torstai 17. joulukuuta 2009

Jalostus ja pienen populaation suojelu.

Jos puhutaan jalostusvalinnasta ja suojelusta, keinot ovat hyvin erilaisia. Tässä keskeiseksi nousee geneettisen muuntelun ajatteleminen. Perinteisesti ajateltu jalostusvalinta hakee nimen omaan muutosta, etenemistä jota maksimoidaan erilaisilla konsteilla. Keinona tässä on tietysti valinta.

Jonkun valitseminen tarkoittaa toisen valitsematta jättämistä. Jotta jalostuksessa edistyttäisiin on eläimistä tultava jalostustavoitteiden kaltaisia, yleensä tämä tarkoittaa myös yhdenmukaistumista. Tällöin jotkut alleelit lisääntyvät populaatiossa, toiset voivat hävitä jopa kokonaan.
1: Koirien kohdalla tämä on johtanut vaikeuksiin koska jalostustavoitteet ovat vain ulkomuotoon. Ne taas ovat usein olleet sellaisia että ne ovat liittyneet elimistön toimintaan ja häiriinnyttäneet sitä jollain tavoin. Tuotantoon liittyy useammin myös terveys, joten nautojen kohdalla ei ole aivan samanlaista "sairausboomia" kuin koirilla. Tämä ei aina tule mieleen ensimmäisenä.

Suojeltavissa populaatioissa pienistä populaatioista ja geneettisestä säilyttämisestä. Tämä on haaste. Nimittäin geneettisen muuntelun häviäminen on juuri pienten populaatioiden ongelma. Ja juuri niissä pyritään säilyttämään.
perinteisessä jalostuksessa pyritään maksimoimaan edistymistä, on säilyttämisessä yleensä tavoitteena estää geneettisen monimuotoisuuden vähenemistä. Ja tämä on riskinä nimen omaan pienissä populaatioissa. (Asiat eivät siis etene helposti omalla painollaan, on mietittävä tilanteen hanskaamista.) Syynä on tähän kaksi asiaa:
1: Geneettinen ajautuminen on voimakkaimmillaan pienissä populaatioissa. Sen vaikutuksesta ominaisuuksia fiksoituu ja katoaa satunnaisesti. Fiksoitumisessa ominaisuuden kohdalla ei ole muuntelua. On selvää että tämä liittyy geneettiseen monimuotoisuuteen. Geneettinen ajautuminen liittyy voimakkaasti teholliseen populaatiokokoon (Ne) Mitä pienempi se on, sitä voimakkaampaa ja yleisempää ajautuminen on.
___1.1: Tehollinen populaatiokoko [4*lisääntyvien urosten määrä / lisääntyvien naaraiden määrä populaatiossa / (lisääntyvien koiraiden+lisääntyvien naaraiden määrä)] tarkoittaa käytännössä sitä joukkoa joka siirtää geenejään seuraavaan sukupolveen. Se on käytännössä aina pienempi kuin populaatio. (Teoriassa korkeintaan sen suuruinen) Se sukupuoli jota vähemmän, joko määrällisesti tai sitten sitä kautta että ne pääsevät lisääntymään harvemmin, määrää erityisen vahvasti sen suuruuden. Mitä pienempi määrä toisen sukupuolen määrästä vaikuttaa seuraavaan sukupolveen, sitä vahvemmin pienempi tehollinen populaatiokoko on.
2: Sukusiitosaste pienissä populaatioissa nousee helposti. Suuri todennäköisyys "sisarus" tai "serkkuliitoille". Eläimet tulevat sukusiitoksen seurauksena geneettisesti yhdenmukaisemmiksi, niillä on yhä enemmän samoja alleeleja. Tästä seuraa se, että lopulta eläinten joukossa ei enää välttämättä ole lainkaan eroja.
+ Yhdessä näiden vaikutukseta syntyy sukusiitosdepressiota. Elinvoima ja hedelmällisyys heikkenevät sen seurauksena.

Tässä on hyvä täsmentää hieman. Pieni populaatio ei tietenkään sinällään tarkoita pientä geneettistä muuntelua: voidaanhan esimerkiksi kuvitella klooniarmeija, jossa on iso populaatio. Monessa pienessä populaatiossa on tätä enemmän geneettistä muuntelua. Kuitenkaan pieni koko ei tietenkään välttämättä mitenkään auta muuntelun runsauteen. Eläinyksilöiden määrä rajaa käytännössä muuntelun ylärajan. Jokaisessa on tietty määrä kromosomeja ja niissä tietyt alleelit.
1: Toki kahdentumien kautta voi geeni monistua ja niiden määrä ei pitkässä tähtäimessä ole ongelma. Jalostus ja suojelu ei kuitenkaan tarkastele asiaa vuosimiljoonien näkökulmasta vaan lyhyemmästä tähtäimestä.

