordbruk , agroskogsbruk och djurhållning används genetisk förorening för att beskriva genflöden mellan genetiskt modifierade arter och vilda släktingar. Användningen av ordet "förorening" är tänkt att förmedla tanken att blandning av genetisk information är dåligt för miljön, men eftersom blandningen av genetisk information kan leda till en mängd olika resultat, är "föroreningar" kanske inte alltid den mest korrekta beskrivaren .
Genflöde till vild population
Vissa naturvårdsbiologer och naturvårdare har använt genetisk förorening under ett antal år som en term för att beskriva genflöde från en icke-infödd , invasiv underart , inhemsk eller genetiskt modifierad befolkning till en vild ursprungsbefolkning .
Betydelse
Införandet av genetiskt material i en populations genpool genom mänsklig intervention kan ha både positiva och negativa effekter på populationer. När genetiskt material avsiktligt introduceras för att öka konditionen hos en population kallas detta genetisk räddning . När genetiskt material oavsiktligt introduceras till en population kallas detta genetisk förorening och kan negativt påverka en populations kondition (främst genom utavelsdepression ), introducera andra oönskade fenotyper eller teoretiskt leda till utrotning.
Införda arter
En introducerad art är en som inte är inhemsk i en given population som antingen avsiktligt eller oavsiktligt förs in i ett givet ekosystem. Effekter av introduktion är mycket varierande, men om en introducerad art har en stor negativ inverkan på sin nya miljö kan den betraktas som en invasiv art. Ett sådant exempel är introduktionen av den asiatiska långhornsbaggen i Nordamerika, som upptäcktes första gången 1996 i Brooklyn, New York. Man tror att dessa skalbaggar introducerades genom last i handelshamnar. Skalbaggarna är mycket skadliga för miljön och beräknas orsaka risker för 35 % av stadsträden, exklusive naturskogar. Dessa skalbaggar orsakar allvarliga skador på trädens ved genom larver. Deras närvaro i ekosystemet destabiliserar samhällsstrukturen och har en negativ inverkan på många arter i systemet.
Introducerade arter är dock inte alltid störande för en miljö. Tomás Carlo och Jason Gleditch från Penn State University fann att antalet "invasiva" kaprifolväxter i området korrelerade med antalet och mångfalden av fåglarna i Happy Valley-regionen i Pennsylvania, vilket tyder på att introducerade kaprifolväxter och fåglar bildade ett ömsesidigt fördelaktigt förhållande . Förekomsten av införd kaprifol var förknippad med högre mångfald av fågelpopulationer i det området, vilket visar att introducerade arter inte alltid är skadliga för en given miljö och att den är helt kontextberoende.
Invasiva arter
Naturvårdsbiologer och naturvårdare har under ett antal år använt termen för att beskriva genflödet från inhemska, vilda och icke-infödda arter till vilda inhemska arter , som de anser vara oönskade. Exempelvis TRAFFIC det internationella övervakningsnätverket för handel med vilda djur som arbetar för att begränsa handeln med vilda växter och djur så att den inte utgör ett hot mot naturvårdens mål. De främjar medvetenheten om effekterna av introducerade invasiva arter som kan " hybridisera med inhemska arter och orsaka genetisk förorening" . Dessutom Joint Nature Conservation Committee, den lagstadgade rådgivaren till den brittiska regeringen , uttalat att invasiva arter "kommer att förändra den genetiska poolen (en process som kallas genetisk förorening ), vilket är en oåterkallelig förändring."
Invasiva arter kan invadera både stora och små inhemska populationer och har en djupgående effekt. Vid invasion blandar sig invasiva arter med inhemska arter för att bilda sterila eller mer evolutionärt anpassade hybrider som kan konkurrera ut de inhemska populationerna. Invasiva arter kan orsaka utrotning av små populationer på öar som är särskilt sårbara på grund av deras mindre mängder av genetisk mångfald. I dessa populationer kan lokala anpassningar störas genom införandet av nya gener som kanske inte är lika lämpliga för de små ömiljöerna. Till exempel Cercocarpus traskiae på Catalina Island utanför Kaliforniens kust stått inför nästan utrotning med endast en enda population kvar på grund av hybridiseringen av dess avkomma med Cercocarpus betuloides .
