Genetika1

Skrite pasti slučaja

Prispevek Hellmutha Wachtla

1. Vzreja psov v precepu med fiksiranjem in izgubo genov

Vzreja psov ima dva cilja: na eni strani doseganje tipičnih živali, ki so skladne s standardom oz. pri delovnih pasmah tudi določene smeri delovno sposobnih produktov vzreje. To zahteva, da imamo najprej določeno število genskih parov (alelov) v dvojni izvedbi (heterozigotija), da lahko tako v pasmi oz. vzrejni liniji fiksiramo določeno lastnost (barvo, vrsto dlake, velikost itn.). To pa nato z ukrepi tesne vzreje pogojuje zožitev celotne dedne zasnove, kar neizogibno vodi v izgubo dragocenih genov, z znanimi posledicami sokrvnostne depresije ter s povečanjem dednih bolezni. Krivdo za to pa ima – slučaj!  

2. Metanje kovanca -  grb ali številka – v vzreji psov

To si lahko razložimo na način, da pomislimo na metanje kovanca: če vržemo enkrat, dobimo le en rezultat – grb ali številko, vsakokrat je bila torej izločena po ena alternativa oz. je bila ta izgubljena, to je 50 % vseh možnih rezultatov. Če vržemo desetkrat bomo najverjetneje dosegli oba rezultata, tudi če bo to komajda v razmerju 50:50, kar pomeni, da bo vselej prišla do poteze ena alternativa na račun druge. 

Kolikor pogosteje pa vržemo, toliko bolj se rezultat približa ravnovesju, pri zelo velikem številu metov bo le-to skoraj doseženo, tako da tedaj prideta v približno enaki meri do veljave obe možnosti. 

Prav na tem gradi narava, saj ta praviloma dela z zelo velikimi populacijami določene živalske vrste. To pogojuje, da so v običajnem primeru v naravnih skupnostih, ki se razmnožujejo, izgube genov – ki so pri takšni množici živali že tako minimalne – ter tvorba novih genov z mutacijo, bolj ali manj v ravnovesju.  Velike populacije so pogoj za biseksualni sistem razmnoževanja, pri katerem se posamični gen (alel), recesiven, v selekciji v veliki večini izmuzne, saj je le-ta »skrit« za dominantnim alelom, ki je odločilen za posamezno žival, to pomeni, da ta recesivni alel ne pride do izraza oz. do učinkovanja. Škodljivi alel se bo tako le izjemno redko srečal z drugim takšnim alelom v enem individuumu, ki je kot posledica tega dedno bolan ter se v naravi prav gotovo ne bo razmnoževal. Odločilna prednost spolnega razmnoževanja, vselej nove kombinacije genov, v naravnih populacijah pretehta to nepomembno slabo stran, tako da se aleli »druge kakovosti« ter tudi škodljivi geni v takšnih populacijah vsekakor lahko obdržijo. Obstoj vsakokratno dveh različnih alelov v velikem številu genskih pozicij v dedni zasnovi (heterozigotija) v posebni meri spodbuja vitalnost takšnega individuuma, pa naj bo to zato, ker ta rapolaga z večjim inventarjem encimov, ali pa zato, ker se določeni aleli med seboj spodbujajo.  

3. Vzrediteljski »ples po jajcih«

Pri majhnih populacijah – in to velja v določeni meri praktično za prav vse pasme psov, saj tudi številčno velike pasme izvirajo iz le nekaj rodovnih staršev – ima slučaj ustrezno večje možnosti, da fiksira posamične alele (to pomeni, da v tej pasmi ni nobenega drugega alela za to gensko mesto) oz. da le-te eliminira. Kot že rečeno, to tudi mora biti tako, če želimo, da se zasidrajo pasemsko tipične značilnosti ter da se izločijo značilnosti, ki so za pasmo netipične. Sedaj pa tu pride do »plesa po jajcih«, ker lahko s tem v mnogo večjem številu fiksiramo tudi neželene značilnosti, ki jih kot takšne zaenkrat še ne razpoznamo, ter obenem za vedno izgubimo tudi mnoge zaželene značilnosti. To so predvsem faktorji vitalnosti, plodnosti, odpornosti, pravilnega instinktivnega odzivanja, duševne in telesne zmogljivosti itn.

