Přírodní ochrana genetické variability Picture

English Czech Dutch French Italian Portuguese Spain Swedish

[Přeložila Daniela Hypšová, www.nchk.estranky.cz]

Od Per-Erik Sundgren, Dr Agric., Genetica, Švédsko. (Email)
(Přetištĕno se svolením)

Úvod

O programech k ochranĕ genetického zdraví u psích plemen se ve Švédsku intenzivnĕ diskutovalo v souvislosti z tvorbou plemennĕ specifických genetických strategií. Proč se vůbec staly plemennĕ specifické strategie nezbytností v chovu psů? V přírodĕ nejsou žádné speciální chovné programy nebo strategie, aby udržely druhy zdravé a vitální po dlouhé časové období. Příčina dĕdičných chorob - jak bylo pozorováno u mnoha psích plemen - je, že chovatelé díky ignoranci nebo extrémnímu chovu vynucenému různými formami soupeření, naruší ochranné bariéry proti genetickým chorobám, které příroda budovala milony let prostředky přírodní selekce. Jaký druh bariér potřebujeme znát, abychom se vyhnuli takovým chybám?

Buňka

Tĕlo zvířete - dokonce, i když tvoří jednotu - se skládá z bilionů bunĕk. Spojenmí mezi generacemi je však jedna jediná buňka - oplozená vaječná buňka. Tudíž každý, kdo se účastní do chovu, by mĕl vĕdĕt alespoň nĕco málo o tom, jak je oplozené vajíčko chránĕno proti genetickým chorobám.

Geny - proteinové programy

Základní funkcí genu je sloužit jako program, aby buňka vytvořila specifický protein. Je přibližnĕ 30 - 40 tisíc genových párů a zrovna tolik různých druhů proteinů, které mohou být vytvořeny buňkou. My všichni potřebujeme kostru, svaly, nervový systém, játra, ledviny a další vnitřní orgány. Také potřebujeme celou škálu hormonů, enzymů a signálních látek, aby naše tĕlo řádnĕ pracovalo.

Bylo by to všechno velmi snadné, kdyby nikdy nedocházelo ke zmĕnám v programech k výrobĕ specifických proteinů. Avšak všechny druhy se musejí adaptovat na nepřetržité zmĕny v okolním prostředí nebo musí žít pod hrozbou predátorů. Aby byla schopna adaptovat se na takové zmĕny, musí být všechna zvířata schopna mĕnit své fyzické a psychické charakteristiky. Proto tedy existuje potřeba flexibility genetického systému.

Na bunĕčné úrovni je ohrožení vnĕjšími nepřáteli extrémnĕ velké. Nesčetné mikroorganismy a viry nepřetržitĕ útočí na naše tĕla. Díky velmi rychlému generačnímu obratu tyto jsou organismy schopny mnohokrát mĕnit způsob útoku bĕhem normálního života vĕtších organismů jako jsou savci. Aby se mohl bránit takovým útokům, potřebuje každý jedinec obranný systém, který je tak jedinečný, jak je to možné. Jinak by se úspĕšný útok na jednotlivce rychle rozšířil.

Genový systém je podroben třem očividnĕ neslučitelným požadavkům:

  1. Stabilitĕ zaručující, že orgánový systém pracuje správnĕ.
  2. Vyvážené variabilitĕ, která umožní celé populaci vytvoření dlouhodobé adaptace na zmĕny vnĕjšího prostředí.
  3. Individualální variabilitĕ k ochranĕ každého tvora proti chorobám a infekcím.

V průbĕhu prvních 3-4 bilionů let na Zemi neexistovaly žádné jiné formy života než jednobunĕčné organismy. Jejich normálním způsobem reprodukce bylo nepohlavní prosté bunĕčné dĕlení.

Molekula DNA, základní součást genů, je překvapivĕ stabilní chemická sloučenina. Tato molekula se duplikuje před rozdĕlením buňky na dvĕ, tudíž vytváří dvĕ nové buňky s identickou DNA. Po takovém rozdĕlení obĕ buňky mají identickou genetickou formu. Ale pokud všechny buňky dostávají identické genomy, nemohla by existovat žádná genetická adaptace na zmĕny prostředí. Náhlé zmĕny molekuly DNA nebo jednotlivého genu mohou způsobit smrt jedince, jelikož nezbytný protein již nebude produkován. Jednotlivá sada molekul DNA nebo genů má tudíž vážné nevýhody jak pro jedince, tak pro dlouhodobou adaptaci druhu. Pouze velmi jednoduché organismy mohou přežít takový nedostatek genetické variability.

