Svi oblici biljaka i životinja koje ljudi danas koriste porijeklom su od divljih vrsta, a nastali su odabirom ili umjetnom selekcijom. Selekcija je isprva rađena na osnovu fenotipa, jer su se stoljećima akumulirale male nasljedne varijabilnosti koje su dovele do zadivljujućih promjena. Osim pozitivnih karakteristika, umjetna selekcija dala je i neke izrazito nepovoljne karakteristike poput rezistentnosti na pesticide i antibiotike.
Pesticidi su supstancije za uništavanje štetočina. Rezistentnost je sposobnost organizma da preživi izloženost letalnoj dozi nekog kemijskog otrova. Rezistentnost ima genetsku osnovu; postoje geni za rezistentnost koji nastaju mutacijom. Rezistentni oblici pojavili su se prije 60-tak godina kao rezultat selektivnih pritisaka, a zbog učestale primjene velikih količina pesticida.
Rezistentnost na DDT (diklorodifeniltrikloretan) je najpoznatiji primjer rezistentnosti na insekticide. DDT je prvi puta primijenjen prije više od 60 godina. Spoj ostaje u aktivnom obliku u prirodi 18 mjeseci, a u kukaca djeluje na živčani sustav, te izaziva paralizu i smrt.
Kod kukaca postoji nekoliko mehanizama rezistentnosti na DDT, a kontroliraju ih različiti geni:
živčani sustav može biti otporan na toksičnost DDT-a
kutikula kukaca slabije propusna za DDT
promjene ponašanja kukaca, rezistentni sojevi izbjegavaju kontakt s DDT-om
povećanje količine lipida tako da se u mastima topivi DDT izolira i odvoji od osjetljivih dijelova organizma
neki kukci imaju visoku razinu enzima koji detoksificiraju DDT (npr. kućna muha ima visoku razinu enzima, DDT-dehidroklorinaze koja cijepa DDT na manje toksične dijelove)
VAŽNO JE ZNATI
Rezistentnost je rezultat selekcije, jer te jedinke bolje preživljavaju i daju rezistentne potomke.
U prošlom stoljeću 40-tih godina je počela intenzivna upotreba antibiotika u suzbijanju različitih bolesti. Zbog toga se zbog nekontrolirane upotrebe antibiotika neprestano javljaju novi rezistentni sojevi bakterija. Primjerice Staphylococcus sp. je u početku uspješno kontroliran penicilinom, ali kasnije je većina sojeva postala otporna na ovaj antibiotik. Osnova rezistentnosti je enzim penicilinaza koji cijepa beta-laktamski prsten penicilina što ga čini inaktivnim. Bakterije imaju plazmide s genima za rezistentnost (R-plazmidi). Otporna bakterija može predati osjetljivoj bakteriji konjugacijom R-plazmid te je tako učiniti otpornom na antibiotik (slika 19.8.). Otpornost se dalje širi nespolnim razmnožavanjem rezistentne bakterije te se u vrlo kratkom vremenu dobije veliki broj stanica otpornih na antibiotik.
Slika 19.8. Otpornost na antibiotike može se prenijeti s jedne bakterije na drugu tijekom konjugacije (prijenos kopije plazmida s genom za rezistentnost) (crtež Renata Horvat).
Na slici 19.9. prikazan je porast rezistentnih sojeva na antibiotik Vancomycin u jedinicama intenzivnog liječenja bolnica u periodu 1983-2001. Vidljivo je da od 1990. godine broj rezistentnih sojeva značajno raste i ima uzlazni trend.
Slika 19.9. Uzlazni trend otpornosti bakterija na antibiotik Vancomycin u jedinicama intenzivnog intenzivnog liječenja (os X – vrijeme: godine; os Y – rezistentni sojevi, %) (https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/18-1-understanding-evolution).