Inhemska befolkningar
Ökad kontakt mellan vilda och domesticerade populationer av organismer kan leda till reproduktiva interaktioner som är skadliga för den vilda populationens förmåga att överleva. En vild population är en som lever i naturområden och som inte regelbundet tas om hand av människor. Detta står i kontrast till domesticerade populationer som lever i mänskligt kontrollerade områden och regelbundet och historiskt sett är i kontakt med människor. Gener från domesticerade populationer läggs till vilda populationer som ett resultat av reproduktion. I många grödor kan detta vara resultatet av pollen som reser från odlade grödor till närliggande vilda växter av samma art. För odlade djur kan denna reproduktion ske som ett resultat av rymda eller släppta djur.
Vattenbruk
Vattenbruk är bruket att odla vattenlevande djur eller växter i konsumtionssyfte. Denna praxis blir allt vanligare för produktion av lax . Detta kallas specifikt för vattenbruk av laxfisk . En av farorna med denna praxis är möjligheten att tamlax kommer loss från sin inneslutning. Förekomsten av rymningsincidenter blir allt vanligare i takt med att vattenbruk vinner popularitet. Jordbruksstrukturer kan vara ineffektiva för att hålla det stora antalet snabbväxande djur som de hyser. Naturkatastrofer, högvatten och andra miljöhändelser kan också utlösa rymningar av vattenlevande djur. Anledningen till att dessa rymningar anses vara farliga är den påverkan de utgör för den vilda populationen de förökar sig med efter att de rymt. I många fall upplever den vilda populationen en minskad sannolikhet för överlevnad efter reproduktion med domesticerade laxpopulationer.
Washington Department of Fish and Wildlife citerar att "vanligt uttryckta farhågor kring rymd atlantlax inkluderar konkurrens med inhemsk lax, predation, sjukdomsöverföring, hybridisering och kolonisering." En rapport som den organisationen gjorde 1999 fann inte att rymd lax utgjorde en betydande risk för vilda populationer.
Gröda
Med grödor avses grupper av växter som odlas för konsumtion. Trots domesticering under många år är dessa växter inte så långt borta från sina vilda släktingar att de skulle kunna föröka sig om de förs samman. Många grödor odlas fortfarande i de områden de har sitt ursprung och genflödet mellan grödor och vilda släktingar påverkar utvecklingen av vilda populationer. Jordbrukare kan undvika reproduktion mellan de olika populationerna genom att tajma deras plantering av grödor så att grödor inte blommar när vilda släktingar skulle vara det. Domesticerade grödor har förändrats genom artificiellt urval och genteknik. Den genetiska sammansättningen av många grödor skiljer sig från deras vilda släktingar, men ju närmare de växer varandra desto mer sannolikt är det att de delar gener genom pollen. Genflödet kvarstår mellan grödor och vilda motsvarigheter.
Genmanipulerade organismer
Genetiskt modifierade organismer är genetiskt modifierade i ett laboratorium och skiljer sig därför från de som avlats genom artificiellt urval. Inom områdena jordbruk , agroskogsbruk och djurhållning används genetiska föroreningar för att beskriva genflöden mellan GE-arter och vilda släktingar . En tidig användning av termen " genetisk förorening" i denna senare betydelse förekommer i en omfattande genomgång av de potentiella ekologiska effekterna av genteknik i tidningen The Ecologist i juli 1989 . Den populariserades också av miljöpartisten Jeremy Rifkin i hans bok The Biotech Century från 1998 . Medan avsiktlig korsning mellan två genetiskt distinkta sorter beskrivs som hybridisering med efterföljande intrång av gener, använde Rifkin, som hade spelat en ledande roll i den etiska debatten i över ett decennium tidigare, genetisk förorening för att beskriva vad han ansåg vara problem som kan uppstår på grund av den oavsiktliga processen med att (modernt) genetiskt modifierade organismer (GMO) sprider sina gener i den naturliga miljön genom att föröka sig med vilda växter eller djur.
Oron för negativa konsekvenser från genflödet mellan genetiskt modifierade organismer och vilda populationer är giltiga. De flesta majs- och sojabönor som odlas i mellanvästra USA är genetiskt modifierade. Det finns majs och sojabönssorter som är resistenta mot herbicider som glyfosat och majs som producerar neonikotinoid bekämpningsmedel i alla dess vävnader. Dessa genetiska modifieringar är avsedda att öka skörden av grödor, men det finns få bevis för att skördarna faktiskt ökar. Medan forskare är oroade över att genetiskt modifierade organismer kan ha negativa effekter på omgivande växt- och djursamhällen, är risken för genflöde mellan genetiskt modifierade organismer och vilda populationer ytterligare ett problem. Många odlade grödor kan vara ogräsresistenta och föröka sig med vilda släktingar. Mer forskning är nödvändig för att förstå hur mycket genflöde mellan genetiskt modifierade grödor och vilda populationer förekommer, och effekterna av genetisk blandning.