Vendar pa so hvala bogu danes pasemsko tipične značilnosti pri naših pasmah povečini že zadostno fiksirane. Kar se sedaj dozdeva, da je treba nujno ohraniti je genetska raznolikost oz. je treba le-to pridobiti nazaj, kar pomeni, da izvajamo preudarjeno nesorodstveno parjenje s pasemsko tipičnimi ter podobnimi živalmi, ki pa so si glede sorodstva zelo daleč narazen. S povečanjem genetske raznolikosti se povečuje zmogljivost vseh fizioloških funkcij in s tem splošno zdravstveno stanje produktov vzreje. Defektni geni sicer s tem niso iztrebljeni, imajo pa mnogo manj možnosti, da se v posameznem individuumu srečajo na način, da ta fenotipično zboli.

Sredstva v boju proti dednemu sovražniku »slučaju« so zato tri:

1) namesto tesne sorodstvene vzreje izvajati nesorodstveno vzrejo;

2) v posamezni pasmi za vzrejo uporabiti karseda veliko število samcev, ne dajati nesorazmerno prednost le nekaterim samcem, kajti prav s tem se škodljivi geni še nadalje razširajo v populaciji;

3) stremeti k temu, da se populacija vzrejnih živali (plemenjakov in plemenk) v določeni pasmi poveča ter da se to visoko število ohranja.

4. Z zmogljivostjo do zmage nad usodnim »slučajem«?

To so najpomembnejši ukrepi za ohranitev zdravih dednih zasnov. Ti so nujno potrebni, saj tudi FCI že vehementno kritizira obremenitev z dednimi defekti pri različnih pasmah. Poleg tega se zdi, da obstaja še tretja, dodatna možnost za povečanje genetske raznolikosti. V genetiki je znano dejstvo, da lahko sokrvnostno depresijo preprečujemo, če selektivno heterozigotno vzrejamo. To bi lahko v danih okoliščinah koristili tudi v vzreji psov oz. morda se to nezavedno že dogaja. Pri tem mislim na vzrejo psov, od katerih zahtevamo posebne psihične in fizične zmogljivosti oz. delovne sposobnosti. 

Določena selekcija glede na delovne sposobnosti je tako za vse pasme zelo ugodna, vendar če je pretirana, tudi ta selekcija vodi v genetsko osiromašenje! Ta nevarnost je na žalost dana tudi tedaj, ko z novimi genskimi testi lahko odkrijemo nosilce dednih defektov za določene bolezni ter nato iz vzreje izločimo preveliko število teh živali. Nasprotno je treba najprej s paritvami nosilcev defektov, ki so v ostalem dragoceni, z živalmi, ki so proste teh defektnih genov, poizkusiti preprečiti nastanek bolezni pri potomcih ter le postopoma zmanjševati delež nosilcev defektov. 

5. Saniranje pasme s povečanjem genetske raznolikosti

Sočasno se je treba izogibati vsaki sorodstveni in linijski vzreji ter to nadomestiti z asortativnim parjenjem (parjenjem živali s podobnimi, želenimi značilnostmi), to je s parjenjem živali, ki so si karseda malo v sorodu.  Prizadevati si je treba za sorodstveni koeficient, ki znaša sprva maksimalno 6,25 %, v končnem cilju po možnosti izračunanem za deset generacij. Od takšnih živali lahko pričakujemo, da ne bodo izkazovale sokrvnostne depresije, temveč visoko genetsko vrednost ter bo njihova življenjska doba ustrezala življenjski dobi mešancev (ti živijo ponavadi v povprečju za 1-2 leti dlje kot pasemski psi, njihova krivulja življenjske dobe se po raziskavah, v nasprotju s pasemskimi psi, začne spuščati šele z začetkom staranja (glej: www.canine-genetics.com, longevity)). Pri nesorodstveno vzrejenih psih je torej nevarnost prezgodnje smrti mnogo manjša.

Vsaka zožitev genetske raznolikosti (sorodstvena vzreja, linijska vzreja, premalo uporabljenih plemenjakov v določeni pasmi) vodi v povečanje manj dragocenih alelov in škodljivih alelov v pasmi vse do fiksiranja kot tudi v upad in izgubo dragocenih alelov.

Temu je treba nasprotovati s po možnosti velikim povečanjem sestava vzrejnih živali (plemenjakov in plemenk), z znižanjem sorodstvenega koeficienta na podlagi parjenja živali, ki si med seboj niso v sorodu ali so si le v oddaljenem sorodu, kot tudi s tesnejšim razmerjem med spoloma pri sami vzreji. Takšen uspešen projekt saniranja je izvedla Nemška družba za landseerje. S tem ji je uspelo, da je premagala sokrvnostno depresijo (upad plodnosti in vitalnosti). Z analizami rodovnikov in/ali z genskimi testi lahko najdemo morebiti navzoče, dragocene, redke individuume (to pomeni takšne, ki so z ostalo populacijo le malo v sorodu), ki jih lahko nato okrepljeno uporabimo v vzreji.

Poleg tega obstajajo opozorila o tem, da bi lahko dajanje prednosti v vzreji živalim z večjo fizično in psihično zmogljivostjo, vodilo v izboljšanje genetske raznolikosti, kar pa je treba še znanstveno preveriti.   Z DNA analizami lahko ugotovimo, katere živali odlikuje večja genetska raznolikost pri dveh presumptivnih paritvenih partnerjih, da tako dobimo potomce z večjo genetsko raznolikostjo.

Sorodstveni koeficient (Inzuchtkoeffizient)

iz knjige: Helmuth Wachtel, Hundezucht 2000

Sokrvje oz. parjenje v sorodstvu je relativni pojem, kajti po definiciji je sokrvje pri živalih dano le tedaj, če sta dve določeni živali med seboj v tesnejšem sorodstvu kot z drugimi, slučajno izbranimi individuumi v populaciji. Sicer pa lahko o sorodstveni obremenitvi govorimo tudi pri celotni pasmi, če kot temelj za primerjavo vzamemo populacijo mešancev. Le to lahko tedaj vzamemo kot ocenjena absolutno sorodstveno raven zadevne pasme. Najbolj uporabljena mera za to je sorodstveni koeficient, ki sočasno navaja sorodstveno stopnjo staršev določene živali. Izražen kot IK ali F ta niha med 0 in 1 ali med 0 % in 100 % in pravzaprav izraža verjetnost za to, ali sta dva alela (gena) na kateri koli poziciji (na poziciji na DNA, ki je predvidena za določen gen) istega izvora. To pomeni, da sta nastala enkrat pri cepitvi gena jajčne ali semenske celice; pove nam, ali dva enaka alela prvotno izvirata od enega skupnega prednika. Formula za izračun sorodstvenega koeficienta se glasi:

IK = vsota (1/2) ^n1+n2+1

Pri tem je n1 generacijski razmak prednika, ki je skupen tako očetu kot tudi materi, po očetu (do starega očeta je n1 enako 1, k prastaremu očetu 2, k praprastaremu očetu 3 itn.), n2 pa je isto za mater. Za vsakega skupnega prednika je treba prišteti številke za razmak.

Upoštevati je treba, da sorodstveni koeficient ne izraža konkretne vrednosti – to je njegova druga definicija – temveč verjetnost, in sicer verjetni delež genskih pozicij določene živali, ki so homozigotne, na katerih se torej nahajajo enaki aleli. To je za nas pomembnom kajti pogojeno s slučajem so med živalmi z enakim sorodstvenim koeficientom, ki izvirajo iz iste vzreje, vselej nekatere, ki so mnogo manj homozigotne, to pomeni, da izkazujejo manj genetskega osiromašenja zaradi sokrvja, kot je to v povprečju primer. Če najdemo te živali, ter jih prednostno uporabimo v vzreji lahko tveganja sokrvja zmanjšamo ter zadržujemo genetsko osiromašenje.

Kot je bilo že razloženo prihaja zaradi neprestane ozke vzreje do povečane homozigotnosti (izguba alelov, izguba genetske raznolikosti). Pri vseh naših domačih živalih in nenazadnje tudi pri človeku pa to pomeni praviloma zmanjšanje fizične in psihične zmogljivosti, ki tendenčno narašča s sorodstvenim koeficientom z nagnjenjem k eksponentnosti. Prizadete lastnosti so različne vrste, vpliva namreč na vsa biološka področja. Tako so ugotovili, da se z 10-odstotnim povečanjem sorodstvenega koeficienta na primer pri človeku povprečna višina zmanjša za 2 cm, inteligenčni kvocient pa za 4.4 točke, pri kravi se mlečnost zmanjša za 13.3 kg, pri koruzi pridelek za 5.6 %, pri svinji se število pujskov zmanjša za 3.1 % itn. (Falconer 1984).