Pohlaví a duplikace genomu

Před nĕkolika biloiny let našla příroda řešení citlivého systému prostého bunĕčného dĕlení. Buňky s identickými genomy se spojí po dvou, aby vytvořily novou buňku. Tetnto nový typ bunĕk nese potom kopii každého jednotlivého genu. A tak tedy mají neporušenou kopii proteinového programu, pokud by ta druhá mĕla být z nĕjakého důvodu poškozena. Buňky takového druhu jsou mnohem nénĕ zasaženy škodami, než jeden jediný gen. Normálnĕ duplikovaný gen poskytuje záruku, že se bude vyrábĕt správný druh proteinu v dostatečném množství.

Buňky s duplikovanými genomy se nemohou dále množit jednoduchým bunĕčným dĕlením. Aby bylo získáno množství DNA a tudíž množství genů, které je konstatntní přes generace, musejí projít dvĕma bunĕčnými stupni. V prvním stupni se dĕlí na dvĕ buňky pouze s polovinou DNA v každé ze dvou nových bunĕk. V dalším stupni dvĕ takové poloviční buňky splynou dohromady ve fertilizaci, aby utvořily novou buňku, která znovu nese genom s duplikáty každého genu.

Přírodním řešením bylo vytvořit dvĕ pohlaví, která obĕ mají speciální orgány, vaječníky a varlata , kde dochází k redukci genomu na polovinu, když se tvoří vajíčka a spermie. hlavní výhodou dvou pohlaví je duplikace genů, aby se organismy vyhnuly katastrofálním násedkům poškození jednotlivých genů.

Systém se dvĕma pohlavími má další důležitou výhodu. Ve stádiu, kdy se tvoří zárodečné buňky (vajíčko a spermie), se molekuly DNA podobají dlouhým provázkům, ovinutým okolo sebe navzájem.Jak každý ví, rozmotat provázek může být komplikovaná záležitost. Toto je také případem bunĕk, kde se párové chromozomy oddĕlí a vymĕní si navzájem části. říká se tomu crossover. Díky tomuto crossoveru se tvoří nové genové kombinace každou generaci a ve všech jedincích uvnitř všech druhů, které mají dvĕ pohlaví. Sex tudíž má jak funkci ochrany proti genovým poškozením a tak je důležitým zdrojem nové genetické variability k usnadnĕní nezbytné genetické adaptace na zmĕny okolních podmínek.

Vĕtšina, ale ne všechny chromozomové zmĕny jsou škodlivé. Pokud dojde pouze k druhořadé zmĕnĕ ve složení proteinu díky mutaci, náhlé zmĕnĕ v genu, nový protein může fungovat dobře navzdory zmĕnĕ. Ve vzácných případech složení nového proteinu může živočichu přinést i výhody. Takové zmĕny se vzácnĕ projeví okamžitĕ, ale mohou být výsldekm dlouhého křížení a přeskupení genů na chromozomech. V případech, kde takové mutované geny způsobí zvýšení vitality živočichů, kteří je nesou, budou průmĕrnĕ produkovat více potomstva a dojde k začlenĕní výhodného genu do genpoolu plemene nebo druhu. V opačném případĕ, kdy genové zmĕny jsou škodlivé, mutovaný gen bude rychle vymazán z poupulace přírodní selekcí. Hlavní selekční síla je znovu zmĕnou ve vitalitĕ, která má za následekm ménĕ potomstva vyprodukovaného postiženými živočichy.

Samčí a samičí spojení ovlivňuje samčí reprodukci

Evoluce bĕhem milionů let prokázala, že rozdĕlení živočichů na samce a samice bylo nezbytné pro vytvoření vysoce vyvinutých zvířat. Existuje zde však problém spojený se způsobem savčí bisexuální reprodukce. Reproduktivní kapacita samic je všeobecnĕ omezena na produkci spíše v desítkách, než ve stovkách potomků. Samci se však mohou pářit s velkým počtem samic a tudíž mají mnohem více potomstva, než samice. Takové sexuální chování znovu přináší riziko, že se sejdou dva geny s identickým původem v nastupujících generacích. Samčí sexuální chování může tudíž narušit protektivní sílu duplikované genové struktury.

Přírodní selekce znovu nachází řešení tvorbou mnohem silnĕjšího spojení mezi rozmnožujícími se samci a samicemi. Nezáleží na tom, zdali je takové spojení na celý život nebo pro jedno reproduktivní období. Efekt bude stejný. Hoření limit pro samčí reprodukci je nastaven počtem potomstva, které může průmĕrná samice porodit a vychovat. Vytvoření samčího/samičího spojení je prostým a brilantním způsobem, ve kterém příroda posiluje ochranu způsobenou duplikovanou genovou strukturou navzdory faktu, že samci mají kapacitu produkovat nebezpečnĕ velký počet potomstva.