Muterade organismer
Mutationer inom organismer kan utföras genom processen att utsätta organismen för kemikalier eller strålning för att generera mutationer. Detta har gjorts i växter för att skapa mutanter som har en önskad egenskap. Dessa mutanter kan sedan födas upp med andra mutanter eller individer som inte är muterade för att bibehålla den mutanta egenskapen. Men i likhet med riskerna förknippade med att introducera individer till en viss miljö, kan variationen som skapas av muterade individer också ha en negativ inverkan på inhemska populationer.
Förebyggande åtgärder
Sedan 2005 har det funnits ett GM-kontaminationsregister, lanserat för GeneWatch UK och Greenpeace International som registrerar alla incidenter av avsiktlig eller oavsiktlig frisättning av organismer som är genetiskt modifierade med modern teknik.
Teknik för restriktioner för genetisk användning ( GURT) utvecklades i syfte att skydda egendom, men kan vara fördelaktigt för att förhindra spridning av transgener. GeneSafes teknologier introducerade en metod som blev känd som "Terminator". Denna metod är baserad på frön som ger sterila växter. Detta skulle förhindra förflyttning av transgener till vilda populationer eftersom hybridisering inte skulle vara möjlig. Denna teknik har dock aldrig använts eftersom den påverkar bönder i utvecklingsländer oproportionerligt negativt, som sparar frön för att använda varje år (medan bönder i utvecklade länder i allmänhet köper frön från fröproduktionsföretag).
Fysisk inneslutning har också använts för att förhindra utsläpp av transgener. Fysisk inneslutning inkluderar barriärer som filter i labb, skärmar i växthus och isoleringsavstånd i fält. Isoleringsavstånd har inte alltid varit framgångsrika, såsom transgenflykt från ett isolerat fält ut i naturen i herbicidresistenta bentgräs Agrostis stolonifera .
En annan föreslagen metod som gäller specifikt för skyddsegenskaper (t.ex. patogenresistens) är lindring. Begränsning innebär att koppla den positiva egenskapen (nyttig för konditionen) till en egenskap som är negativ (skadlig för konditionen) för vilda men inte domesticerade individer. I det här fallet, om skyddsegenskapen introducerades till ett ogräs, skulle den negativa egenskapen också introduceras för att minska den totala konditionen hos ogräset och minska möjligheten för individens reproduktion och därmed förökning av transgenen.
Risker
Inte alla genetiskt modifierade organismer orsakar genetiska föroreningar. Genteknik har en mängd olika användningsområden och definieras specifikt som en direkt manipulation av genomet hos en organism. Genetisk förorening kan uppstå som svar på introduktionen av en art som inte är inhemsk i en viss miljö, och genetiskt modifierade organismer är exempel på individer som kan orsaka genetisk förorening efter introduktion. På grund av dessa risker har studier gjorts för att bedöma riskerna för genetisk förorening i samband med organismer som har genmanipulerats:
- Genetisk I en 10-årig studie av fyra olika grödor visade sig ingen av de genetiskt modifierade växterna vara mer invasiva eller mer ihållande än sina konventionella motsvarigheter. Ett ofta nämnt hävdat exempel på genetisk förorening är den välrenommerade upptäckten av transgener från GE-majs i landraser av majs i Oaxaca, Mexiko. Rapporten från Quist och Chapela har sedan dess misskrediterats på metodologiska grunder. Den vetenskapliga tidskriften som ursprungligen publicerade studien drog slutsatsen att "de tillgängliga bevisen inte är tillräckliga för att motivera publiceringen av den ursprungliga artikeln." Nyare försök att replikera de ursprungliga studierna har kommit fram till att genetiskt modifierad majs saknas från södra Mexiko 2003 och 2004.
- En studie från 2009 verifierade de ursprungliga resultaten av den kontroversiella studien från 2001, genom att hitta transgener i cirka 1 % av 2000 prover av vild majs i Oaxaca, Mexiko, trots att Nature drog tillbaka studien från 2001 och en andra studie misslyckades med att backa upp resultaten från den första studie. Studien fann att transgenerna är vanliga inom vissa områden, men obefintliga inom andra, vilket förklarar varför en tidigare studie inte lyckades hitta dem. Dessutom lyckades inte varje laboratoriemetod hitta transgenerna.