Predvidevamo lahko, da je pri vseh naših pasmah psov izguba genetske raznolikosti -  ter s tem tudi fiziološko-biološke funkcionalnosti -  zaradi desetletja dolge genetske omejitve že relativno napredovala. Zato je razumljivo, da je treba sedanjo vzrejo s homozigotijo, ki jo pogosto olepševalno imenujejo »selektivna vzreja«, nadomestiti z načrtno vzrejo s heterozigotijo, da bodo lahko izkoriščene njene prednosti za zdravje, prilagodljivost in zmogljivost živali.

Z vzrejo, ki jo usmerja človek, spadajo psi danes že v našo kulturno dediščino. Pes je naša mojstrovina med domačimi živalmi, ki jih vzrejamo skoraj izključno glede na fizične zmogljivosti, kot so meso, mleko, jajca, transportno delo itn. Samo pes je na podlagi svoje narave v povezanosti z vzrediteljsko umetnostjo človeka v stanju, da opravlja tudi funkcije, ki zahtevajo izrazito psihično in senzorično zmogljivost; če pomislimo samo na lovske in ovčarske pse, na pse vodnike slepih in na policijske pse. Zato lahko vzrejo obravnavamo kot umetnost, ki oblikuje živ material. Vzreja psov pa je obenem tudi umetnost, ki naj bi zadostila etičnim načelom. Če vzrejamo živali, ki trpijo, ki jih mučijo dedne bolezni, ali katerih telesne funkcije so zaradi abnormalne oblike omejene, ali ki so omejene v svoji socialni socialni prilagodljivosti, na primer zaradi plahosti ali agresije, je to preprosto mučenje živali ter zločin nad prevzeto genetsko dediščino domačega psa. »Umetnikov« »material« pa v tem primeru ni mrtva snov kot les ali kamen, temveč genom, genetske dedne zasnove psa, ki je sestavljena iz približno 100.000 genov, od katerih bi vzreditelj želel vplivati na morda nekaj sto med  njimi, in sicer na tiste, ki vplivajo na telesno podobo, barvo, kožuh, anatomijo ter na fizične in psihične lastnosti. Če pa z vzrejo v sorodstvu ali pa z vzrejo z le nekaj zelo uspešnimi šampionskimi plemenjaki, kar pomeni pravzaprav isto, upada genetska variabilnost, se izgubijo pomembne dedne zasnove ter obstoji velika nevarnost daljnosežne razširitve in fiksacije dednih bolezni. Tako je tudi za pasmo, ki je v številčnem smislu velika, nevarno, če jo podrazdeljujemo v variante z različno vrsto ali barvo dlake ali celo na »društvene populacije«, ki jih nato parimo med seboj.

Pes je najbolj variabilna, najbolj vsestranska domača žival, od katerega ta čas obstaja približno 400 različnih pasem, ki se razlikujejo po velikosti, barvi, telesni gradnji, vedenju in zasnovah. Že rodovni oče volk kaže zelo veliko raznolikost, njegova teža glede na podvrsto  niha od manj kot 20 pa do 80 kg, plečna višina pa med 50 cm in 1 m, barva od volčje sive, bele, rdečkaste in črne. Psi so lahko v ekstremih veliki tudi 1m ali pa le 10 cm ter so lahko težki  0.5 kg ali pa 100 kg. Kar zadeva vzrejo smo torej več dosegli pri pritlikavih pasmah kot pri zelo velikih.  Če vzamemo natančno, merjeno na polarnem volku, zelo velike pasme sploh ne obstajajo – čeprav le-te zaradi svoje rasti tudi občutno trpijo! V procesu domestikacije se je, kot pri vseh domačih živalih, z motnjo zapletene genetske strukture divje barve, spremenila tudi barva. Tako je bilo mogoče selektirati živali določene velikosti in barve po okusu ali glede na zahteve v zmogljivosti oz. delu. Pozneje so nastala tudi številna odstopanja v telesni gradnji, obliki glave ter v kakovosti dlake.