Плотность населения оказывает прямое негативное влияние на репродуктивную функцию человека и животных, но механизмы этого влияния до сих пор не были изучены. Исследование американских ученых, опубликованное в журнале Nature Communications, выявило механизм снижения рождаемости при перенаселении.
Население Земли сейчас приближается к 8,3 млрд человек, при этом рождаемость падает. Коэффициент рождаемости во всем мире снизился с пяти детей на одну женщину в 1950 году до 2,3 ребенка в 2021 году. По данным Всемирной организации здравоохранения, каждый шестой человек сталкивается с бесплодием (невозможностью забеременеть после 12 месяцев попыток).
Радиоиндуцированная болезнь — это патология, возникающая в результате воздействия ионизирующего излучения на организм. Такая болезнь возникает у пациентов, проходящих лучевую терапию. При этом здоровые клетки за пределами облучаемой области также подвергаются воздействию радиации и повреждаются, что приводит к таким побочным эффектам, как выпадение волос, усталость и проблемы с репродуктивной функцией.
В тесноте у животных выделяются химические вещества, которые могут повреждать яйцеклетки, нарушать развитие эмбрионов и вызывать мутации у потомства на протяжении поколений. У людей, мышей и других животных есть своего рода химический мессенджер — цистеиновая протеаза катепсин B. На молекулярном уровне животные, живущие скученно, выглядят так, будто подверглись воздействию радиации. Мутации передаются из поколения в поколение.
Специалисты изучили червей, живущих колониями разного размера. При воздействии радиации, клетки червей начинают выделять белок родственный цистеиновой протеазе — CPR-4, который распространяется по организму и повреждает ДНК других здоровых клеток. При благоприятных условиях черви не выделяют CPR-4, но начинают выделять его, когда численность колонии превышает 3 тыс. особей. Чем теснее условия, тем больше фермента выделяют черви, а этот фермент повреждает их ДНК. Эксперименты на мышах показали аналогичные результаты.
В среднем у грызунов, которые жили в тесноте, было на 87% больше генетических мутаций в половых клетках. У таких мышей было значительно меньше потомства. Также у выжившего потомства часто наблюдались видимые дефекты.
Секвенирование генома показало, что некоторые из этих генетических мутаций передаются из поколения в поколение, а значит, скученность может влиять на эволюцию генома. Когда исследователи отключили выработку этого белка у животных, это предотвратило негативные последствия скученности. Возможно, фермент играет ключевую роль в возникновении проблем с репродуктивной функцией.
Для окончательных выводов требуются дополнительные исследования, чтобы выяснить, имеют ли полученные результаты значение для людей. Результаты наблюдений в перспективе можно будет использовать в сельском хозяйстве, например для увеличения яйценоскости или вылова рыбы.
Ранее Наука Mail рассказала, что найдена связь между потерей X-хромосомы и женским бесплодием.