- En studie från 2004 utförd nära ett fältförsök i Oregon för en genetiskt modifierad variant av krypande böjgräs ( Agrostis stolonifera ) avslöjade att transgenen och dess associerade egenskap ( resistens mot glyfosatherbiciden ) kunde överföras genom vindpollinering till inhemska växter av olika Agrostis -arter, upp till 14 kilometer (8,7 mi) från testfältet. 2007 Scotts Company , producent av det genetiskt modifierade bentgräset, med på att betala ett civilrättsligt straff på 500 000 USD till det amerikanska jordbruksdepartementet (USDA). USDA hävdade att Scotts "misslyckades med att genomföra ett Oregon-fältförsök 2003 på ett sätt som säkerställde att varken glyfosat-tolerant krypande bågräs eller dess avkomma skulle finnas kvar i miljön".
Det finns inte bara risker när det gäller genteknik, utan det finns risker som uppstår vid arthybridisering. I Tjeckoslovakien introducerades stenbockar från Turkiet och Sinai för att hjälpa till att främja stenbockpopulationen där, vilket orsakade hybrider som gav avkomma för tidigt, vilket gjorde att den totala populationen försvann helt. Generna för varje population av stenbockarna i Turkiet och Sinai var lokalt anpassade till deras miljöer så när de placerades i ett nytt miljösammanhang blomstrade de inte. Dessutom kan den miljöavgift som kan uppstå vid introduktionen av en ny art vara så störande att ekosystemet inte längre kan upprätthålla vissa populationer.
Kontrovers
Miljövänliga perspektiv
Användningen av ordet "förorening" i termen genetisk förorening har en medveten negativ klang och är tänkt att förmedla tanken att en blandning av genetisk information är dåligt för miljön. Men eftersom blandningen av genetisk information kan leda till en mängd olika resultat, är "föroreningar" kanske inte den mest exakta beskrivningen. Genflöde är oönskat enligt vissa miljöaktivister och naturvårdare , inklusive grupper som Greenpeace , TRAFFIC och GeneWatch UK.
" Invasiva arter har varit en viktig orsak till utrotning över hela världen under de senaste hundra åren. Vissa av dem förgriper sig på inhemskt vilda djur, konkurrerar med det om resurser eller sprider sjukdomar, medan andra kan hybridisera med inhemska arter och orsaka " genetisk förorening ". På dessa sätt är invasiva arter ett lika stort hot mot naturens balans som människors direkta överexploatering av vissa arter. "
Det kan också anses oönskat om det leder till förlust av kondition i de vilda populationerna. Termen kan associeras med genflödet från en mutationsuppfödd , syntetisk organism eller genetiskt modifierad organism till en icke GE-organism, av de som anser att ett sådant genflöde är skadligt. Dessa miljöaktivister står i fullständig opposition till utveckling och produktion av genetiskt modifierade organismer.
Statlig definition
Ur ett statligt perspektiv definieras genetisk förorening enligt följande av FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation :
"Okontrollerad spridning av genetisk information (ofta hänvisar till transgener) till genomen hos organismer där sådana gener inte finns i naturen."
Vetenskapliga perspektiv
Användning av termen "genetisk förorening" och liknande fraser som genetisk försämring , genetiskt försämring , genetiskt övertagande och genetisk aggression , diskuteras av forskare eftersom många inte tycker att det är vetenskapligt lämpligt. Rhymer och Simberloff hävdar att dessa typer av termer:
...antyder antingen att hybrider är mindre passforma än föräldrarna, vilket inte behöver vara fallet, eller att det finns ett inneboende värde i "rena" genpooler.
De rekommenderar att genflödet från invasiva arter kallas genetisk blandning eftersom:
"Blandning" behöver inte vara värdeladdat, och vi använder det här för att beteckna blandning av genpooler oavsett om det är förknippat med en nedgång i kondition eller inte.
Se även
| Fenomen |  |
||||
|---|---|---|---|---|---|
| Modeller | |||||
| Orsaker | |||||
|
Teorier och begrepp |
|||||
| Utrotningshändelser |
|
||||
| Utdöda arter | |||||
| Organisationer | |||||
| Se även | |||||