Ve Švédsku se samci produkujícímu příliš velké množství potomstva říká "Matador". Matador byl intenzivnĕ využíván u býků v severní části Švédska. Nesl gen pro hypoplasii varlat, příliš malá varlata, což mĕlo za následek sníženou plodnost. Díky intenzivnímu používání tohoto býka se škodlivý gen rychle rozšířil do celé místní populace hovĕzího dobytka. Selekce proti tomuto genu zabrala nĕkolik desetiletí, aby se napravily škody způsobené příliš intenzivním používáním jedince, který se zdál kdysi být samcem mimořádnĕ vysoké chovné kvality.

MHC - identifikační průkaz

Spolupráce bilionů bunĕk v tĕle se může uskutečnit pouze tehdy, když pro buňky existuje nĕjaký způsob, jak se navzájem identifikovat jako jedinci náležející téže jednotĕ. Jinak by neexistoval způsob, jak identifikovat nepřátele a bránit tĕlo proti invazi jiných bunĕk, které způsobují choroby nebo poškzují tĕlo. Tudíž každá buňka v tĕle potřebuje identifikační průkaz. Identický kód karty by se mĕl lišit tak málo, jak je to jen možné mezi buňkami náležejícímu stejnému zvířeti,ale zároveň tak unikátní, jak je to možné pro každé jednotlivé zvíře.

Příroda vyřešila tento problém vytvořením speciální sady genů nazvaných MHC, kde MHC znamená Major Histocompatibility Complex. Geny MHC z unikátního "identifikačního průkazu" jsou společnĕ neseny všemi buňkami jedince a umožňují buňkám spolupráci bez poškzení nebo vzájemného napadání. Geny MHC geny utvářejí základ našeho imunitního systému a hrají důležitou roli v reprodukci.

Geny MHC systému vytvářejí speciální proteiny na povrchu každé buňky. Je to speciální kombinace tĕchto proteinů, která formuje identifikační kód podobný pro všechny buňky jedince. Buňky dokáží navzájem číst své identické kódy a spolupracovat spolu bez jakéhokoliv rizika s buňkami nesoucími stejný kód jako ony samé. Pokud buňky nesoucí jiný signál proniknou do tĕla, jsou napadeny speciáoními strážními buňkami, které se nazývají T-lymfocyty nebo zabíječské buňky. T-lymfocyty se nepřetržitĕ pohybují kolem a hledají buňky s odlišným identifikačním kódem a zabijí takové buňky ihned, jakmile je najdou. Kombinace MHC proteinů a T-lymfocytů společnĕ vytváří jeden z nejdůležitĕjších obranných mechanismů proti invazi patogenických bunĕk.

Nyní je zřejmé, že čím unikátnĕjší identifikační kód jedinec nese, tím lépe je chránĕn proti chorobám. Patogenické buňky se vždy pokoušení kopírovat identifikační kód, aby oklamaly T- lymfocyty, které náležejí tĕlu. Ale pokud se jim to podaří a všichni jedinci mají odlišné identifikační kódy, patogenické buňky se nemohou snadno rozšířit od jednoho jedince k druhému. Budou objeveny T lymfocyty jakéhokoliv jedince, který nese jiný identifikační kód.

Základním důsledkem inbreedingu je duplikace genů stejného původu. Taková duplikace nevyhnutelnĕ sníží počet genů s rodílným programem pro produkci proteinů a tudíž také sníží možnou variabilitu genů systému MHC. S menším počtem proteinů tvořících základ bude identifikační kód ménĕ unikátní a snadnĕji kopírovatelný, prostĕ jako velmi krátký klíč v počítačovím systému. To je důvod, proč inbrední jedinci snadno podléhají infekčním chorobám.

Genetické signály vůnĕ

Příroda vytvořila speciální ochranu proti nebezpečné redukci genetické variability v genovém systému MHC. řešení je opĕt brilantnĕ jednoduché. Geny MHC systému se účastní produkce voňavých substancí zvaných feromony. Feromony jsou důležité sexuální signály a umožňují zvířatům "cítit" část genetického vybavení MHC genů, které nese možný reprodukční partner. Experimenty prokázaly, že všechny druhy živočiců od hmyzu k savcům používají feromony, aby se vyhnuly páření s blízce příbuznými, kteří nesou příliš mnoho stejných genů v systému MHC. A tak tedy spojení mezi feromony a geny MHC chrání genetickou variabilitu imunitního systému. Tento druh ochrany bude efektivní pouze tehdy, když existuje svobodný výbĕr reprodukčního partnera a počet možných partnerů je dostatečnĕ velký. Pokud je počet dostupných partnerů nízký, samice si mohou zvolit k páření také blízce příbuzné samce, spíše než aby se nepářily vůbec. Ménĕ životaschopné potomstvo může být lepší, než aby zůstaly neplodné.

