Nadmierne zagęszczenie ludności może negatywnie wpływać na zdolność do reprodukcji i potęgować liczbę błędów genetycznych – wskazują rezultaty badania opublikowanego w periodyku „Nature Communications”.
Od dawna jest faktem, że nadmierne zagęszczenie populacji negatywnie oddziałuje na zdolność do rozrodu wielu gatunków. Kury żyjące w ciasnocie znoszą mniejszą liczbę jaj, a myszy posiadają skromniejsze mioty. Także niektóre analizy demograficzne sugerują powiązanie między znacznym zaludnieniem a spadkiem dzietności wśród ludzi.
Specjaliści przypuszczają, że przyczyną tego zjawiska mogą być nie tylko uwarunkowania społeczne i brak wystarczających zasobów, ale również mechanizmy biologiczne wspomagające ograniczanie przyrostu naturalnego.
Najnowsze badanie opublikowane w „Nature Communications” przedstawia jeden z nich. Naukowcy z University of Colorado Boulder zaobserwowali, że nicienie Caenorhabditis elegans bytujące w zatłoczeniu zaczynają produkować białko CPR-4, które jest odpowiednikiem ludzkiego enzymu katepsyny B. Jego działanie prowadzi do uszkodzenia komórek rozrodczych, pogorszenia rozwoju zarodków i wzrostu liczby błędów genetycznych u potomstwa.
Białko to było wcześniej analizowane w kontekście efektów radioterapii. Wówczas odkryto, że komórki uszkodzone przez promieniowanie wytwarzają CPR-4, który może oddziaływać również na inne, zdrowe komórki. Obecne badanie sugeruje, że podobny mechanizm może być aktywowany również w przypadku nadmiernego zaludnienia, jednak zamiast promieniowania, sygnałem stresowym jest życie w dużym ścisku.
„Nasze badanie dostarcza nowych spostrzeżeń dotyczących tego, w jaki sposób przeludnienie może wywoływać różne defekty rozwojowe, w tym obniżoną zdolność do reprodukcji i zwiększoną śmiertelność” – oznajmił prof. Ding Xue, główny autor publikacji.
Dodał, że taka wiedza, mimo iż obecnie bazuje wyłącznie na modelach zwierzęcych, jest w tym momencie niezwykle cenna, gdyż populacja światowa zbliża się do 8,3 miliarda, co oznacza, że od 1950 roku jej liczba wzrosła trzykrotnie.
Jednocześnie obserwuje się spadek wskaźników urodzeń. Na całym świecie współczynnik dzietności zmniejszył się z pięciu urodzeń na jedną kobietę w 1950 roku do 2,3 urodzeń w roku 2021. Według Światowej Organizacji Zdrowia, co szósta osoba doświadcza niepłodności, definiowanej jako niemożność poczęcia dziecka po 12 miesiącach prób.
„Przeludnienie i towarzyszący mu stres stały się znaczącymi wyzwaniami dla współczesnych społeczeństw, szczególnie w obszarach miejskich, gdzie koncentruje się dwie trzecie ludności świata. Uzyskane przez nas wyniki dostarczają istotnych informacji molekularnych na temat podstawowych problemów zdrowotnych, które mogą być z tym związane” – podkreślił prof. Xue.
Podobny mechanizm badacze z Kolorado zaobserwowali również podczas eksperymentów na myszach. U tych osobników hodowanych w bardziej zatłoczonych klatkach, stężenie katepsyny B we krwi znacząco wzrosło.
Przeciętnie zwierzęta żyjące w ścisku wykazywały o 87 procent więcej mutacji genetycznych w komórkach rozrodczych. Posiadały również znacznie mniej potomstwa, a u ich młodych często stwierdzano poważne anomalie rozwojowe.
Co istotne, autorzy zauważyli, że wyłączenie genu kodującego białko CPR-4 u nicieni zapobiegało niekorzystnym konsekwencjom przegęszczenia populacji. Sugeruje to, że ten enzym może odgrywać fundamentalną rolę w problemach reprodukcyjnych u rozmaitych organizmów. Badacze opracowali również i opatentowali substancję, która może hamować działanie katepsyny B u ssaków, charakteryzującą się dobrym profilem bezpieczeństwa.
Obecnie zamierzają zbadać, czy ich odkrycie można zastosować również do ludzi.
Katarzyna Czechowicz
kap/ zan/