Natuurlijke Bescherming van Genetische Diversiteit Picture

English Czech Dutch French Italian Portuguese Spain Swedish

[Vertaald door Karin Sandbergen.]

Door Per-Erik Sundgren, Dr. in Landbouwwetenschappen, Genetica, Zweden. (Email)
(Herdrukt met toestemming)

Inleiding

Programma's om genetische gezondheid in hondenrassen te beschermen zijn grondig besproken in Zweden in verband met de ontwikkeling van rasspecifieke genetische strategieën. Waarom zijn rasspecifieke strategieën ineens noodzakelijk geworden bij het fokken van honden? In de natuur zijn er geen speciale fokprogramma's of -strategieën om rassen gedurende langere perioden gezond en sterk te houden. De oorzaak van genetische aandoeningen - waargenomen in zoveel hondenrassen - is dat hondenfokkers, door onwetendheid of buitengewoon veel fokken, gedwongen door verschillende vormen van concurrentiestrijd de beschermende hindernissen afbreken die de natuur gedurende miljoenen jaren door middel van natuurlijke selectie tegen genetische aandoeningen heeft opgebouwd. Welke hindernissen moeten we kennen om zulke fouten te vermijden?

De Cel

Het lichaam van een dier - ook al is het een eenheid - is samengesteld uit miljarden cellen. De schakel tussen generaties is echter één enkele cel - de bevruchte eicel. Daarom moet iedereen die fokt op zijn minst iets weten over hoe de bevruchte eicel wordt beschermd tegen genetische aandoeningen.

Genen - eiwit blauwdrukken

De eerste functie van een gen is om te dienen als een blauwdruk, door de cel te gebruiken als deze een specifiek eiwit aanmaakt. Er zijn ongeveer 30- tot 40-duizend genparen en net zoveel verschillende soorten eiwitten die door de cel kunnen worden aangemaakt. We hebben allemaal een skelet, spieren, zenuwstelsel, lever, nieren en alle andere inwendige organen nodig. We hebben ook een groot aantal hormonen, enzymen en signaalstoffen nodig om ons lichaam goed te laten functioneren.

Het zou allemaal erg eenvoudig zijn als er nooit veranderingen in de leefomgeving zouden plaatsvinden. Dan zou er geen reden zijn voor veranderingen in de blauwdrukken, om een specifiek eiwit aan te maken. Echter, alle soorten moeten zich aanpassen aan doorlopende veranderingen in de leefomgeving of het onder bedreiging van roofdieren leven. Om zich aan zulke veranderingen te kunnen aanpassen moeten alle dieren hun lichamelijke en geestelijke kenmerken kunnen veranderen. Als gevolg hiervan is aanpassingsvermogen van het genetische systeem een vereiste.

Op celniveau is de bedreiging door vijanden van buitenaf bijzonder groot. Ontelbare micro-organismen en virussen vallen ons lichaam voortdurend aan. Dankzij hun zeer grote voortplantingssnelheid zijn deze organismen in staat om de manier waarop zij aanvallen vele malen aan te passen gedurende de normale levensduur van grotere organismen zoals zoogdieren. Om zichzelf tegen al deze aanvallen te beschermen heeft elk individu een afweersysteem nodig dat zo uniek mogelijk is. Anders zou een succesvolle aanval op één individu zich snel verspreiden.

Het gensysteem wordt onderworpen aan drie schijnbaar onverenigbare eisen:

  1. Stabiliteit als garantie dat alle orgaanstelsels goed functioneren.
  2. Evenwichtige variatie voor de hele populatie om langdurige aanpassing aan een veranderende leefomgeving mogelijk te maken.
  3. Afzonderlijke variatie om elk individu tegen ziekten en infecties te beschermen.

Gedurende de eerste 3 à 4 miljard jaar op Aarde waren er geen ingewikkelder levensvormen dan ééncellige organismen aanwezig. Hun manier van voortplanting was een niet-seksuele, enkelvoudige celdeling.

Het DNA-molecule, het allereerste bestanddeel van een gen, heeft een verrassend stabiele chemische samenstelling. Deze molecule vermenigvuldigt zichzelf voordat de cel zich in tweeën splitst, waardoor twee nieuwe cellen met hetzelfde DNA ontstaan. Na een dergelijk deling hebben beide cellen dezelfde genetische samenstelling. Maar als alle cellen dezelfde genomen krijgen kan er geen genetische aanpassing aan verandering in de leefomgeving plaatsvinden. Een plotselinge verandering in het DNA-molecule, of één enkel gen, kan de dood van het individu veroorzaken omdat een belangrijk eiwit niet meer kan worden aangemaakt. Eén enkel paar DNA moleculen of genen heeft daarom ernstige nadelen voor zowel individuen en, op langere termijn, aanpassing van de soort. Alleen heel eenvoudige organismen kunnen een dergelijk gebrek aan genetische diversiteit overleven.