Mutta koska pieni populaatio kuitenkin helposti vähentää muuntelua, se tarkoittaa sitä että suojelijan on mietittävä paritusasioita. Pienessä populaatiossa pariutumisen ei ole hyvä olla mitä vain: Jos eläimet saavat itse valita, siinä tulee helposti ongelmia. Esimerkiksi seksuaalivalinta valikoi helposti vain osaa populaatiosta, jolloin tehollinen populaatiokoko muuttuu pienemmäksi. Ja jo sattumakin saattaa aikaansaada heilahteluja. Yleisesti ottaen tehollista populaatiokokoa pyritään hallitsemaan muutamilla keinoilla:
1: Sukupuolien tarkastelu on tärkeää. Erityisen tärkeää on keskittyä urosten määrään. Urokset ovat useammin sellaisia että ne siittävät useita naaraita ja ovat ison osan seuraavan sukupolven isiä. Naaraat taas harvemmin ovat valtavia lisääntymiskoneita verrattuna muihin naaraisiin. Nyrkkisääntönä on se, että yritetään rakentaa populaatio niin että koiraita ja naaraita on saman verran.
2: Yritetään rakentaa lisääntyminen siten että siinä ei olisi päällekkäisiä sukupolvia, eli sama yksilö ei ole samaan aikaan sekä vanhempi että isovanhempi.Eli eläinyksilö tekee jälkeläisiä vain "yhdessä sukupolvessa".
3: Tasataan populaation koko. Jokaisessa sukupolvessa sama määrä yksilöitä. Jos populaation määrä kasvaa, vaikuttaa pullonkaulailmiö helposti, ja tämä voimistaa geneettistä ajautumista. Jos määrää kasvatetaan, on yritettävä tasata kaikkien yleistyminen samassa suhteessa. Jos jokaista urosta ja narttua kohden syntyy yksi narttu- ja yksi urosjälkeläinen, pysyy joukko samankokoisena. Jos jokainen saa kaksi naarasta ja kaksi koirasta, voidaan populaation kokoa kasvattaakin, alleelisuhteet pysyvät periaatteessa samoina.
4: Kaikki valinta, luonnonvalinta, jalostusvalinta, seksuaalivalinta... yritetään poistaa. Eli että pariutuminen olisi mahdollisimman satunnaista. Näin alleelien suhdeluvut pysyvät vakioina, toiset eivät yleisty ja toiset eivät katoa. Käytännössä parituksessa kaikki yritetään parittaa, mutta ei lähisukulaisensa kanssa. Ja kaikille yritetään saada saman verran jälkeläisiä vakaalla sukupuolten määrällä.
___4.1: Ongelmana on tietysti se, että jos perhekokojen kokoon vaikuttaa, tekee helposti vahingossa kuitenkin jonkinlaista valintaa. Jälkeläisten määrässä on kuitenkin helposti eroja, on vaikeaa saada koko populaatio saamaan juuri tietty määrä elossa olevia poikasia ilman että niitä ei samalla valikoituisi/karsiutuisi jollain perusteella.
5: Yleisesti ottaen asiaa helpottaa rotaatioparitusmenettely. Siinä populaatio jaetaan lisääntymisryhmiin, joita kierrätetään keskenään. Eli jaetaan vaikka ryhmä A, B, C, D, jossa A lisääntyy B:n, B C,n C D,n Ja D A,n kanssa. On tärkeää muistaa että urokset ja naaraat pistetään eri kehille. Urokset kiertävät myötäpäivään ja naaraat vastapäivään. Näin sukupolvesta toiseen tapahtuu kiertoa ja sukusiitos minimoidaan. Ilman rotaatioparitusta kävisi muuten niin että lopulta kaikki yksilöt olisivat yllättävän nopeasti sukua keskenään. Erikoista kyllä, rotaatioparitusmenetelmässä tapahtuu helposti niin että ensimmäiset yhteiset jälkeläiset tulevat kuvioihin usein aika nopeasti. Erona on kuitenkin se, että pitkässä tähtäimessä sukusiitoskerroin ei kasva samalla tavalla kuin muissa menetelmissä. (Tietenkin luokkien lisääminen kasvattaa aikaa, jolloin ensimmäiset yhteiset jälkeläiset tulisivat mukaan kuvioihin, mutta tässä koot pienenisivät helposti epäkäytännöllisen pieniksi.)

Ei kommentteja: