Cercetătorii identifică efectele suprapopulării asupra fertilității
Cercetătorii au raportat de-a lungul decadelor că suprapopularea poate afecta reproducția.
Păsările de curte aglomerate depun mai puține ouă. Șoarecii supraaglomerați au cuiburi mai mici. În cazul oamenilor, mai multe studii au asociat densitatea populației crescute cu fertilitatea redusă.
Factori externi, cum ar fi lipsa resurselor și influențele sociale, joacă cu siguranță un rol. Însă cercetătorii bănuiesc de mult timp că mecanismele biologice intrinseci ar putea funcționa ca un instrument evolutiv pentru a menține populațiile sub control.
Noile cercetări efectuate la Universitatea Colorado Boulder, publicate luna aceasta în revista Nature Communications, identifică un mecanism cheie.
Studiul a descoperit că animalele aflate în condiții de suprapopulare secreta un mesager chimic care poate deteriora ovulele, afecta embrionii și provoca mutații genetice în urmașii pentru generații întregi.
A fost bine documentat că densitatea populației are un impact direct și negativ asupra fertilității la oameni și animale, dar mecanismele subiacente au fost greu de identificat. „Studiul nostru oferă perspective noi asupra modului în care suprapopularea poate provoca diverse defecte de dezvoltare, inclusiv fertilitate redusă și mortalitate crescută,” a declarat Ding Xue, autor senior, profesor de biologie moleculară, celulară și de dezvoltare la CU Boulder.
Studiul apare pe măsură ce populația mondială se apropie de 8,3 miliarde, de trei ori mai mult decât în 1950. În același timp, autorii observă că ratele natalității sunt în declin. La nivel global, rata fertilității a scăzut de la cinci nașteri pe femeie în 1950 la 2,3 nașteri în 2021. Conform Organizației Mondiale a Sănătății, una din șase persoane experimentează infertilitate (definită ca incapacitatea de a obține o sarcină după 12 luni de încercări).
„Suprapopularea și stresul provocat de aglomerație au devenit provocări majore în societățile contemporane, în special în orașele urbane, unde două treimi din populația mondială trăiește,” a spus Xue. „Studiul nostru poate oferi perspective moleculare importante asupra problemelor de sănătate care pot apărea odată cu acestea.”
Ce au în comun stresul radiativ și aglomerația
Echipa lui a descoperit aceste constatări accidental, în timp ce studia un fenomen cunoscut sub numele de Efectul Bystander Indus de Radiație (RIBE).
RIBE apare la pacienții cu cancer care primesc terapie cu radiații, când celulele sănătoase din jurul unei zone iradiate sunt, de asemenea, afectate și deteriorate, ceea ce duce la efecte secundare precum pierderea părului, oboseală și probleme reproductive. Din cauza preocupărilor legate de RIBE, femeile gravide sunt sfătuite să evite expunerea la radiații.
Într-un studiu din 2017, publicat în Nature, s-a descoperit ce determină acest efect de tip bystander în viermele C. elegans: celulele stresate de radiație secreta o proteină numită protează cisteină 4 (CPR-4), care călătorește către alte celule sănătoase din organism și le dăunează ADN-ului.
Alte specii din regnul animal, inclusiv oamenii și șoarecii, au un mesager chimic similar, numit protează cisteină Cathepsin B.
Cu câțiva ani mai târziu, într-un studiu de urmărire, echipa a observat că, chiar și în absența radiației, dacă viermii trăiau în condiții extrem de aglomerate, aceștia secreta proteina.
La nivel molecular, a spus Xue, animalele supraaglomerate arătau foarte mult ca și cum ar fi fost expuse la radiații.
Mutații de-a lungul generațiilor
Pentru noul studiu, echipa a comparat viermii care trăiau în colonii de dimensiuni variate. Au constatat că viermii nu secretau de obicei CPR-4, dar atunci când colonia depășea 3.000 de indivizi, începeau să o facă. Cu cât erau mai supraaglomerați, cu atât mai mult din enzima secretau, iar enzima le dăuna ADN-ului. Experimentele realizate pe șoareci au arătat rezultate similare.
În medie, cei care trăiau în condiții aglomerate aveau cu 87% mai multe mutații genetice în celulele germinale (celulele reproductive). Animalele aveau semnificativ mai puțini urmași. De asemenea, urmașii supraviețuitori prezentau adesea defecte vizibile.
Secvențierea genomică a arătat că unele dintre acele mutații genetice au fost transmise de-a lungul generațiilor, sugerând că suprapopularea ar putea conduce la evoluția genomului.
Când cercetătorii au inhibat proteina în animale, au prevenit efectele adverse ale aglomerației. Aceasta sugerează că enzima ar putea juca un rol crucial în problemele reproductive.
Este necesar mai multă cercetare pentru a determina dacă constatările au implicații pentru oameni și alte animale.
Xue a dezvoltat deja și a patentat un compus care poate inhiba enzima protează cisteină Cathepsin B la animale și are un bun profil de siguranță.
A spus că astfel de inhibitori ar putea fi folosiți într-o bună zi în agricultură, de exemplu, pentru a crește producția de ouă sau pești. De asemenea, constatările ar putea informa noi abordări pentru a ajuta oamenii care se confruntă cu dificultăți în a avea o familie.