Je důležité přijmout, když feny zřetelnĕ signalisují, že nechtĕjí přijmout samce. Samice vĕdí lépe, než chovatel, jestli samec nese MHC geny, které jsou příznivé pro jejich potomstvo. Vynucené páření je efektivním způsobem, jak porušit jednu z nejdůležitĕjších ochran genetické variability.

Plodnost a inbreeding

Vĕtšina chovatelů si dobře uvĕdomuje skutečnost, že silný inbreeding má negativní dopad na životaschopnost, zdraví a plodnost. Ale co mají jak imunitní systém, tak reprodukce společného, že jsou citliví k inbreedingu?

Plod je chránĕn před tím, aby nebyl přijat

Každý je velmi dobře obeznámen s problémy při chirurgických transplantacích, kdy je třeba zajistit, aby příjemce přijal cizí tkáň. Základním důvodem pro odmítnutí cizí tkánĕ je, že její buňky nesou jiný ID kód a tudíž budou napadeny imunitním systémem příjemce, aby se vyhnul invazi pravdĕpodobnĕ zhoubných bunĕk. Když se transplantují orgány jednoho jednice jinému, proces je ulehčen, je-li genetický systém dárce je tak podobný genetickému systému příjemce, jak je to jen možné. Ale dokonce i v případech, kdy dárce příjemce jsou blízce příbuzní, je nezbytné použít cytotoxin, aby se zamezilo odvržení transplantované tkánĕ.

Geny oplodnĕného vajíčka jsou z 50% zdĕdĕny od matky a z 50% od otce. Tudíž genetický systém oplodnĕného vajíčka se normálnĕ ve velkém rozsahu liší od genetického systému matky. Následkem toho by oplodnĕné vajíčko mĕlo být odpuzeno imunitním obranným systémem matky. Skutečností je, že kdyby nefungoval jiný mechanismus, tĕhotenství by nebylo možné. Ale Příroda znovu našla řešení. Velmi zvláštní typ proteinu se tvoří v matce, aby ji připravil na tĕhotenství. Tento protein má obrannou funkci a chrání plod proti útokům imunitního systému matky. Sepciální protein bude chránit plody nepřetržitĕ bĕhem tĕhotenství. Je zajímavou skutečností, že celkové množství plodové tkánĕ, včetnĕ placenty, vykazuje dosti podobný pomĕr k hmotnosti březí samice. Jeden z pravdĕpodobných mechanismů, který spouští porod, může být ten, že celkové množství tkánĕ plodu překonává kapacitu ochrany, kterou poskytuje speciální ochranný protein.

Ochrana plodu má negativní vedlejší efekt. V dobĕ, kdy je dokončen porod, ochranný protein stále zůstává v tĕle matky po dobu 2 - 3 dnů. Bĕhem tohoto období je extrémnĕ náchylná k infekcím, jelikož její vlastní imunitní odpovĕď je vážnĕ snížena setrvávajícím obranným proteinem. Je tudíž nezbytné opatřit fenĕ čisté suché prostředí zváštĕ bĕhem prvních nĕkolika dní po porodu.

Nĕkdo by se mohl domnívat, že plody s genovými systémy, které jsou velmi podobné jejich matce, tj. například ty, které jsou silnĕ inbrední, by tĕžily z jejich genetické podobnosti s matkou. Mĕla by být ménĕ silná tendence vypudit takové plody z dĕlohy. Ale pokud je zde velmi silná genetická podobnost mezi matkou a jejím oplozeným vajíčkem, objevuje se jiný problém. Jak by mĕla dĕloha matky být schopna identifikovat oplozené vajíčko jakožto odlišnou formu od jakékoliv jiné buňky mateřského tĕla, které tam proplouvají? Jeden z nezbytných předpokladů pro přilnutí vajíčka k dĕložní stĕnĕ a formování placenty je rozdíl v genotypu mezi oplozeným vajíčkem a matkou.

Dalším rizikem příliš velké genetické podobnosti mezi matkou a jejím potomstvem je to, že porodní stahy bĕhem porodu budou vážnĕ narušeny, což povede k prodlloužené dobĕ porodu. Existuje tudíž výhoda v odlišném MHC genotypou mezi matkou a jejím potomstvem. Plod dostane lepší start v dĕloze matky, proces porodu se zkrátí, tudíž bude ménĕ vyčerpávající a konečnĕ novorozené mládĕ bude mít unikátnĕjší ID kód, díky kterému bude životaschopnĕjší a ménĕ náchylné k infekčním chorobám.