Geslacht en de vermenigvuldiging van het genoom

Na miljarden jaren vond de natuur een oplossing voor het kwetsbare systeem van de enkelvoudige celdeling. Cellen met dezelfde genomen verbonden zich twee aan twee om een nieuwe cel voort te brengen. Dit nieuwe type cel draagt een kopie van elk enkel gen met zich mee. In dat geval is er een onbeschadigde kopie van de blauwdruk van het eiwit als de ander om de een of andere reden beschadigd raakt. Cellen van die soort zijn minder ontvankelijk voor schade aan enkele genen. Gewoonlijk is er een kopie van het gen aanwezig om te garanderen dat het juiste soort eiwit in voldoende mate wordt aangemaakt.

Cellen met vermenigvuldigde genomen kunnen zich niet langer vermeerderen door enkelvoudige celdeling. Om de hoeveelheid DNA aan te maken, en dus het aantal genen, moeten zij door de generaties heen steeds door twee stadia van de cel. Tijdens het eerste stadium splitsen zij zich in twee cellen met maar de helft van het DNA in elk van de twee cellen. In het volgende stadium smelten de twee gehalveerde cellen samen in een bevruchting om een nieuwe cel aan te maken, die op zijn beurt drager is van een genoom met kopieën van elk gen.

De oplossing van de natuur was om twee seksen te creëren elk met hun eigen bijzondere organen, eileiders en testikels, waar de vermindering van het genoom tot half de normale grootte plaats vindt als de ei- en zaadcellen worden aangemaakt. Het grootste voordeel van twee seksen is de vermenigvuldiging van genen om rampzalige gevolgen van schade aan enkele genen te voorkomen.

Een systeem met twee seksen heeft een ander belangrijk voordeel. In het stadium waar kiemcellen (ei- en zaadcellen) worden gemaakt, wikkelen de DNA-moleculen, die op lange draden lijken, zich om elkaar. Zoals iedereen weet kan het een moeilijke klus zijn om draden uit elkaar te halen. Dit is ook het geval met de cellen, waar gepaarde chromosomen openbreken en delen met elkaar uitwisselen. Dit wordt uitwisseling genoemd. Dankzij deze uitwisseling worden in elke generatie en alle individuen nieuwe genencombinaties gevormd, in elke soort met twee seksen. Seks heeft daarom zowel de functie van bescherming tegen beschadiging van genen als een belangrijke bron van nieuwe genetische diversiteit om noodzakelijke genetische aanpassing aan een veranderende leefomgeving te vergemakkelijken.

De meeste, maar niet alle chromosoomveranderingen zijn nadelig. Als er door een mutatie, een plotselinge verandering in een gen, alleen een kleine verandering plaats vindt in de samenstelling van een eiwit, kan dit goed zijn voor het eiwit, ondanks de verandering. In zeldzame gevallen kan de nieuwe eiwitsamenstelling in het voordeel zijn van het dier. Zulke voordelen zullen zich zelden meteen manifesteren, maar kunnen het gevolg zijn van latere uitwisseling en herverdeling van genen langs de chromosomen. In gevallen waar zulke gemuteerde genen de oorzaak zijn van verhoogde levensvatbaarheid bij dieren, zullen de dragers over het algemeen meer nageslacht krijgen en het goede gen zal in de genenpool van het ras of de soort worden opgenomen. In het tegenovergestelde geval, waar genveranderingen nadelig zijn, zal het gemuteerde gen snel uit de populatie worden gewist door natuurlijke selectie. De grote kracht van selectie is weer veranderingen in levensvatbaarheid, die resulteert in minder nageslacht van aangetaste dieren.

Man/vrouw verbintenis tast de mannelijke voortplanting aan

De evolutie heeft gedurende miljoenen jaren aangetoond dat de verdeling van dieren in mannetjes en vrouwtjes onontbeerlijk is geweest voor het ontstaan van hoog ontwikkelde dieren. Er is echter een probleem verbonden aan de manier waarop tweeslachtige zoogdieren zich voortplanten. De geschiktheid van vrouwtjes om zich voort te planten is over het algemeen beperkt tot het krijgen van nageslacht dat eerder in de tientallen loopt dan in de honderdtallen. Mannetjes kunnen echter met een groot aantal vrouwtjes paren en daarom meer nageslacht krijgen dan vrouwtjes. Zulk seksueel gedrag kan ertoe leiden dat twee genen met dezelfde oorsprong weer samenkomen in de generaties die daarop volgen. Mannelijk seksueel gedrag kan daarom de beschermende kracht van de vermenigvuldigde genstructuur geweld aandoen.

Natuurlijke selectie vond hiervoor weer een oplossing door het creëren van een min of meer sterke band tussen mannetjes en vrouwtjes die zich voortplanten. Het maakt niet uit of een dergelijke verbintenis voor het leven is of voor één seizoen waarin de voortplanting plaats vindt. Het effect zal hetzelfde zijn. De bovengrens voor mannelijke voortplanting wordt bepaald door het aantal nakomelingen waaraan een gemiddeld vrouwtje het leven schenkt en opvoedt. Het creëren van mannelijke/vrouwelijke verbintenissen is een eenvoudige en schitterende manier waarop de natuur de bescherming, veroorzaakt door de vermenigvuldigde genstructuur, versterkt, ondanks het feit dat mannetjes het vermogen hebben om een gevaarlijk groot aantal nakomelingen te verwekken.

