lauantai 5. huhtikuuta 2014
Vaatimaton ehdotus Suomen kilpailukyvyn parantamiseksi
Hänen kannattaisi kuitenkin kenties lukea Björklundin "evoluutiobiologia" -kirjaa jossa käsitellään jalostuksen ja eugeniikan suhdetta. Negatiivisen eugeniikan keinot kun olivat tehottomia sen vuoksi että niissä tähdättiin vammaisiin ja mielisairaisiin. Siis sellaisiin tilanteisiin joissa haitallinen geeniominaisuus oli näkyvä. Ja näiden kohdalla perusongelma oli se, että vammaiset eivät lisäänny kovinkaan usein.
1: Ei siksi että vammaiset eivät olisi seksuaalisia olentoja, kyllä he ovat. Esimerkiksi meillä Keravalla on meidän lähellä heille jonkinlainen keskus/hoitopaikka koska heitä parveilee melko paljon. Muistelen esimerkiksi kuinka eräs nuori Down -poika taannoin oli selvästi mustasukkainen minulle siksi että satuin kävelemään heitä vastaan. Selvä ihastuminen sievään hoitajaan oli havaittavissa. Syy on siinä, että heidän on monesti rasittavan vaikeaa löytää puolisoa.
Jos ajatellaan jalostamista, eugeniikkaa ja muuta on näkökulma luonnollisesti evolutiivinen. (Kreationistikin joutuu käyttämään tässä mikroevoluutiota, eikä tässä kohden liene mitään ongelmaa.) Vammaisuus taas johtuu usein
1: Geenivirheestä joka tapahtuu kromosomitasolla mutta ei ole suoraan periytyvä. Esim. kun minun lapsuudessa kutsuttiin pahalla nimellä mongoloideiksi ei puhuttu mistään sellaisesta jota voitaisiin estää jalostuksella. (En tosin silloin ymmärtänyt miksi niitä jousiampuja-ratsastajia piti jotenkin laittaa laitokseen ja sääliä. Ero mongoliin oli siis hämärtynyt.) Siinä kun viitataan Downin syndroomaan eli 21 -trisomiaan. Joka ei ole äidin tai isän ominaisuus sanan suorassa mielessä. Kromosomi vain kahdentuu väärin ja niitä tulee soluun yksi liikaa. Tämä ei ole geeni, vanhempien alleeli joka siirtyy jälkeläisiin, jota jalostettaisiin.
1.1: Tästä päästään sivujuonteeksi muistuttamaan siitä että monesti aborttia myydään jonain joka olisi ihmisenjalostusta. Toki tässä tehdään vammaisseulontaa, mutta mitään jalostuksellista järkeä tässä ei ole. (a) Aborttia perustellaan aivan muuta kautta, esimerkiksi vakavan sikiövaurion perusteella abortointi perustuu argumenttitasolla siihen, että ko. yksilön elämä olisi todennäköisesti hyvin vaikeaa/tuskallista. Argumentti on kenties virheellinen mutta se viittaa väitteeseen jossa olisi inhimillisempää "olla syntymättä". Se ei ole rotuhygieninen argumentti. (b) Usein juuri Downin syndrooma joutuu abortoiduksi, joten selvästi tässä ei jalosteta yhtään mitään alleelia pois geenipoolista. Jalostaminen ei toimi edes mekaanisesti. (+) Esitänkin, että rodunjalostusrinnastus on hyvin vahva väärinkäsitys joka perustuu siihen että ihmisillä on naivi ja typerä evoluutiokäsitys ja huono populaatiogeneettisten laskelmien hallinta. Tosin argumentin puolustukseksi voi sanoa että juuri sama ideologian ja arkijärjen sotku joka tuotti eugeniikan tuottaa myös nämä abortin eugeniikkaan rinnastavat argumentit. Ihmiset ovat todella tyhmiä ja tätä kautta tämä argumentti ei ole täysin ontto. Paradoksaalista!
2: Kun mietitään miten jokin vammaisuus ylipäätään on kohtuullisen yleinen voidaan huomata että jos jokin ominaisuus itsessään on hyvin haitallinen, se ei yleisty. Luonnonvalinta ei yleistä yhtään vammaisgeeniä, joten luonnonvalinnan vähyys tai paljous yhteiskunnassa ei selitä niiden yleistymistä. Evoluutio karsii kyllä itse, jos ei muuten niin seksuaalivalinnan kautta, haitalliset ilmenevät ominaisuudet. (Vammaiset saavat mennä avioon, mutta vaikeaa on kumppanin löytäminen heillä, vaikka joku tietysti virheellisesti väittää että ihmisten evoluutio olisi jotenkin pysähtynyt ja valintapaineet lakanneet. Eivät ole.) Suurin osa geneettisesti periytyvistä ominaisuuksista jotka ovat niin yleisiä että niitä tulisi karsia ja niistä voidaan tietää, vaativatkin geenivirheen sekä isältä ja äidiltä. (Lukiotason biologiakin kertoo resessiivisistä alleeleista.) Ja näiden kohdalla surullinen fakta on se, että erilaisia resessiviisiä geneetisiä vaivoja on aivan älyttömän paljon. Ja itse asiassa käytännössä aivan kaikki kantavat muutamaa kappaletta tälläisiä "potentiaalisia pommeja". Eugeniikan vuoksi pitäisi karsia nämä kaikki. Jonka jälkeen ei ole mitään jalostettavaksi. Vammaiset harvoin lisääntyvät, joten tosiasiassa näitä kaikkia ilmenee "kohtuu vähän", frekvenssi menee itsekseen sille tasolle missä se ei aiheuta merkittäviä ongelmia.