Počet štĕňat a velikost matky

Jeden z fascinujících důsledků skutečnosti, že celková tkáň plodu má úzkou souvislost s velikostí matky, je ten, že to postihuje velikost vrhu u psů. Normálnĕ existuje negativní vztah mezi velikostí matky a počtem potomstva ve všech vrzích, tj. čím vĕtší je matka, tém ménĕ je jejího potomstva v každém vrhu. Malá zvířata jako myši mají sklon k tomu, aby mĕla velké vrhy, zatímco velká zvířata jako sloni normálnĕ porodí v danou chvíli pouze jedno mládĕ. U psů je toto všebecné pravidlo ponĕkud pozmĕnĕno, stejnĕ jako u vĕtšiny plemen domestikovaných prasat. Důvodem se zdá být skutečnost, že naše chovatelské snahy byly mnohem efektivnĕjší ve zmĕnĕ velikosti dospĕlých psů, než ve zmĕnĕ velikosti jejich novorozených štĕňat. Tudíž se stejným pomĕrem tkánĕ plodu v porovnání s tĕlesnou váhou samice budou velké samice schopny nosit více štĕňat.

Vajíčko a jeho výbĕr spermie

Existuje nĕjaký způsob, jak může neoplozené vajíčko ovlivnit svou genetickou variabilitu okamžitĕ po oplození? Každý, kdo vidĕl obrázek vajíčka tĕsnĕ před oplozením, ví, že vajíčko je obklopeno zástupem spermií. Není to jen shoda okolností, ale čin Přírodní hojnosti, že jsou produkovány miliony spermií, aby oplodnily jedno nebo nĕkolik málo vajíček. Velký počet spermií je zárukou, že dostatek spermií dosáhne vajíčka v dobĕ oplodnĕní. Identifikační kód všech bunĕk potom umožní vajíčku vybrat mezi všemi dostupnými spermiemi tu, která se nejlépe hodí k jejímu vlastnímu MHC komlexu, aby došlo ke vzniku tak životaschopného potomstva, jak je to možné.

Možná zní podivnĕ, že neoplozené vajíčko by mĕlo být schopno vybrat spermii, která je smí oplodnit. Ale oplození není násilný proces, kdy si spermie silou vynutí svou cestu do vajíčka. Bunĕčná stĕna vajíčka se musí otevřít , aby dovolila spermii předat svůj obsah DNA do vaječné buňky. Tudíž se vaječná buňka účastní aktivnĕ a pravdĕpodobnĕ též dominantnĕ oplodnĕní. Podobný mechanismus křížového oplodnĕní u rostlin je již dlouhou dobu dobře známý. Pokud pyl z kvĕtin rostliny dosahuje k bliznĕ kvĕtiny stejné rostliny, nebude plylová tyčinka růst díky blokující chemické reakci. Tudíž blizny kvĕtin jsou schopny identifikovat genotyp pylu a vyhnout se blízkému inbreedingu a samopoylení.

Velké množství spermií, které jsou produkovány samci savců má stejnou funkci jako velké množství pylu produkovaného rostlinami. Dává samiččímu vajíčku možnost vybrat si partnera produkující potomstvo s nejvĕtší možnou životaschopností. Velký počet spermií je tudíž další Příropdní ochranný systém k zachování genetické variability u plemen nebo druhů. Použití silného inbreedingu však znovu naruší ochranný systém jelikož všechny spermie si budou podobné v genotypu a tudíž se sníží možnost, že si vajíčko vybere tu pravou spermii.

Umĕlé snížení počtu spermií

Velký počet spermií, který je normálnĕ produkován samci byl po dlouhou dobu považován pouze za nadbytek bez absolutnĕ jakéhokoliv dopadu na chov. Vzhledem k tomu, že k oplození je třeba pouze jedna životaschopná spermie, proč se tedy nepokusit udĕlat oplození efektivnĕjší. Počet spermií produkovaných při jedné příležitosti bude jistĕ dostatečný, abychom dostali více březích samic. Prominentní samci mohou být použiti k produkci mnohem vĕtšího počtu potomstva, než lze vidĕt v Přírodĕ.

Když se použije umĕla inseminace v chovu dobytka, normálnĕ se zředí ejakulát v pomĕru 1/100, tj. počet spermií je snížen jen jednu setinu normálního počtu. Ačkoliv takové snížení nemá žádný dramatický krátkodobý účinek, je každému zdravĕ uvažujícímu človĕku jasné, že v dlouhodobé perspektivĕ může být dopad na genetickou variabilitu zhoubný a tudíž i dopad na životaschopnost zvířat.

U nás samých zašlo experimentování ještĕ mnohem dále. Začalo oplozením ve zkumavce. U této metody, jako u inseminace, je oplození jako takové normální, ačkoliv počet spermií je často redukován. Dnes se často používá takzvaná mikroinjekce. V takovém případĕ se vĕdci nebo doktoři dívají mikroskopem a snaží se najít vitální spermii, tj. takovou, která plave kolem a zdá se být ve stavu pohotovosti. Taková spermie je poté odebrána mikropipetou, která je vsunuta do stĕny neoplozeného vajíčka. Když se používá mikroinjekce k oplození vajíčka, vajíčko je absolutnĕ zbaveno možnosti vybrat spermii, která se hodí k jeho vlastnímu genotypu, aby dávala záruku tak životaschopného potomstva, jak je to jen možné.

Fakt, že není možné okamžitĕ nebo v nĕkolika málo generacích odhalit vážné negativní dopady vzniklé v důsledku takového násilného narušení přírodních obranných mechanismů, není dokladem toho že technika není škodlivá v dlouhodobé prspektivĕ. Evoluce funguje v mnoha malých krocích. Každý z tĕchto kroků se zdá mít nepatrný význam, ale pokud se hromadí po velký počet generací, mohou mít silný dopad na plemeno nebo druhy. Tudíž by nikod ze zkušeností pouhých pár generací nemĕl usuzovat, že je neškodné bořit všechny ochranné mechanismy zabudované do systému oplodnĕní k ochranĕ genetické variability.

Přebytek vajíček v každém páření

Mezi multipárovými zvířaty existuje další a jednodušší mechanismus ke zvýšení životaschopnosti mezí neovorozeným potomstvem. Počet vajíček uvolňovaných samicemi bĕhem období říje je normálnĕ přibližnĕ dvojnásobný v pomĕru k počtu narozených plnĕ vyvinutých mláďat. Pokud se samice páří bĕhem příznivého období, budou oplozena všechna vajíčka. Ale pro všechna oplozená vajíčka je v dĕloze steží dost místa. Tudíž nastává mezi vajíčky soutĕžení o místo, kde mohou přilnout k dĕložní stĕnĕ a začít vytvářet placentu. Ménĕ životaschopná vajíčka, například taková, které mají duplikované geny s negativním dopadem na velmi časný vývoj, v této soutĕži prohrají. Z tohoto důvodu narozená mláďata nesou trochu menší genetickou zátĕž. Skutečný inbreeding je o trochu menší, než ten který lze vypočítat z jejich rodokmenů. Tetnto typ selekce nikdy nebude tak silný, jako ten, který je založen na selekci mezi miliony spermiemi. Ale zajistí, že geny s vážným genetickým dopadem na časný vývoj se nemůžou snadno šířit v populaci.

Přírodní selekce

Přírodní selekce, nebo síly použité přírodou, aby uvtořily jedince tak životaschopného, jak je to možné v jejich prostředí, nechrání genetickou variabilitu ve všech genových systémech. V nĕkterých případech je nutná genetická stabilita. Jakožto živí tvorové, všchni potřebujeme plíce, srdce, žaludky, kostry, nervový systém a mozky a tak dále. Bylo by příliš škodlivé pro vývoj našich základních orgánů, aby mĕly příliš mnoho genetické variability v genetických systémech zodpovĕdných za jejich vývoj.

To, co bĕžnĕ nazýváme přírodní selekcí, je síla užitá se zámĕrem vyvážit genom, aby získal nejlépe kombinovaný dopad na životnost. V přírodĕ musí tvor nalézt potravu, chránit se proti nepřátelům včetnĕ mikroorganismů. Je také nezbytné dokázat se adaptovat a faktory životního prostředí jako jsou horko nebo zima, déšɁ nebo nedostatek zásobování vodou. Pokud má mít jedinec nĕjaký vliv na genetickou budoucnost druhu, k nĕmuž náleží, musí si nalézt partnera k páření a musí přivést na svĕt potomstvo a vychovat je. Pro samice tedy musí velmi komplikovaný proces tĕhotenství a porodu fungovat bez problémů. O hodnĕ více zvířat než lidí normálnĕ dokáže přežívat dostatečnĕ dlouho pod přírodní selekcí, aby prošli všemi nezbytnými etapami jako přispĕvatelé budoucím generacím.

Má to hluboký význam, aby všichni chovatelé zvířat porozumnĕli, že základním principem přírodní selekce je stabilizovat genetický systém, aby se stal účinným bĕhem normálních okolností prostředí. Zápas o život v přírodĕ má velmi málo společného se zápasem mezi jednotlivci. Hlavní boj je bojem o přežití a reprodukci. Pouze ti, kteří v dlouhém bĕhu produkují životaschopné potomstvo jsou vítĕzi a v přírodĕ extrémní jedinci mezi vítĕzi nejsou. Nejplodnĕjší jedinci vyhrají závod a ti, kteří jsou nejlépe adaptovaní současnému prostředí, tj. normální jedinci blížící se populačnímu průmĕru. V tom případĕ, kde zmĕny neprobíhají v okolí, bude prostředí přírodní selekce pravdĕpodobnĕ ústit ve velmi daleko jdoucí genetickou identitu mezi jedinci stejného druhu. Ale okolní podmínky se vždy mĕní a bĕhem dlouhých časových období mohou být zmĕny velmi velké. Druhy, které ztratily svou genetickou variabilitu se nebudou schopny přizpůsobit k tĕmto zmĕnám v okolním prostředí a tudíž je jeich osudem vyhynutí. Z tohoto důvodu příroda bude vždy upřednostňovat ty druhy, které mají jak sílu uchovávat genetickou variabilitu nezbytnou pro adaptaci, tak sílu uchovávat genetickou stabilitu potřebnou k tvorbĕ životaschopných orgánů tĕla.

Normálnĕ existuje genetická variabilita v systémech zodpovĕdných za velikost tĕla a jeho tvar, barvu, délku a hustotu stsri a tak dále. Bylo by výhodné pro tento druh znaků, kdyby byly schopny mĕnit se dosti rychle, pokud okolní pordmínky prodĕlávají náhlé zmĕny. Další genetické systémy, jako jsou například ty, které jsou zodpovĕdné za reprodukci, by mĕly být stabilnĕjší. Zásobování potravou může být například mezi jednotlivými roky dosti promĕnlivé a nebylo by vhodné, kdyby to mĕlo okamžitý genetický efekt na snížení reproduktivní kapacity.

U divokých zvířat selektivní síla bude za normálních okolností namířena na střed populace - průmĕrný jedinec je odmĕnĕn. Extrémní jedinci mohou mít výhody pouze v případĕ, kde se okolní prostředí zmĕní dramaticky. Pokud teplota například silnĕ poklesne, jak se to stalo před 65 miliony lety, zvířata s dlouhou a ochrannou srstí mohou získat selektivní výhodu a vytvoří nový střed populace. Pokud by mĕly být zmĕny dostatečnĕ velké, vytvoří se opravdu nové druhy. V případech, kde takové zmĕny prostředí jsou velmi rychlé nebo příliš velké, může se stát, že nebudou žádná zvířata, která nesou nezbytné geny a charakteristiky pro přežití. Potom celá populace nebo druh vyhyne. To se skutečnĕ stalo s více než 98 - 99 všech druhů, které kdy existovaly na Zemi.

V přírodĕ je stabilizující selekce, která je adaptovaná na malé a pomalé zmĕny prostředí normálním stavem. Rychlé zmĕny prostředí jsou vzácné, ale vĕtšina z nich působí plošnĕ se šířící vymírání žijících druhů. Velmi rychlá ztráta druhů dnes, jako důsledek naší civilizace a jejího dopadu na životní prostředí, může sloužit jako bĕžnĕ známý efekt problémů druhů adaptovat se na náhlé zmĕny svých životních podmínek.

Umĕlá selekce

Umĕlá selekce je selekce zvířat človĕkem. Když se chovají hospodářská zvířata je zde stále pokračující selekce na rychlejší růst, více mléka nebo vajec a masitost zvířat. Nejextrémnĕjší jedinci jsou ti, kteří vyhrávají závod za předpokladu, že jsou schopni vyrovnat se s břemenem rychlých zmĕn, které se dĕjí mezi nimi. Pokud chováme domácí zvířata mĕlo by to být možné bez ambicí rychle mĕnit zvířata. Pro vĕtšinu domácích mazlíčků je však chov ovládán výstavními soutĕžemi nebo jinými zkouškami, jako jsou lovecké zkoušky a zkoušky pracovních vloh psů. V soupeření není žádná možnost zvýhodnňovat nejprůmĕrnĕjšího jedince, jak se to dĕje v přírodní selekci. V soutĕži jsou vítĕzi extrémní jedinci. Příliš často odmĕňujeme malé rozdíly ve znacích, znacích, které nemají žádný vilv na zdraví, nebo mohou mit na zdraví doknoce vliv negativní. Popravdĕ řečeno druh umĕlé selekce aplikovaný na naše zvířata, také na domácí zvířata, je velmi podobný jako typ přírodní selekce bĕhem katastrof okolního prostředí. Extrémní jedinci jsou primárnĕ ti, kteří jsou vybíráni pro chov. Negativní dopad takové selekční politiky po dlouhé časové období je dobře znám. Problém v chovu domácích zvířat a psů je ten, že v nejlepším případĕ vĕtšina lidí neplánuje na delší období, než jsou dekády, což je velmi málo pro dlouhá časová období a žádný, kdo se stará o efekty nemĕří z perspektivy evolučního času.

Když chceme serióznĕ chovat a odchovávat zdravá a životaschopná domácí zvířařa, musíme poznat všechny způsoby, jak Příroda chrání životaschopnost divokých zvířat. Musíme přestat s chovnými technikami, které neustále porušují bezpečnostní mechanismy, které vynalezla Příroda. Pokud nejsme ochotni se dozvĕdĕt, jak jsou tyto bezpečnostní systémy vybudovány a jak je můžeme používat, abychom podporovali naše milovaná zvířata- jak chovaná na farmách, tak domácí zvířata, může je čekat žalostná budoucnost. Chov není hlavnĕ záležitostí komplikované genetické teorie. Příroda nemá žádné teoretické znalosti genetiky. Úspĕšný chov s úmyslem vytvořit zdravá, životaschopná zvířata, je záležitostí převzetí a přijetí nemnohých a velmi prostých principů selekce a chovu.

Shrnutí a nĕkteré praktické následky

V této etapĕ by mĕlo být evidentní, že převažující příčina genetických defektů a dĕdičných chorob u zvířat není důsledkem nĕkterých nešɁastných shod okolností. Je to přímý a nevyhnutelný důsledek nedostatku znalostí mezi chovateli o nĕkterých základních pravidlech Přírody. Nemĕli dostatek znalostí, aby předvídali důsledky způsobu, jak použili svá zvířata v chovu. Hnací síla, která je nevíce zodpovĕdná za všechny chyby, ke kterým došlo, jsou základní škodlivé chovné praktiky a soutĕže a zkoušky, kde jsou požadovány rychlé genetické zmĕny a kde se tĕmto snahám dává vĕtší priorita než zdraví a životaschopnosti zvířat. Odmĕňovací systém používaný v soutĕžích také povzbuzuje dĕlení plemen do stále vĕtšího počtu plemen nebo jejich variet. Toto nevyhnutelnĕ vede k prudukci velkého množství populací, které jsou všechny příliš malé pro jakýkoliv druh řádného chovu. Když se počet chovných jedinců dostává pod kritickou úroveň, je ztráta genetické variability velmi rychlá. Genetické choroby mohou být problémem v tak krátkém časovém období, jako je 30 - 50 let. Vĕtšina plemen není starší - jakožto čistokrevná plemena- více než přibližnĕ 100 let. Neustálé narůstání problémů s genetickými chorobami v chovu našich domácích zvířat je tudíž přesnĕ tím, co můžeme očekávat z toho co víme o chovných praktikách u mnoha plemen.

Ti, kteří hledají vyspĕlé chovné programy, aby opravili všechny genetické problémy, které dnes vidíme, všichni hledají ve špatných smĕrech. Mĕli s by se pokusit porozumĕt přesnĕ tomu, co se dĕlá špatnĕ a začít se učit od Přírody, jak se mají zvířata udržet životaschopná po stovky a tisíce let bez jakýchkoliv teoretických znalostí.

  1. Velikost populace musí být dostatečnĕ velká, aby nesla a zachovala genetickou variabilitu. Není žádný jiný způsob, jak uspĕt, když chovná populace má ménĕ než přiblížnĕ 100 - 150 chovných zvířat a výhodnĕjší je dvojnásobný počet.
  2. Pouze životaschopným zvířatům v dobré fyzické a psychické kondici a se všemi zachovanými přirozenými funkcemi, by mĕl být povolen chov.
  3. U vysoce vyvinutých zvířat je základním pravidlem, že izolovaní jednotlivci by nemĕli mít povoleno více, než omezený počet potomstva bĕhem svého života.

Toto jsou tři prostá základní pravidla Přírody, pravidla, která budeme-li je správnĕ aplikovat, udrží jakoukoliv populaci zvířat zdravou po velmi dlouhé časové období. Jeden jediný důvod pro genetické choroby u našich plemen psů a dalších domácích zvířat je, že opomíjíme brát v úvahu mechanismy ochrany genetické variability vytvořené přírodní selekcí bĕhem bilionů let.

Sprötslinge, July 2006


Per-Erik Sundgren


Per-Erik Sundgren
Dr. Agric.