In Zweden wordt een te productief mannetje met teveel nageslacht een "Matador" genoemd. Matador was een veelvuldig gebruikte stier in het noorden van Zweden. Hij was drager van een gen voor testiculaire hypoplasie, te kleine testikels, die verminderde vruchtbaarheid veroorzaakten. Door het veelvuldige gebruik van de stier verspreidde het schadelijke gen zich snel over de gehele lokale runderpopulatie. Het kostte tientallen jaren van antiselectie van het gen om de schade te herstellen die werd veroorzaakt door het te veelvuldig gebruik, van wat eens een fokdier van uitzonderlijk hoge kwaliteit leek te zijn.

MHC - de identiteitskaart

De samenwerking van miljarden cellen in een lichaam kan alleen maar plaats vinden als er voor alle cellen een manier is om elkaar te herkennen als deel uitmakend van dezelfde eenheid. Anders is er geen enkele manier om vijanden te herkennen en het lichaam te verdedigen tegen een aanval van andere cellen die ziekten of schade aan het lichaam kunnen veroorzaken. Daarom heeft elke cel in het lichaam een identiteitskaart nodig. De identiteitscode van de kaart zou tussen cellen die van hetzelfde dier zijn zo weinig mogelijk moeten verschillen, maar tegelijkertijd voor elk dier zo uniek mogelijk moeten zijn.

De natuur heeft het probleem opgelost door een speciaal stel genen te creëren die MHC worden genoemd. MHC staat voor Major Histocompatibility Complex. Samen vormen de MHC-genen de unieke "identiteitskaart" die wordt gedragen door alle cellen van een individu en die het mogelijk maakt dat alle cellen samenwerken zonder elkaar schade toe te brengen of aan te vallen. De MHC-genen vormen de basis voor ons immuunsysteem en spelen een belangrijke rol bij de voortplanting.

De genen van het MHC-systeem maken speciale eiwitten op het oppervlak van elke cel aan. Het is de bijzondere combinatie van deze eiwitten die de identiteitscode vormt, hetzelfde voor alle cellen van een individu. De cellen kunnen elkaars identiteitscode "lezen" en zonder enig risico samenwerken met cellen die dezelfde code als zijzelf dragen. Als cellen, die een andere code dragen, het lichaam binnendringen, worden zij aangevallen door speciale afweercellen, die T-cellen of moordcellen worden genoemd. De T-cellen zijn voortdurend in beweging, op zoek naar cellen met een afwijkende identiteitscode. Zulke cellen worden meteen gedood zodra ze worden gevonden. De combinatie van MHC-eiwitten en T-cellen vormt een van de meest belangrijke afweermechanismen tegen een aanval van pathogene cellen.

Het is nu duidelijk dat hoe unieker een identiteitscode is die een individu met zich meedraagt, hoe beter het is beschermd tegen ziekten. Pathogene cellen zullen altijd proberen om de identiteitscode na te maken om de T-cellen voor de gek te houden en hen te laten geloven dat zij onderdeel zijn van het lichaam. Maar als zij hierin slagen en elk individu draagt een andere identiteitscode met zich mee, dan kunnen de pathogene cellen zich niet makkelijk van het ene individu naar het andere verspreiden. Zij worden ontdekt door de T-cellen van elk individu dat een andere identiteitscode met zich meedraagt.

De gebruikelijke consequentie van inteelt is om genen van dezelfde oorsprong te vermenigvuldigen. Een dergelijke vermenigvuldiging zal er onvermijdelijk toe leiden dat het aantal genen met een andere blauwdruk voor eiwitproductie wordt verminderd en daarom zal ook de mogelijke variatie van genen in het MHC-systeem verminderen. Met minder eiwitten als basis zal de identiteitscode minder uniek en makkelijker na te maken zijn, net als een kort commando in een computersysteem. Dit is waarom inteelt een individu vatbaarder maakt voor besmettelijke ziekten.

Genetische geursignalen

De natuur heeft een bijzondere bescherming gecreëerd tegen gevaarlijke vermindering van genetische diversiteit in het MHC-gensysteem. En het is wederom een ongelooflijk eenvoudige oplossing. De genen van het MHC-systeem nemen deel aan het aanmaken van geurstoffen die feromonen worden genoemd. Feromonen zijn belangrijke seksuele boodschappers die het dieren mogelijk maken deels de structuur van de MHC-genen van een mogelijke seksuele partner te "ruiken". Het is aangetoond dat alle diersoorten, van insecten tot zoogdieren, feromonen gebruiken om te voorkomen dat er wordt gepaard met een naast familielid, die teveel dezelfde genen in het MHC-systeem heeft. De samenhang tussen feromonen en de MHC-genen vormt daarom een bescherming voor de genetische diversiteit van het immuunsysteem. Deze bescherming kan alleen doeltreffend zijn als er vrije keuze in seksuele partners is en er genoeg geschikte partners aanwezig zijn. Als deze er niet zijn, kunnen vrouwtjes ervoor kiezen om toch met mannetjes te paren met wie zijn nauw verwant zijn, dan helemaal niet te paren. Minder levensvatbare nakomelingen kunnen in een dergelijk geval beter zijn dan onvruchtbaar te worden.

Het is belangrijk te herkennen wanneer de teefjes aangeven dat zij een mannetje niet accepteren. De vrouwtjes weten beter dan de fokker of het mannetje drager is van MHC-genen die gunstig zijn voor haar nakomelingen. Een gedwongen paring is een effectieve manier om één van meest belangrijke beschermingen van genetische diversiteit te schenden.

Vruchtbaarheid en inteelt

De meeste fokkers zijn zich er goed van bewust dat sterke inteelt een negatief effect heeft op levensvatbaarheid, gezondheid en vruchtbaarheid. Maar wat hebben het immuunsysteem en voortplanting met elkaar gemeen waardoor ze allebei gevoelig zijn voor inteelt?

De foetus wordt beschermd tegen afdrijving

Iedereen is zich bewust van problemen in de transplantatiechirurgie, om het lichaam van de ontvanger vreemd weefsel te laten accepteren. De voornaamste reden van het afstoten van vreemd weefsel is dat hiervan alle cellen een andere identiteitscode hebben en daarom door het immuunsysteem van de ontvanger zullen worden aangevallen om ongewild binnendringen van mogelijk kwaadaardige cellen te voorkomen. Wanneer organen van het ene naar het andere individu worden getransplanteerd, wordt het proces vergemakkelijkt als het genetisch systeem van de donor zoveel mogelijk lijkt op dat van de ontvanger. Maar zelfs in gevallen waar donor en ontvanger nauw verwant zijn, is het noodzakelijk cytotoxine te gebruiken teneinde te voorkomen dat het getransplanteerde weefsel wordt afgestoten.

De genen van een bevruchte eicel worden voor 50% van de moeder en voor 50% van de vader geërfd. Vandaar dat het genetisch systeem van de bevruchte eicel normaal gesproken voor een groot deel afwijkt van dat van de moeder. Als gevolg hiervan zou de bevruchte eicel door het immuunsysteem van de moeder worden afgestoten. Feitelijk zou een zwangerschap dan ook niet mogelijk zijn, als er geen ander mechanisme werkzaam was. Maar weer heeft de natuur een oplossing gevonden. Een heel speciaal soort eiwit wordt door de moeder aangemaakt om haar voor te bereiden op een zwangerschap. Dat eiwit heeft de functie om de foetussen te beschermen tegen aanvallen van het immuunsysteem van de moeder. Dit speciale eiwit zal de foetussen voortdurend tijdens de zwangerschap beschermen. Het is een interessant gegeven dat het totale gewicht aan foetusweefsel, inclusief de placenta, overeenkomst vertoont met het gewicht van het zwangere vrouwtje. Een mogelijk mechanisme dat de bevalling op gang helpt, kan zijn dat het totale gewicht aan foetusweefsel op een gegeven moment het vermogen van het speciale, beschermende eiwit overschrijdt.

De bescherming van de foetussen heeft een negatieve bijwerking. Op het moment dat de bevalling voorbij is, blijft het beschermende eiwit nog ongeveer 2 à 3 dagen in het lichaam van de moeder. Tijdens deze periode is zij zeer vatbaar voor infecties omdat haar eigen immuunsysteem danig is aangetast door het achtergebleven, beschermende eiwit. Het is daarom noodzakelijk ervoor te zorgen dat de teef zich de eerste dagen na een bevalling in een schone en droge omgeving bevindt.

Men zou kunnen denken dat foetussen, die een gensysteem hebben dat heel erg op dat van hun moeder lijkt (daarvan is bijvoorbeeld sprake bij sterke inteelt), voordeel hebben van de genetische gelijkenis met hun moeder. Er zou een minder grote kans moeten zijn dat zulke foetussen uit de baarmoeder worden gedreven. Maar als er een zeer sterke genetische gelijkenis tussen de moeder en haar bevruchte eicellen is, doet een ander probleem zich voor. Hoe kan de baarmoeder in staat zijn bevruchte eicellen als afwijkend van andere cellen, die zich door het lichaam van de moeder bewegen, te herkennen? Eén van de eerste vereisten voor het nestelen van de eicel in de baarmoederwand en het vormen van de placenta is het verschil in genotype tussen de bevruchte eicel en de moeder.

Een ander risico verbonden aan een te grote gelijkenis tussen de moeder en haar nakomelingen is dat de weeën tijdens de bevalling aanzienlijk minder zijn, wat weer een langere bevalling tot gevolg heeft. Daarom is er een drievoudig voordeel aan uiteenlopende MHC-genotypen tussen de moeder en haar nakomelingen. De foetus heeft een betere kans in de baarmoeder, de bevalling wordt korter en daarom minder vermoeiend, en als laatste heeft het pasgeboren dier een uniekere identiteitscode, waardoor het levensvatbaarder wordt en minder gevoelig voor besmettelijke ziekten.

Aantal puppies en de omvang van de moeder

Eén van de boeiende gevolgen van het feit dat het totale foetusweefsel een nogal nauwe verwantschap heeft met de omvang van de moeder, is dat het van invloed is op de grootte van het nest bij honden. In de regel is de verhouding tussen de omvang van de moeder en het aantal nakomelingen in alle nesten negatief. Hiermee wordt bedoeld hoe groter de moeder, hoe minder nakomelingen in elk nest. Kleine dieren zoals muizen hebben doorgaans grote nesten, terwijl grote dieren zoals olifanten gewoonlijk het leven schenken aan één jong per keer. Bij honden is deze, nogal algemene regel, omgedraaid, net als bij de meeste gedomesticeerde varkensrassen. Het lijkt erop dat onze fokpogingen veel doeltreffender zijn geweest bij het veranderen van de omvang van onze volwassen honden dan het veranderen van de omvang van hun pasgeboren puppies. Daarom is een groot vrouwtje, met dezelfde hoeveelheid foetusweefsel vergeleken met het lichaamsgewicht, in staat een groter aantal puppies te krijgen.

De eicellen en hun keuze van zaadcellen

Is er een manier waarop een onbevruchte eicel invloed kan uitoefenen op de genetische diversiteit na de bevruchting? Iedereen die foto's heeft gezien van een eicel vlak voor de bevruchting, weet dat de eicel wordt omringd door massa's zaadcellen. Het is geen toeval, of een handeling van de overvloed van de natuur, dat miljoenen zaadcellen worden aangemaakt om maar één of een paar eicellen te bevruchten. Het grote aantal zaadcellen is een garantie dat er genoeg de eicel op tijd voor de bevruchting zullen bereiken. De identiteitscode van alle cellen zal het dan de eicel mogelijk maken om uit alle beschikbare zaadcellen er ééntje te kiezen die het beste overeenkomt met haar eigen MHC-systeem, teneinde nakomelingen met een grote levensvatbaarheid voort te brengen.

Het klinkt misschien vreemd, dat een onbevruchte eicel in staat moet zijn om de zaadcel te kiezen die het meest geschikt is om haar te bevruchten. Maar bevruchting is geen gewelddadig proces waarbij de zaadcel de eicel binnendringt. De eicelwand moet zich openen om de zaadcel toe te staan zijn DNA te laten opgaan in de eicel. Zo heeft de eicel een actieve, en waarschijnlijk dominante, rol in de bevruchting. Vergelijkbare mechanismen van kruisbestuiving bij planten zijn al lang bekend. Als stuifmeel van de bloemen van de plant de stempels van bloemen van diezelfde plant bereikt, zal de stuifmeeldraad niet groeien als gevolg van chemische reacties, die het proces blokkeren. Zo zijn de stempels van bloemen in staat het genotype van stuifmeel te herkennen en op die manier sterke inteelt en zelfbevruchting te voorkomen.

Het grote aantal zaadcellen dat door mannelijke zoogdieren wordt aangemaakt heeft hetzelfde doel als de grote hoeveelheid stuifmeel die door planten wordt voortgebracht. Het geeft de vrouwelijke eicel de gelegenheid om een metgezel te kiezen en zo nakomelingen met de grootst mogelijke levensvatbaarheid voort te brengen. Grote aantallen zaadcellen zijn daarom nog één van de beschermingssystemen van de natuur om genetische diversiteit in een ras of soort veilig te stellen. Sterke inteelt zal echter deze bescherming weer afbreken omdat alle zaadcellen teveel van hetzelfde genotype zullen zijn, waardoor de mogelijkheid van de eicel een goede zaadcel te kiezen wordt verminderd.

Kunstmatige vermindering van het aantal zaadcellen

Het zeer grote aantal zaadcellen dat gewoonlijk door een mannetje wordt aangemaakt, wordt al lang gezien als zeer overvloedig en zonder invloed op het fokken. Daarbij wordt het argument gebruikt dat als er maar één levensvatbare zaadcel nodig is om één eicel te bevruchten, waarom de bevruchting dan niet doeltreffender wordt geregeld? Het aantal zaadcellen dat bij gelegenheid wordt aangemaakt, zal zeker genoeg zijn om veel meer vrouwtjes zwanger te maken. Prominente mannetjes kunnen dan worden gebruikt om een veel groter aantal nakomelingen dan ooit in de natuur is waargenomen, voort te brengen.

Wanneer er gebruik wordt gemaakt van kunstmatige inseminatie bij runderteelt, verdunt men gewoonlijk het sperma tot 1 op 100, dat wil zeggen het aantal zaadcellen wordt verminderd tot éénhonderdste van het gebruikelijke aantal. Hoewel een dergelijke vermindering op de korte termijn geen dramatisch effect teweeg zal brengen, is het voor iedereen die logisch nadenkt duidelijk dat op lange termijn het effect schadelijk zal zijn voor de genetische diversiteit en daarom voor de levensvatbaarheid van dieren.

Bij de mens is men bij het experimenteren veel verder gegaan. Het begon met reageerbuisbevruchting. Bij deze methode, net als bij inseminatie, vindt de bevruchting als zodanig op de normale manier plaats, hoewel het aantal zaadcellen vaak is verminderd. Tegenwoordig maakt men vaak gebruik van micro-injectie. In dat geval zoekt een wetenschapper of dokter met behulp van een microscoop naar een levensvatbare zaadcel, dat wil zeggen één die rondzwemt en kwiek lijkt. Een dergelijke zaadcel wordt dan in een micropipet opgezogen, die daarna de wand van de onbevruchte eicel binnendringt. Wanneer er gebruik wordt gemaakt van micro-injectie om de eicel te bevruchten, wordt deze laatste elke mogelijkheid ontnomen een zaadcel te kiezen die overeenkomt met het eigen genotype als garantie voor nageslacht, dat zo levensvatbaar mogelijk is.

Het feit dat niet onmiddellijk, of een paar generaties later, de mogelijke negatieve effecten van een dergelijk gewelddadige afbraak van het natuurlijke beveiligingsmechanisme zijn waar te nemen, is geen bewijs dat de methode op lange termijn niet schadelijk is. De evolutie beweegt zich met kleine pasjes voort. Elk van die pasjes lijkt misschien onbelangrijk maar over veel generaties opgeteld, kunnen zij een diepgaand effect op de ontwikkeling van een ras of soort hebben. Daarom kan men op basis van ervaringen met een paar generaties niet vaststellen dat het ongevaarlijk is om alle beveiligingsmechanismen af te breken, die in het systeem van de bevruchting zijn ingebouwd, teneinde essentiŽle genetische diversiteit in stand te houden.

Overschot aan eicellen bij elke paring

Bij dieren die veel jongen werpen, is er nog een ander en eenvoudiger mechanisme werkzaam om de levensvatbaarheid van de pasgeborenen te vergroten. Het aantal eicellen dat door de vrouwtjes wordt aangemaakt tijdens de bronsttijd is gewoonlijk ongeveer twee keer zo veel als de volledig ontwikkelde jongen. Als het vrouwtje tijdens een gunstige periode van de bronsttijd wordt gedekt, worden alle eicellen bevrucht. Maar er is zelden genoeg plaats in de eileiders voor alle bevruchte eicellen. Daarom zal er onder de eicellen een strijd ontstaan voor een plek waar zij zich in de baarmoederwand kunnen nestelen en zo de placenta kunnen gaan vormen. Minder levensvatbare eicellen, bijvoorbeeld eicellen die in hun vroege ontwikkeling gekopieerde genen met negatieve bijwerkingen hebben, zullen de strijd verliezen. Vandaar dat de jongen, die geboren worden, een iets mindere genetische last met zich hebben mee te dragen. De werkelijke inteelt is iets minder dan hun stamboom doet vermoeden. Deze wijze van selecteren zal nooit zo sterk zijn als die, die gebaseerd is op een keuze uit miljoenen zaadcellen, maar het is een garantie dat genen met ernstige negatieve bijwerkingen in de vroege ontwikkeling, zich niet zo makkelijk in een populatie kunnen verspreiden.

Natuurlijke selectie

Natuurlijke selectie, of de krachten die door de natuur worden toegepast om individuen zo levensvatbaar mogelijk te maken in hun leefomgeving, zal genetische diversiteit niet in alle gensystemen in stand houden. In sommige gevallen is er een noodzaak voor genetisch evenwicht. Als levende wezens hebben we allemaal longen, een hart, maag, skelet, zenuwstelsel, hersenen enzovoort nodig. Het zou schadelijk zijn voor de ontwikkeling van onze normale organen om teveel genetische diversiteit te hebben in de genetische systemen, die verantwoordelijk zijn voor hun ontwikkeling.

Wat wij in het dagelijks taalgebruik natuurlijke selectie noemen is een kracht met het doel het genoom in evenwicht te houden waardoor de levensvatbaarheid zo hoog mogelijk blijft. In de natuur moet een individu aan eten zien te komen en zichzelf beschermen tegen vijanden, waaronder micro-organismen. Het is ook een noodzaak dat men in staat is zich aan te passen aan factoren in de leefomgeving zoals hitte en kou, regen of een gebrek aan water. Als een individu invloed wil uitoefenen op de genetische toekomst van de soort waar het toe behoort, moet het een seksuele partner vinden om nakomelingen voort te brengen en op te voeden. Ook voor de vrouwtjes hoort het zeer ingewikkelde zwangerschaps- en bevallingsproces zonder problemen te verlopen. Veel minder dieren dan mensen zich gewoonlijk realiseren, overleven in het natuurlijke selectieproces lang genoeg om alle noodzakelijke fasen te doorlopen en bij te dragen aan toekomstige generaties.

Het is van zeer groot belang dat alle dierenfokkers beseffen dat het voornaamste grondbeginsel van natuurlijke selectie het in evenwicht houden is van het genetisch systeem, zodat het doeltreffend is tijdens normale leefomstandigheden. In de natuur heeft de strijd om te overleven weinig te maken met gevechten tussen individuen. De belangrijkste gevechten zijn die om te overleven en zich voort te planten. Alleen degenen die op langere termijn levensvatbare nakomelingen voortbrengen, zijn de winnaars, en in de natuur bevinden afwijkende individuen zich niet onder de winnaars. De vruchtbaarste individuen zullen de strijd winnen en degenen die zich het best hebben aangepast aan de huidige leefomgeving, dat wil zeggen de gewone individuen die het dichtst bij het populatiegemiddelde in de buurt zitten. Waar zich nooit veranderingen in de leefomgeving voordoen, zou natuurlijke selectie waarschijnlijk resulteren in een verregaande genetische identiteit tussen individuen van dezelfde soort. Maar leefomstandigheden zijn altijd aan verandering onderhevig en over langere perioden kunnen de veranderingen heel erg groot zijn. Soorten die hun genetische diversiteit hebben verloren, zullen niet in staat zijn zich aan te passen aan deze veranderingen in hun leefomgeving en daarom uitsterven. Om deze reden zal de natuur die soorten gunstig gezind zijn die zowel de kracht als de genetische diversiteit bezitten, die noodzakelijk is om zich aan te passen, evenals het genetisch evenwicht om alle belangrijke organen te kunnen ontwikkelen.

Gewoonlijk is er genetische diversiteit in de systemen die verantwoordelijk zijn voor lichaamsomvang en - vorm, kleur, lengte en dikte van de vacht enzovoort. Het zou voor deze eigenschappen gunstig zijn zich snel te kunnen aanpassen als leefomstandigheden plotseling veranderen. Andere gensystemen, bijvoorbeeld die verantwoordelijk zijn voor de voortplanting, kunnen in evenwicht blijven. De voedselvoorraad bijvoorbeeld, kan door de jaren heen heel anders zijn en het zou niet nuttig zijn als dat de onmiddellijke genetische uitwerking had het voortplantingsvermogen te verminderen.

Bij wilde dieren zal de selectieve kracht zich onder normale omstandigheden richten op de kern van de populatie - het gemiddelde individu wordt beloond. Afwijkende individuen kunnen alleen een voordeel hebben in gevallen waar de leefomgeving zeer sterk verandert. Als de temperatuur bijvoorbeeld heel erg daalt, zoals 65 miljoen jaar geleden gebeurde, kunnen dieren met een lange en beschermende vacht een selectief voordeel hebben en de nieuwe kern van de populatie vormen. Als de verandering groot genoeg zou zijn, wordt er in feite een heel nieuwe soort gecreëerd. In gevallen waar zulke veranderingen in de leefomgeving te snel of te groot zijn, is het mogelijk dat er geen dieren zijn die de noodzakelijke genen en kenmerken hebben om te overleven. Dan sterft de hele populatie of soort uit. Dat is in feite gebeurd met meer dan 98-99% van de soorten die ooit op Aarde hebben bestaan.

In de natuur is een blijvende selectie, aangepast aan kleine en langzame veranderingen in de leefomgeving, een normale gang van zaken. Snelle veranderingen in leefomstandigheden zijn zeldzaam, maar de meeste zorgen ervoor dat overal levende soorten uitsterven. Het tegenwoordig zeer snelle uitsterven van soorten, als gevolg van onze beschaving en de invloed daarvan op de omgeving, zou kunnen dienen als een alom bekend gevolg van de moeilijkheden die soorten hebben zich aan te passen aan te plotselinge veranderingen in hun leefomstandigheden.

Kunstmatige selectie

Kunstmatige selectie is de selectie van dieren door de mens. Bij het fokken van boerderijdieren is er sprake van een gestage en doorlopende keuze voor snellere groei, grotere melk- of eierenproductie en dieren met meer vlees. De meest van het prototype afwijkende individuen zijn diegenen die de strijd winnen, mits zij in staat zijn het hoofd te bieden aan de last van snelle veranderingen die hun is opgelegd. Het fokken van huisdieren zou mogelijk moeten zijn zonder de wens dieren snel te willen veranderen. Echter, voor de meeste huisdieren wordt het fokken beheerst door shows of andere wedstrijden zoals bij jacht- en werkhonden. Bij een wedstrijd is het niet gebruikelijk de voorkeur te geven aan het meest gemiddelde individu, zoals gebeurt bij natuurlijke selectie. In een wedstrijd zijn de afwijkende individuen de winnaars. Te vaak belonen we kleine verschillen in kenmerken, die geen invloed hebben op gezondheid of die juist wel een negatieve invloed op gezondheid hebben. Feitelijk lijkt de kunstmatige selectie die wij toepassen op onze dieren, ook op huisdieren, heel erg op natuurlijke selectie tijdens milieurampen. Afwijkende individuen worden in de eerste plaats gekozen om mee te fokken. Het negatieve effect van een dergelijk keuzebeleid gedurende langere tijd, is welbekend. Het probleem bij het fokken van huisdieren en met name honden is dat de meeste mensen slechts tientallen jaren vooruit kijken, weinigen doen dat voor een nog langere periode en niemand maakt zich zorgen over de gevolgen, afgemeten aan het evolutionaire tijdsperspectief.

Als we echt gezonde en sterke huisdieren willen fokken en grootbrengen, moeten we ons alle manieren, waarop de natuur de levensvatbaarheid van wilde dieren in stand houdt, eigen maken. We moeten afstappen van foktechnieken die voortdurend alle beveiligingsmechanismen die de natuur heeft uitgevonden, geweld aandoen. Als we niet bereid zijn te leren hoe deze beveiligingssystemen zijn gebouwd en hoe we ze ten gunste van onze geliefde dieren kunnen gebruiken, gaan zowel boerderij- als huisdieren een sombere toekomst tegemoet. Fokken is in de eerste plaats geen kwestie van een ingewikkelde genetische theorie. De natuur heeft geen theoretische kennis van de genetica. Succesvol fokken, met het voornemen gezonde en levensvatbare dieren voort te brengen, is een kwestie van het aannemen van en zich houden aan een paar heel simpele grondbeginselen van selectie en fokken.

Samenvatting en enige praktische gevolgen

In deze fase moet het duidelijk zijn dat de belangrijkste oorzaak van genetische gebreken en erfelijke ziekten bij dieren niet te wijten is aan een ongelukkige samenloop van omstandigheden. Het is het directe en onvermijdelijke gevolg van het gebrek aan kennis onder fokkers over sommige grondbeginselen van de natuur. Zij hebben onvoldoende kennis opgedaan om de gevolgen te overzien van hoe zij hun fokdieren hebben gebruikt. De drijvende krachten die voornamelijk verantwoordelijk zijn voor alle fouten die zijn gemaakt, zijn in wezen onbetrouwbare fokpraktijken, wedstrijden en shows, waarbij snelle genetische veranderingen gewenst zijn en waar deze doelen voorrang hebben gekregen boven de gezondheid en levensvatbaarheid van dieren. Het beloningssysteem dat wordt toegepast in wedstrijden zet ook aan tot het splitsen van rassen in gestaag grotere aantallen rassen of soorten van rassen. Dit heeft onvermijdelijk tot gevolg dat er een groot aantal populaties worden gevormd die te klein zijn om op een juiste manier mee te fokken. Als het aantal individuen waarmee wordt gefokt, onder een kritiek punt komt vindt er heel snel verlies van genetische diversiteit plaats. Genetische afwijkingen kunnen in een kort tijdsbestek van circa tien generaties of 30 tot 50 jaar, een probleem worden. De meeste rassen bestaan als zuivere rassen niet langer dan ongeveer 100 jaar. Het gestaag groeiende probleem van genetische afwijkingen in de rassen bij onze huisdieren is daarom precies wat we kunnen verwachten van onze kennis van fokpraktijken bij vele rassen.

Degenen die zoeken naar vooruitstrevende fokprogramma's om alle genetische problemen die we tegenwoordig tegenkomen te corrigeren, zoeken allemaal in de verkeerde hoek. Ze moeten proberen precies te begrijpen wat er fout is gegaan en beginnen met leren van de natuur, hoe dieren gedurende honderdduizenden jaren zonder enige theoretische kennis levensvatbaar kunnen worden gehouden.

  1. De omvang van een populatie moet groot genoeg zijn teneinde de genetische diversiteit te kunnen dragen en in stand te houden. Er is geen kans van slagen als in een fokpopulatie minder dan ongeveer 100-150 fokdieren aanwezig zijn. Twee keer dit aantal verdient de voorkeur.
  2. Alleen met gezonde dieren in een goede lichamelijke en geestelijke conditie waarbij natuurlijke functies nog aanwezig zijn, zou het moeten zijn toegestaan te fokken.
  3. In hoog ontwikkelde wezens is de voornaamste regel dat het afzonderlijke individuen niet is toegestaan meer dan een beperkt aantal nakomelingen te krijgen.

Dit zijn de drie eenvoudige grondbeginselen van de natuur. Regels die, wanneer ze goed worden toegepast, elke dierenpopulatie voor lange perioden gezond zullen houden. De enige echte reden voor genetische afwijkingen in onze honden- en andere huisdierenrassen is dat we verzuimen de mechanismen, die de genetische diversiteit beschermen, in ogenschouw te nemen en die door natuurlijke selectie gedurende miljarden jaren zijn gecreëerd.

Sprötslinge, juli 2006


Per-Erik Sundgren


Per-Erik Sundgren