2.1: Resessiiviset ominaisuudet eivät yleisty luonnonvalinnan vähyyden vuoksi vaan ne yleistyvät geneettisen ajautumisen kautta. Ne menestyvät ja säilyvät juuri siksi että ne ovat "piilossa" ja "ilmenevät" vain kun ne ovat molemmissa kromosomeissa. Tällöin luonnonvalinnan vähyys tai paljous ei missään tapauksessa muuta sitä miten paljon niitä ilmenee. Ne yleistyvät ja katoavat lähinnä geneettisen ajautumisen vaikutuksesta. Tämä huomautus tarvitaan koska eugeniikkaa kannattavien mielessä kohtaa usein kaksi ajatusta. Ensimmäinen on se, että ihminen olisi jotenkin lakannut kehittymästä. Ja toinen, usein samanaikaisesti kannatettu, ajatus on se, että yhteiskunta rappeutuu geneettisesti kun vääränlaiset ihmiset lisääntyvät ja luonnonvalinta ei karsi haitallisia ominaisuuksia. Kuitenkin esimerkiksi "National Geographics" viittasi siihen että ihmisen evoluutio olisi itse asiassa viime aikoina nopeutumassa, joten sitä voidaan olla erimielisiä. Larry Moran muistuttaakin siitä että evoluutiota tapahtuu yhä, ja luonnonvalinta vaikuttaa yhä (ja geneettinen ajatuminen vaikuttaa yhä). Itse korostan että seksuaalivalinta ei ole lakannut ja tätä kautta ainakin terveyttä ja kauneutta ja sosiaalisia taitoja korostavat geenit yleistyvät melko varmasti. (Ja vihjaan, että usein tässä unohdetaan kehitysmaat, joissa kuollaan tauteihin ja nälkään, mutta tämä on kenties hyväksyttävää koska tässä välitetään vain oman kansakunnan menestyksestä. Ihminen lajina kohtaa kuitenkin aika kovia luonnonvalinnallisia voimia lajina.) Lisäksi ihmisiä jää teollistuneisakin maissa auton alle siksi että heillä on näköhäiriöitä tai muuten huono kognitio - joka kyllä jollain asteella varmasti korreloi genetiikkaan. Ja he saavat yhä sydänkohtauksia, ja voivat olla "syöpäsuvusta". Ja jokainen eugeenikkokin tunnustaa että kaikki ihmiset eivät saa yhtä paljoa jälkeläisiä, ja lisääntyvät ominaisuudet ovat jotain muuta kuin eisatunnaisia joten by definition luonnonvalinta ei ole lakannut.
Mutta nuo koskivat vammaisuutta. Modernissa jalostuksessa on alettu puhumaan luokkayhteiskunnan käsitesisällöin, mutta ne perustellaan geneettisesti. Ja näin esimerkiksi lapsilisä nähdään köyhien lisääntymiseen kannustamisena joka sitten johtaa periytyviin ja kasvaviin ongelmiin. Tässä ei siis ole kysymys negatiivisesta eugeniikasta vaan positiivisesta eugeniikasta ja sen käsitesisältöjen yleistämisestä. Tässä kohden argumenttini on sitten se, että sivutuotteena toimiva ja oikea eugeniikka - eikä se omituinen versio jota siitä levitetään - johtaa helposti siihen että siitä seuraa BLAD -tyylinen katastrofi. Nautojen BLUP -jalostus on älyttömän tehokasta. Sen sivutuotteena kävi niin että terveet ja menestyvät naudat yleistyivät niin tehokkaasti että piilossa oleva resessiivinen ominaisuus pääsi leviämään tosi yleisesti nautojen geeneihin. Ja sisäsiittoisuutta välttävät mutta maksimiteholla edistymistä hakevat jalostajat yleisti BLAD -taudin ongelmallisen isoon osaan populaatiota. Resessiivinen ominaisuus yleistyi ja kun aivan lähisukuisia ei risteytetty koskaan kekenään, se yleistyi melko suureen osaan populaatiota ennen kuin sitä alkoi ilmenemään sellaisessa määrin että siihen osattiin kiinnittää huomiota. Tämänlaisten asioiden hallinta vaatii sitten geenitarkastuksia. Ja tarkastus tarjoaa vain tiedon, keinoina on lisääntymisen rajoittaminen - ja mahdollisesti sairastuneen osapopulaation surmaaminen. Tätä emme totisesti halunne tehdä ihmisillä.
Haluaisin kuitenkin nähdä, mitä tapahtuisi jos eugeniikkaa tehtäisiin kuten se hallituimmillaan tehdään tuotantoeläimillä. Katsotaan esimerkiksi siipikarjaliittoa. Jos ihmisiä jalostettaisiin kuin kanoja, ei enää noudatettaisi rotukonstanssioppia, jossa rotuja olisi jalostettava puhtaana. Sen sijaan puhutaan hybrideistä. Roduista on siirrytty linjoihin ja hybrideihin. "Myyntiin menevä jalostustuote on tavallisesti neljän tien risteytys eli polveutuu neljästä puhtaasta linjasta. Kahta linjoista käytetään isälinjan tuotantoon (vanhempaispolven kukkolinja) ja toista kahta emokanalinjan tuotantoon. Puhtaiden linjojen tuotosten ja koeristeytysten perusteella valitaan käytettävät linjat tai valinta perustuu esim. takaisinristeyttämisen tuotantotuloksiin." Tämä on käytössä myös sioilla. Tässä huomiotaherättävää on se, että esimerkiksi lihaksi menevät siat ovat terveitä, suuria ja hyvinvoivia sen vuoksi että niiden kohdalla heteroosi on maksimoitu. Heteroosi taas ei periydy, koska se tarkoittaa sitä että samassa kohdassa (lokuksessa) on toisessa kromosomiparissa erilaisia versioita (alleeleja). Periytyminen taas on kromosomien ja geenien, ei kromosomiparien, kopioitumista ja siirtymistä. Heteroosin tuottava yhdistelmä hajoaa meioosissa.
Siksi jalostuslinjat koostuvat aivan eri yksilöistä kuin ne jotka menevät lihoiksi. (Tämä on se opetus jota haluan tässä korostaa vahvasti.)
1: Parhaat, vahvimmat ja menestyneimmät yksilöt eivät löydy jalostuslinjalta, koska niissä tähdätään periytyvään osioon. Nämä tuottavat jalostuslinjan yksilöitä "ryhmän sisällä" mutta ne menestyneet, heteroosilla boostatut, yksilöt sitten syntyvät eri jalostuslinjojen kesken. Tässä puhutaan nimenomaan monikulttuurisuudesta, ja tämä olisi kannustus monirotuisuuteen.
1.1: Ajatus joka varmasti ei olisi miellyttänyt rotupuhtausopistaan intoilevaa Hitleriä. Eikä suurinta osaa ihmisjalostusta kannattaville muutenkaan, joskin varmasti hieman eri syistä. Pakkoavioliitot kauhistuttavat enemmän kuin se, että älyllinen ja terveydellinen maksimi saavutettaisiin mulattien voimin.
2: Heteroosin kautta boostatut taas sitten eivät lisäänny, ne kun tuhoaisivat jalostuslinjojen hallittavuuden.
On toki helppoa puhua luokkaeroista geneettisenä ominaisuutena, mutta jos aiheena on eugeniikka, aihe on pakko käsitellä ideologis-humanistisen kulman sijasta teknis-pragmaattisesta kulmasta ja miettiä miten se jalostus sitten toteutetaan. Sillä humanistista puolta tarvitaan sen miettimiseen onko asia oikein tehdä, ja se miten tavoitteeseen päästään on sitten hyvin kylmää mekaniikkaa.
tiistai 8. lokakuuta 2013
Viisto perä - eli miten eugeniikka ei onnistu koska natsit olivat kommunisteja
Saksanpaimenkoiran rotumääritelmässä sanotaan, että lantion tulee olla pitkä ja hieman laskeva (n.23°). Rotumääritelmätkin ovat varmasti muuttuneet ajan myötä vastaamaan kasvattajien mieltymyksiä ulkonäön suhteen ja jalostuskseen valitaan yksilöt joilla on ominaisuudet mitä milloinkin halutaan. Sillähän ei sitten olekkaan merkitystä miten sairaita niistä tulee. Saadaan mitä halutaan ja kaupantekijäisenä tulee helposti se, mistä ei välitetä. Saksanpaimenkoirien muodon sivutuotteena on tullut lonkkavaivoja.
Kun mietitään koirarotuja, etenkin epäterveitä koirarotuja, on sairauksien syntyyn käytännässä kaksi reittiä. Joskus ulkonäköön liittyvät rotumääritelmät ovat maali, johon mennään ja tästä seuraa esimerkiksi tylppäkuonoisuutta joka vaikeuttaa hengitystä. Mutta tosiasiassa tapahtuu myös niin, että ensin jalostetaan huolimattomasti, geneettistä ajautumista ja sukusiitosastetta miettimättä ja hirveästi pentuja muutamien yksilöiden tai lähisukuisten linjojen kautta lisäännyttäen. Ja tässä prosessissa tehdään bugi ja sitten tätä aletaan kutsumaan ominaisuudeksi ; Onhan huippuyksilöiden jälkeläisille kertynyt näitä piirteitä joten sitä aletaan kutsumaan laaduksi.
Menetelmällisesti ja tieteellisestä ongelmien syntytavat ovat näissä eri. Ensimmäisessä vaikuttaa suora jalostuspaine, jälkimmäisessä kysymys on muusta, yleensä geneettisestä ajautumisesta. Jälkikäteen eroa voi olla vaikeaa nähdä. Esimerkiksi minulla ei ole riittäviä taustatietoja jotta voisin tietää, onko saksanpaimenkoiriin jalostamalla saatu luisuperä valintapaineella rakennettu muutos, vai onko geneettistä ajautumista siitä että on valikoitu yksiä ja tiettyjä niin että kaikki piilevät alleelit tulee esiin ja kaikki muutkin yleistyneet. -Lisääntyessä kun ei monistu vain yksi geeni, monta kromosomia muuta tavaraa tulee ikään kuin kaupantekijäisinä.
1: Joskus tieto on selvä. Esimerkiksi monien rotujen epilepsia-alttiutta ei varmasti ole haettu tai jalostettu missään vaiheessa. Luisuperä ja lonkkavika ovat tässä suhteessa epäselvempiä koska kyseessä on näkyvä piirre jota voidaan hakea "esteettisistäkin syistä".
En tietenkään ole tässä pilkkaamassa jalostusta itsessään. Olen nostamassa esille sen, mikä opinnäytetyötäni tehdessä tuli vastaan. Eräässä käyttämässäni lähteessä sanottiin aivan suoraan, että saksalaisten rotupuhtausoperointi ja englantilaisten eugeniikka olivat epätoimivaa jalostussuunnittelua ; Kun valikoin Björklundin "Evoluutiobiologia" -teosta, valintani syy oli se, että siinä oli evoluutiolaskelmia. Oli jännittävää kohdata sen sisältä tämänlainen sivumaininta eugeniikasta, rinnastettuna suoraan kirjassa opetettuun käytäntöön. Kirjan oppi on siis tavallaan se, että ihmisiä siis voitaisiin halutessa jalostaa, jos siihen olisi tarvetta kuten kirjan kirjoittaja itse ei näe sille olevan tarvetta, mutta ajatus eugeniikasta oli huono. Tämä johtui muutamasta seikasta;
1: Karsintakeskeisyys. Esimerkiksi vammaisten karsinta tappamalla on merkityksetöntä, koska vammaisten lisääntymisprosentti on muutoinkin tavallista alhaisempi. Ja evoluutio välittää lisääntymisestä, ei siitä kuka on elossa ja onnellinen! Yhä tänäkin päivänä on silti helppo löytää ihmisiä jotka näkevät että vain karsinta painaa. Että on "positiivista valintaa" jossa tiettyjen ihmisten lisääntymiseen kannustetaan ja "negatiivista valintaa" jossa joitain karsitaan tai kastroidaan.
2: Eugeniikassa ei huomioitu sitä, että valtaosa piirteistä ovat väistyviä JA että kaikkia väistyviä ongelmia on niin paljon että jokaisella ihmisellä on keskimäärin parikin ongelmallista alleelia. Kun näiden yhteismäärä on valtava, mahdollisuus siihen että kaksi juuri tiettyä osuisi samaan yksillöön on epätodennäköinen. Valintapaine tämänlaisiin on vaikea toteuttaa. Sairaiden karsinta ei helposti muuta mitään (kohta 1) ja vaikka vaikuttaisikin, siinä edistyminen olisi populaation kannalta marginaalista. Sillä hallittu edistyminen liittyy aina valintapaineeseen sukupolvea kohden, ominaisuuden periytyvyysasteesta ja näkyy yhteiskunnassa sukupolven pituuden määrittämässä tahdissa. (Tarkan arvion saa tehtyä jalostajan yhtälöllä.)
3: Jalostus on kokonaisuus. Esimerkiksi jalostuksessa merkittävä BLUP -idea rakentuu matriisilaskennalle joissa on hyvin useita piirteitä ja niistä olevia tietoja ja tärkeysasteita. Tällä yritetään hallita sivutuotteita ja ikäviä yllätyksiä. Ihmisten jalostamisessa taas lähinnä on tuijotettu yksittäisiä piirteitä kuten epilepsiaa, skitsofreniaa, tai sitten katsottu jotain geneettisesti vaikeasti määriteltävää juutalaiseen kansaan kuulumista.
Jostain syystä eugeniikan kannattajat eivät keskittyneet siihen, mihin jalostajat nykyään kuluttavat paljonkin aikaa. Eli siihen, keistä tulee lisääntymisparit. Syynä on tietysti se, että on helpompaa määrätä muihin kohdistuvia julmiakin toimenpiteitä kuin tehdä valintoja jotka koskevat esimerkiksi omaa parinvalintaa. Ja koskevat nimenomaan rajoittaen, määräten kenen kanssa pitäisi hässiä yhteiskunnan parhaaksi.
Jalostuksessa onkin tätä kautta parikin ongelmaa;
1: Hallitsematon jalostus johtaa hallitsemattomaan kokonaisuuteen. Pahimpana mörkönä tässä on geneettinen ajautuminen. Tätä vastaan voi kamppailla yhtenäisellä jalostussuunnittelulla, kuten vaikkapa sukusiitosta ja geneettistä ajatumista voi hallita pieniä populaatioita koskevalla menetelmällä, jossa yksilöt jaetaan pieniin piireihin ja niitä pariutetaan "ringissä" tietyssä järjetyksessä geneettisen ajautumisen minimoimiseksi.
2: Hallittu jalostus vaatii paljon tietoa, ja keskushallinnon. Tässäkin saattaa tulla ongelmia. Modernina aikoina tietyt geenitestit nautojen jalostuksessa ovat tarpeen sen vuoksi, että tehokas jalostus vaikutti nautojen maidontuotoskykyyn, mutta sivutuotteena muutama todella häijy resessiivinen alleeli ylestyi hyvinkin laajalle populaatiossa. : Esimerkiksi nautojen BLAD on surullinen muistutus siitä että valinta ja valikoituminen ovat eri mekanismeja. Koska resessiivinen alleeli vaatii kohtuu suuren frekvenssin ennen kuin siitä tulee kunnolla näkyvä, tämänlaisia vahinkoja saatta tapahtua. Niiden kanssa voidaan tietysti hanskata sen jälkeen kuin tieto on saatu.
Ja tästä päästäänkin kommunismiin. Vaikka eugeniikka nähdään oikeistolaisuuteen liittyvänä, se, mitä siinä tosiasiassa tehdään vertautuu aivan täysin suunnitelmatalouteen. Moni toki näkee että "natsit olivat pragmaatikkoja jotka tuhosivat etiikan" ja "kommunistit olivat sosiaalisia jotka tuhosivat yhteiskunnan menestyksen". Nähdäkseni se, mikä pahiten tuhosi kommunismin oli äärimmilleen viety ja keskitetty suunnitelmatalous. Yhteiskunta ja sen toiminnot ovat yksinkertaisesti niin monimutkaisessa vaikutuksessa toistensa kanssa, ja siinä tapahtuu lisäksi koko ajan muutoksia, että keskusjohtaminen on inhimillisesti katsoen mahdotonta hallita hierarkisesti pienellä määrällä ihmisiä. ; Jalostussuunnittelussa onkin yhteiskunnallinen ja poliittinen ulottuvuus, jossa pitäisi kyetä näkemään tulevaisuuteenkin.
Samoin eugeniikassa käsitellään genomia, joka on ällistyttävän monimutkainen ja täynnä kaikenlaista tauhkaa. - Tauhkaa kuten piileviä yllättäviä resessiivisiä tautialleeleja jotka voivat olla jalostuksen aikana jossain välissä systeemiin puikahtanut uniikki pistemutaatio, mutta sen jälkeen se on geneettisen ajautumisen kautta yleistynyt hyvinkin yleiseksi osaksi populaatiossa. - Eugeenikot suhtautuvat genomiin suunnitelmataloudellisesti. Ja kuten koirien kohdalla on huomattu, tässä tulee helposti yllättävillä tavoilla takkiin.
Jalostusvalinnan etuna on se, että haluttua piirrettä voidaan edistää nopeasti ja hallitusti. Haldanen sävyissä voidaan kuitenkin muistaa, että käytännössä evoluutiolla on kuitenkin jonkinlainen maksimiedistymisnopeus, jota ei voi ylittää ilman sukupuuttoa vaikka itkisi. Jalostus maksimoi valittujen ominaisuuksien edistymisen mahdollisimman lähelle tätä. Voidaan sanoa että jalostus on tehokas jos haetaan hyötyä ihmisille tai halutaan yleistää piirrettä joka on luonnossa neutraali. (Kenties jopa haitallinen, kuten saksanpaimenkoirien lonkkien kohdalla.) ; Luonnonvalintaa käyttävän evoluution vahvuus on se, että se käyttää aina relevantteja mittareita ja useita kerralla. Luonnonvalinta toimii terveyteen liittyviin piirteisiin hyvinkin syvälisesti.
Näkisin että jos kyseessä on ihmisten jalostus, niin evoluution myllyt kyllä pyörivät hitaasti, mutta ne jauhavat myös hienompia ja relevanteimpia jauhoja. - Toki nykyään moni pelkää että ihmisistä rapistuu vammaisia, mutta tämä tietysti onnistuu jos ja vain jos teknologia ylittää vammaisuuden haitat. Ja jos tämä tehdään, onko se enää mikään vamma. (On syytä miettiä mitä tarkoittaa "heikomman yleistyminen" evolutiivisesti.) ; Eugeenikot ovat ihmisrodun terveydelle helposti yhtä paha uhka kuin mitä ihmisten jalostus on ollut monien koirarotujen terveydelle.
Toki nautojen hyvä edistyminen vihjaa, että edistyminen jalostuksella voi olla laadukkaampaa kuin koirat lähtökohdaksi ottaen voisi uskoa. Mutta tässäkin kohden mieleen ei voi olla tunkematta jalostajan yhtälön nyrkkisääntö edistymistahdista. Ihmisen sukupolven välinen aika on hirvittävän pitkä, joten en usko että ihmislajin ongelmien ratkaiseminen geneettisesti valikoimalla on mikään lyhyen aikavälin ratkaisu. Ja pitkällä aikavälillä tarvitaan sitten sen sortin psyykikkoa, että en halua että yhteiskunta tarjoaa genetiikkansa, siis koko ulkoisen ja sisäisen olemuksensa, jonkunlaisen kristallipalloennustelijan - tai edes jonkun kristillisen profeetan - käsissä.
perjantai 18. syyskuuta 2009
Jämäpala.
Tätä on korjailtu sillä että BLUP pidetään mukana kuvioissa ja sitä käytetään vain antamaan parhaan ennusteen. Ja valintalinjan valitsemiseen käytetään kvadraattisten menetelmien hyväksikäyttöä (quadratic index). Näin sama muutos saadaan pienemmällä sukusiitosasteen muutoksella. Sama geneettinen muutos (ΔG) saadaan pienemmällä sukusiitoksen kasvulla. Itse asiassa Caballero ja Santiago löysivät että siinä missä BLUP joka usein hävittää harvinaisen mutta hyödyllisen mutaation, tällä tavalla korjailtuna ne yleistyvät paljon tehokkaammin.
Käsittelyyn liittyvät seuraavat asiat.
Tehokas populaation koko (Ne) riippuu sukusiitosasteesta ja sen muutoksesta ΔF. Se on laskettavissa kaavalla Ne = 1/(2ΔF)
Kun arvioita tehdään on löydettävä λ, joka sallii sen, että ½cTAc (ryhmän sukulaisuus) täyttää ΔF asetetut vaatimukset. Vektori c kuvaa haluttua vaikutusta geenipoolissa, ja se mitataan yksittäisiltä "ehdokkailta". Joten jos ci=0, niin yksilöi jää käyttämättä. Ja jos se on suurempi, sitä käytetään osan populaation kohdalla. Vektori g kuvaa arvioitua jalostusarvoa.(A taas on matriksilaskentaan liittyvä suhdematriisin merkki.)
Jalostuksessa yritetään tietysti maksimoida geneettinen edistyminen, mutta riskinä on sukusiitosasteen liika kasvaminen. Siispä yritetään etsiä c, joka maksimoi cTg - λcTAc. Arvot yritetään pitää siten että 0 ≤ ci ≤ ½ sekä Σfemales ci = Σmales ci = ½ Koska puolet geeneistä tulee populaatioon aina peräisin urokselta ja puolet naarailta (jokaisella on kaksi vanhempaa, etenkin osia uroksia voidaan periaatteessa käyttää enemmän, mutta silloin heidän isien osuutensa populaatiosta vain on suurempi. Koska molempia vanhempia on saman verran, kummankin sukupuolen osuus seuraavan sukupolven populaation geenipoolista on "sukupuolen kannalta" yhtä suuri.)
Jos ajanhetkellä t ryhmän sukusiitosaste on Ct, niin ajanhetkellä t+1 se on Ct + ΔF(1-Ct). Tällä tavalla jalostukseen saadaan tasainen edistyminen, joka on kuitenkin mahdollisimman nopeaa. Nykyään laskentateho tietenkin mahdollistaa laskennan yhä mutkikkaimmissa tilanteissa. Kompleksisissa tilanteissa hakua joudutaan tekemään geneettisten algoritmien avulla, jolloin ei haeta nopeinta edistymistä vaan sen sijaan "melko hyvää tulosta".
Erikoinen tilanne voi tulla vastaan silloin, kun tavoitteena ei olekaan jalostus vaan säilyttäminen. Silloin esimerkiksi jokin maatiaisrotu halutaan pitää ennallaan. Tällöin tavoite on tietysti se, että ΔF olisi mahdollisimman vakaa. Silloin kaavaan haetaan tietysti c:tä, joka minimoi cTAc:n siten että cTg on suurempi kuin k ja 0 ≤ c1 ≤ ½ ja Σfemales ci = Σmales ci = ½ (k= valinnan intensiteetin ja valintarajan yhteisvaikutusta kuvaava lyhenne.) Tietenkin näissäkin voidaan erota tästä "ideaalista", koska populaatiossa voi olla esimerkiksi geenivikoja joista tietenkin - tai ainakin melko usein - halutaan eroon.
Päätin tänään että tämä pala häipyy opinnäytetyöstäni. Se ei sopinut ihan aiheeseen ja oli muodoltaan liian tekninen, lisäksi lähteistin sen huolimattomasti ja kirjoitusmuotokin on outo. Kuitenkin pidin siitä jollain tapaa.
torstai 26. helmikuuta 2009
Indeksi
Näiden lisäksi on indeksit. Ne ovat tärkeitä menettelytapoja. Ideksien periaate on se, että ominaisuuksille annetaan painoarvo. Ja kun nämä lasketaan yhteen, saadaan tulos jota käytetään arvioinnissa. Näin ominaisuuden laatu ja määrä saavat tietynlaisen kokonaisarvon:
* X? = Tarkasteltavan ominaisuuden nro:? mitattu tulos
* μX? = Miten ominaisuus X? on suhteessa verrokkipopulaatioon, eli keskiarvoon.
Toisin sanoen indeksissä korostuu tavoite, kuten politiikka ja talous, ja niiden määrittämät tavoitteet sekä genetiikka. Samalla voidaan jalostaa montaa ominaisuutta kerralla siten että edistyminen on mahdollisimman nopeaa.
Indeksien kannalta ongelmallisena on tietenkin se, että jalostus vie aikaa. Siksi esimerkiksi lyhytaikainen maatalouspolitiikan muutos tai kuluttajien muoti -ilmiö voi vaikuttaa kukkaroon, ja siihen liittyvä ominaisuus on geeneihin vahvastikin sidottu, mutta sitä ei silti jalosteta, koska kyseinen politiikan vaikutus kestää liian lyhyen aikaa. Siksi indeksien osuvuuden kannalta pitäisi voida ennustaa politiikan muutoksia. Lisäksi tässä käy sellaisia erikoisia asioita, että jos indeksin laskennassa oleva politiikka muuttuu, saman eläimen genetiikka ei muutu, mutta sen geenejen arvoa kuvaava indeksi muuttuu. Tavallaan näin pitääkin olla, mutta tavallaan se on hieman erikoista. Jos politiikan arvioinnissa ja kuluttajan kulutustottumuksien arvioinnissa onnistutaan kohtuu hyvin pitkällä tähtäimellä, ongelmia tämän suhteen ei kuitenkaan ole.
Kun arvioita tehdään vielä syntymättömille jälkeläisille (Siinä missä "I" kuvaa valmista indeksiä, ennusteiden ylle yleensä liitetään "hattu" [^], eli jos puhutaan koko indeksin ennusteesta, merkitään "î"), on tärkeää kuinka hyvin ennuste pitää paikkaansa. Tässä on kolmea vaihtoehtoa: (1) se on harhaton, jolloin siinä voi olla paljon hajontaa, mutta niiden keskiarvo on kuitenkin hyvä. (2) harhainen tulos taas on hajonnaltaan pieni. Tulokset keskittyvät, mutta niissä on kuitenkin jokin vika keskiarvon kohdalla, jolloin keskiarvo on systemaattisesti väärin. (3) täydellinen taas on hajonnaltaan pieni että keskiarvoltaan oikea.
Yleensä tulosta tarkennetaan ottamalla enemmän tuloksia, mittaamalla tarkemmin, ottamalla käyttöön sukulaisten tiedot eli sukulaismatriisien käyttö sekä parantamalla mittaamisen luotettavuutta sekä korjaamalla systemaattisia virheitä.
Kun eläinten jalostusarvoja käsitellään, siinä eläinten arvokkuutta tuotannolle täytyy voida arvioida. Melko usein tarvetta on myös tilalta toiselle siirtämiseen. Kun toimitaan yhden tilan sisällä, paremmuusjärjestys on tietenkin selvä. Riittää että halutut ominaisuudet laitetaan "kellokäyrälle", eli katsotaan miten ominaisuudet eroavat ja katsotaan myös kuinka paljon ne eroavat.
Kuitenkin, kun tilan eläimet laitetaan absoluuttisiksi poikkeamiksi ja suhteellisiksi prosenttiosuuksiksi, tilalta toiselle vertailu häiriintyy: Esimerkiksi epärehellinen tapa olisi ottaa tilalle tahallaan muutama oikein huono eläin. Niiden käyttäminen laskisi keskiarvoa, jolloin parhaimmat eläimet näyttäisivät paremmilta: Ne ovatkin nyt enemmän keskitasoa parempia, ja niiden suhteellinen paremmuuskin nousee. Toinen vanha menettely oli saada jälkeläisarvostelu näyttämään paremmalta siten, että lehmälle valittiin vain huippusonneja. Näin sen vasikat näyttivät keskivertoa paremmilta, jolloin lehmä näytti hieman paremmalta kuin mitä se oli.
Sukulaisuusmatriisin käyttö estää tämänkaltaista toimintaa: Jälkeläisten tasossa otetaan myös sonnin jälkeläisten keskiarvo huomioon, ja monet muut sukulaisuussuhteet painotettuna siinä suhteessa, miten ne ovat geneettisesti sukulaisia. Näin kaikki eläimen sukulaisuussuhteet saadaan esille. C.R. Henderson kehittikin 1972 BLP -menetelmän. Hänen mukaansa se oli paras (Best) lineaarinen (Linear) ennusteeksi (Prediction), koska se johdetaan maksimoimaan indeksin ja todellisten arvojen välinen korrelaatio. Samalla se minimoi ennustetun jalostusarvon ja saavutetun jalostusarvon välisen eron. BLP:ssä perushavaintona käytetään mittauksia, jotka ottavat huomioon monia systemaattisia häiriötekijöitä.
Lineaarinen menetelmä tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että havaintoja kuvaava tilastollinen malli rakennetaan siten, että se muodostuu tekijöistä, jotka yhteenlaskien saadaan lopullinen tulos.
Henderson suositteli käytännön arviointiin astetta mutkikkaampaa BLUP -menettelyä. Harhattomuus (Unbiased) merkintä tuli siitä, että havaintoja korjattiin niihin liittyvien ympäristötekijöiden suhteen. Harhattomuus BLUP:in kohdalla tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että indeksien odotusarvo, eli keskiarvo, on sama kuin jalostusarvojenkin. Käytännössä tämä tehdään hyödyntämällä erilaisia käsittelyjä ympäristötekijöiden suhteen. Tämä toteutuu vain jos systemaattiset tekijät voidaan selvittää. Jos tätä ei voida tehdä, ennuste ei ole harhaton, koska yksittäisen eläimen jalostusarvo riippuu myös osittain siitä ympäristöstä (karja, tila, ruokinta etc.) jossa se elää.
1: Käytännössä harhattomuus varmistetaan : Jos ajatellaan että polveutumisennusteet ovat keskimäärin samat, kuin eläimen lopullinen tuotos, voidaan ennuste - toteutuneisuus -tarkastelulla nähdä kuinka tarkasti ennusteet osuvat oikeaan. Samalla arvosteluvarmuutta voidaan tarkistaa; Siihen vaikuttavat yleensä (1) Aineiston määrä, missä suurempi määrä informaatiota antaa paremman tuloksen. (2) periytymisasteen suuruudessta ja tietorakenteista. Jälkeläisarvostelujen arvosteluvarmuus riippuu yleensä tehollisesta tytärmäärästä, eli alkuperäisestä tytärmäärästä vähennetään ympäristövaikutusten määrittämiseen vaadittavien tytärten määrä.
Se on suoran vertailun menetelmä, koska informaatio eläinten paremmuusjärjestyksestä verrataan ympäristötekijöiden kanssa vertaamalla karjojen sisällä vaikuttavia ympäristötasojen muutoksia. BLUP erosi yksinkertaisista valintaindekseistä, koska indeksi perustuu kesiarvoista laskettuihibn suhteellisiin tuotoksiin, kun siinä taas ympäristövaikutukset arvioidaan ottamalla jalostusarvojen vaikutus huomioon. Henderson kehitti arvioon sekamalliyhtälöihin perustuvan ratkaisun, joka salli suuremman aineiston käytön:
u=vektori jalostusarvoista.
X ja Z taas ovat matriisimalleja, joiden avulla yhdistetään havainnot oikeisiin ympäristöarvoihin ja jalostusarvoihin.
Eli yksinkertaisesti sanoen BLUP:issa lasketaan jalostusarvot valintaindeksikaavalla laskemalla havainnoista, joita on korjattu ympäristötekijöillä. Tämän ymmärtämisessä on tärkeää, että jalostusarvojen kovarianssi saadaan eläinten välisen sukulaisuuden kautta. (G= A σ2u)
Sukulaisuusmatriisin laskeminen olisi yleisesti vaikeaa, mutta laskemiseen tarvitaan vain sen käänteismatriisi, jonka laskeminen on helpompaa. Yleensä BLUP -laskennassa ikään kuin automaattisesti otetaan sukulaisuusmatriisit mukaan käsittelyyn. Kuitenkin pelkän perintisen indeksin pohjalta arvostelua voidaan tehdä. Syynä on luultavasti se, että BLUP -arvostelun yksi yleisimmistä käytännön sovelluksista on yksilö eli eläinmalli, jossa tuotoksen tehneen eläimen oma jalostusarvo on mukana arvostelussa, ja tämän käyttö on mahdollista vain jos ottaa mukaan eläinten väliset sukulaisuudet.
Tilastollinen malli on kuitenkin erikoistapaus yleisemmästä mallista, jossa havainnot voivat olla eri ominaisuuksista samoilta tai eri eläimiltä. Monen ominaisuuden mallit mahdollistavat eri ominaisuuksille erilaisten heritabiliteetit ja varianssit antavia tuloksia. MT-BLUP -mallissa on otettu huomioon myös ominaisuuksien välisiä perinnöllisiä ja ympäristöllisiä yhteyksiä. Tämä parantaa arvosteluvarmuutta, koska geenien yhteisvaikutustakin tulee otettua huomioon. Usein arvostelumenetelmien kehittelyssä yritetään kaikkien ominaisuuksien käsittely MT -BLUP -mallilla, koska valinta yhdessä ominaisuudessa voi vaikuttaa muualle, ja se johtaa arvosteluvirheeseen toisaalla. Esimerkiksi jos hyvät emakot karsitaan emakkosikalasta ensimmäisen poikimisen jälkeen, kertyisi poikimavälistä havaintoja vain niille sioille, joilla on hyvä hedelmällisyys. Kun tämä yhteys otetaan huomioon, kuten MT-BLUPissa tehdään, voidaan ottaa huomioon yhteydet ja saada oikeat arvot. Toinen menetelmän antama etu on se, että kokonaisjalostusarvon määritys on helppoa kun yhteydet on otettu huomioon jo niiden arvoa laskettaessa. Monen ominaisuuden arvostelut ovat kuitenkin laskennallisesti työläitä; Jos lasketaan kahta ominaisuutta kerralla, laskentatehoa vaaditaan jo kolminkertainen määrä. Toinen ongelma on korrelaatioiden selvittämisen puutteet. Virhe tässä arvioinnissa vie luotettavuutta lopputuloksesta.
perjantai 12. joulukuuta 2008
Suomalainen naudanjalostus.
1800 -luvulla Suomessa aloitettiin varsinainen tavoitteellinen jalostustyö. Tämä tietenkin tehostaa jalostusta ja ennen kaikkea suunnan yksityiskohdat ovat enemmän ihmisten hallittavissa. Kun aikaisemmin eläinten annettiin siitä keskenään miten mielivät (mitäpä sitä jalostamista opetella, kun ei sikaa kuitenkaan saada lukemaan sitä kirjaa), nyt alettiin korostamaan sitä, että vanhempien valinnalla on suuri merkitys jälkeläisiin.
1: Ensimmäinen jalostuksen teoria, jota suomessa käytettiin oli rotukonstanssioppi eli rotupuhtausoppi. Sen mukaan rodut olivat valmiita, itse luonnon ilmiöitä, ja nämä olivat sisäisesti tasalaatuisia. Hyvä karja ei ollut sekarotuista, vaan nimen omaan rotupuhtautta tuli vaalia. (Vaikka esimerkiksi Hitlerin arjalaisuutta korostavaa rotunäkemystä ja eugeniikkaa usein yhdistetään nimen omaan evoluutioteoriaan, tämä yhteys on kuitenkin vahvempi nimen omaan näihin "esidarwiniaanisiin" näkemyksiin.) Maatiaiskarjan yhtenäisiin ominaisuuksiin ei uskottu, ja maatalous keskittyikin puhtaiden eli opin mukaan hyvien rotujen tuontiin ulkomailta. Tähän liittyen vuonna 1845 senaatti päätti jopa, että ayrshire -karjaa tuotaisiin Skotlannista ja Ruotsista.
2: Toinen jalostusteoria joka kehitettiin saksassa 1860 -luvulla, ja joka sieltä sitten saapui pienellä viiveellä Suomeenkin, oli individuaalipotenssioppi, jossa periytymiskyvyn ajateltiin olevan yksilöllinen ominaisuus. Se taas lisäsi kiinnostusta risteyttämiseen. 1800 -luvun lopussa tämä näkyi Suomessa siten, että tänne tuotiin sikarotuja eri maista, kuten Englannista, Tanskasta ja Saksasta. Etenkin yorkshire -sikoja risteytettiin maatiaisrotujen kanssa.
3: Tärkeä vertailuvuosi on luonnollisesti Charles Darwinin "Lajien synty", jonka 1. painos ensimmäisenä päivänään loppuunmyytiin vuonna 1859. Evolutiivinen näkemys jalostamisessa toi sen olennaisen muutoksen, että karjan laadun parantamiseen luotettiin enemmän. Vanhassa näkemyksessä keskityttiin enemmän huonontumisen ehkäisemiseen, ja tämän ajateltiin johtavan karjan potentiaalin paranemiseen tiettyyn perinnölliseen tai rodulliseen laatuun asti.
Tähän toimintaan liittyi sonnien yhteiskäyttö. Tämä nähtiin tärkeäksi, koska hyvät sonnit haluttiin mukaan laajemmin. Näin pienetkin tilat pääsivät parantamaan tuloksiaan. Toisin sanoen urosvalinnan edut huomattiin: Kun lehmä voi saada vain muutaman vasikan, ei sonnilla ole vaikeuksia levittää ominaisuuksiaan laajemmallekin. Tästä kehittyi sonniyhdistyksiä, joita rekisteröitiin 1880 -luvulla.
1898 senaatti myönsi määrärahaa karjanäyttelyihin. Niitä pidettiin vuoden sisään kolme kappaletta. Niiden piirissä levitettiin ideaa jalostamisesta, sen periaatteista. Samalla täsmennettiin rotujen ominaisuuksia ja arvioitiin eläinten muotoa ja painoa. Näyttelyt olivat tärkeitä innostajia ja niiden pohjalta syntyi karjanjalostusyhdistyksiä. Aluksi rotuja olivat maatiaiskarja, joka jaettiin kolmeen tyyppiin, Itäsuomenkarjaan, Länsisuomen karjaan ja Pohjoissuomen karjaan. Lisäksi oli ulkomaalainen ayrshire. Aluksi niiden tärkeimmät asiat olivat kantakirjaus, ja luonnollisesti tähän liittyvä rodun ulkomuoto ja rakennestandardien tekeminen, jotta voitiin sanoa että nauta täytti ne ehdot jotka rodulla oli. Esimerkiksi Itä-Suomen karjanjalostusyhdistys (ISK) kantakirjasi itäsuomenkarjan ja se määritteli rodun seuraavasti: "pyrittävä keskikokoiseen, karvaltaan hallavan punaiseen tai hallavan ja valkoisen kirjavaan, selväpiirteisesti lypsytyyliseen ja hienorakenteiseen lypsyeläimeen." Rotu standardisoitui niin nopeasti, että rodun tuotanto -ominaisuudet kärsivät koska tiukka valinta keskittyi muoto -ominaisuuksiin, mikä johtaa helposti ominaisuuksien nopeaan katoamiseen muissa asioissa.
Aluksi eri rotujen parissa toimittiin erikseen, mutta ajan kanssa yhteistyölle alettiin näkemään arvoa, ja 1923 asiaa mietittiin erityisessä yhteistyöelimessä. 1946 syntyi Suomen Karjanjalostusyhdistys (SK) ja 1951 toiminta oltiin saatu hanskattua niin että karjanjalostusyhdistysten toiminnat kokonaan yhdistyivät. Aluksi yhdistettiin eri rotujen eri rotujen kantakirjat. (Tässä vaiheessa sonnivalinnoissa alettiin suosimaan suurikokoista ja hyvätuotoksista ayrshireä ja länsisuomen karjaa, ja karja laitumella alkoikin laajasti katsoen "näyttämään ruskeasävyiseltä".)
1962 mustavalkeaa friisiläislehmää alettiin tuomaan maahan kunnolla. Aikaisemminkin rodusta oli toki yksittäisiä kokeiluja: Ensimmäinen oli ollut jo 1800 -luvulla. SK otti tämänkin rodun suojiinsa. Lisäksi kun maidontuottajat keskittyivät tuotospuoleen, kävi niin että friisiläistä ristetytettiin paljon, jotta saataisiin lisää maidon ja lihantuotanto -ominaisuuksia. Kantakirjaan pistettiin tarpeen vuoksi puhtaiden rotujen lisäksi risteytyseläinten osasto. Friisiläinen nauta suomenkarjan osuus putosi rutkasti, noin puolesta sinne 5% korville. Suomen kotieläinjalostusyhdistys(SKJY) - joka muutti myöhemmin nimensä Suomen kotieläinjalostusosuuskunnaksi - laajensi yhteistyötä, jolloin naudan ja sianjalostuksen käsittely yhdistettiin.
Lihantuotantoon keskityttiin 1951, kun liharotuisia nautoja alettiin tuoda maahan, ensimmäinen rotu oli aberdeen angus jota seurasi hereford (1959), lukuisia rotuja tuotiin maahan pikku hiljaa, esimerkiksi minusta kivan näköinen blonde d'aquitaine vasta 1990 -luvulla. Liharodut yhdistyivät/liittyivät erityisen Suomen Lihakarjayhdistyksen alle vuodesta 1969 eteenpäin. Se aloitti lihakarjan ominaisuuksien tarkkailun vuonna 1974. Tämä toiminta liittyi SKJY:hyn vuonna 1982.
Merkittäviä muutoksia jalostukseen syntyi keinosiemennyksen tiimoilla. Se esiteltiin maassa 1936 ja Helsingin Yliopisto testaili sitä laajassa kokeessa vuonna 1945. Se havaittiin hyväksi. Keinosiitosyhdistyksiä perusteltiin melko pian tämän jälkeen. Muutama niistä oli niin laajoja että niillä oli oma sonniasema. 1948 perustettiin Keinosiemennysyhdistysten liitto (SKYL) ja seuraavana vuonna valtio sääti keinosiemennyssonnien ominaisuusvaatimuksia. Tämä konsti yleistyi nopeasti ja lähestulkoon kaikki naudat keinosiemennettiin jo vuonna 1969.
Karjan ominaisuuksien tarkkailu on tärkeä osa jalostamista, koska vain sitä mitä mittaa voi jalostaa. Siksi Tanskalaisten maaiman ensimmäinen tarkkailuyhdistys, vuonna 1895 oli merkittävä. Suomessa tarkkailussa oli aluksi lähinnä suuria karjoja. 1920 -luvulla tarkkailun piirissä oli ehkä viidennes karjasta. Suosio alkoi vasta 1970 -luvulla ja 1995 vuonna 70% lehmistä oli tarkkailun piirissä. Koska jalostustavoitteet siirtyvät tuotantotavoitteiden ja lainsäädösten ja ihmisten kulutustottumusten mukana, on tärkeää kiinnittää huomiota siihen mitä ominaisuuksia jalostetaan. Siksi alusta pitäen kiinnitettiin jonkin verran huomiota nimen omaan maidontuotanto -ominaisuuksiin; Karjan taloudellinen kannattavuus riippui niistä. Tuotantotaipumukset, sopeutuminen hoitoon terveys ja muut vastaavat asiat nähtiin tärkeänä. Kiinnostuksen kohteena oli se, että ominaisuus kattoi hoitamisen vaivan ja ruokintakustannukset. Aluksi tarkkailtiin vain lehmiä, koska ne tuottivat maitoa. Myöhemmin alettiin tarkkailemaan myös sonnejen "geenien maidontuotoskykyä" niiden jälkeläisten kautta. Tarkkailun arvo syntyy siitä että huono lypsäjä voidaan karsia ämpärituntumalla, mutta keskiarvon kohdalla on suurin osa yksilöistä joten tässä kohdassa tarkentamalla tuloksia saadaan kehitettyä parhaitten ilman että karjasta valtaosaa pistetään lihoiksi, mikä taas pitkässä linjassa pienentää karjan kokoa.
1: Pääpaino oli aluksi ulkomuodossa, pääasiassa syy oli se että perinnöllisyyden teoriaa tunnettiin melko huonosti. Kuitenkin tuotos periaatteessa kiinnosti ja tuotostietoja kirjattiin ylös. Lehmien tuotokset ilmoitettiin voikiloina, ei maitona tai lihana. 1910 -luvulla painotus keskittyi maidon rasvapitoisuuteen, jonka tuli luonnollisesti olla korkea. (Nykyisin tätä ei arvosteta samaan tapaan.) Samana vuonna kiinnostus myös rehuhyötysuhdetta kohtaan kasvoi: Katsottiin paljonko voirasvaa syntyi rehusta. 1908 lehmille asetettiin rasvatuotos ja maidon rasvapitoisuusvaatimuksia, sonnejen kohdalla 1918 kiinnostuttiin sen jälkeläisten rasvantuotannosta.
2: Ulkomuotokeskeisyys lopahti 1920 -luvulla, kun tutkimuksissa huomattiin että sarvien pituus tai vedinten pituus ja muut vastaavat ominaisuudet eivät suoraan sano tuottaako nauta hyvin vai ei. Alkoi ominaisuuksien tarkastelu: lypsykauden pituuden(1920 -luvun loppupuoli) tarkkailu oli ensimmäinen. Lehmien kestävyys alkoi kiinnostamaan 1930 -luvulla, jolloin 50 -tonnin luokka syntyivät, eli alettiin palkitsemaan nautoja jotka olivat tuottaneet riittävästi (Jalostuksen edistymisestä puhuu omaa kieltään se, että nykyisin on "satatonnareita"). Maidon valkuaispitoisuus alkoi kiinnostamaan 1940 -luvulla. 1950 -luvulta lähtien rasvapitoisuutta on pyritty pienentämään. 1960 -luvulla kiinnostuttiin lihantuottokyvystä ; kasvunopeutta ja lihaksikkuutta. Lypsettävyys ja karkearehun syöntikyky, poikimisen helppous, laitumenkäyttökyky ja monet muut ovat tarkkailussa ja niiden suhteen olennaista onkin lähinnä se, miten tavoitteet sopivat myös tulevaisuudessa ja muuttuvassa maailmassa. Kestäviä tavoitteiksi on yleisesti katsottu rehustukseen liittyvät asiat.
3: Aluksi ominaisuuksia arvioitiin tietämättä niiden heritabiliteettia ja arvosteluvarmuutta. Jalostus oli fenotyyppiin perustuvaa. Koska genetiikalla on osuutensa ulkonäössä tämä oli toki aivan eri asia kuin satunnainen pariuttaminen, mutta ympäristötekijät toivat siihen häiriötä. Etenkin keinosiemennyksen yleistyminen pakotti kuitenkin miettimään genetiikan laatua. Vasta 1950 -luvulla suomessa opittiin testaamaan genotyyppejä, ja tässä vaiheessa jalostuksessa otettiin huomioon se, että kannatti keskittyä niihin ominaisuuksiin joilla on korkea heritabiliteetti: Jos ominaisuus määräytyy suuresti genetiikan kautta ja vain vähän ympäristötekijöistä, niihin keskittyminen tuo varmempaa, hallittavampaa ja nopeampaa tulosta pienemmällä valintapaineella. 1974 vuonna otettiin käyttöön indeksit, jotka olivat yhteenvetoja monen eri ominaisuuden valinnasta. Tärkein indeksi tuolloin oli lehmäindeksi. 1983 siirryttiin suoraan vertailuun ja BLUP -arviointi astui mukaan kuvioihin. (Se kehitettiin 1981 ja silloin sille annettiin suomalainen nimi NASTA (Nasevin Arvio Sonnin Todellisesta Arvosta) ja silloin sen laskemisessa keskityttiin tyttärien ensikkotuotoksiin.)
___3.1: Aluksi vaikeutena oli se, että koska indeksit saatiin vasta melko vanhoille sonneille, kävi niin että lehmät haluttiin risteyttää vanhojen sonnien kanssa. Tämä taas johti siihen että nuoret sonnit, joilta haluttiin saada indeksit, olivat epäedullisessa asemassa, ja toisekseen se hidasti jalostuksen nopeutta, koska sukupolven välinen aika kasvoi. Tämän vuoksi karjaa jaettiin osiin: Paras 1/5 jalostettiin parhailla sonneilla, 2/3 keskinkertaisimmat nuorsonneilla, lopuille huonoimmille taas laitettiin liharotuisia sonneja tai lihantuotto -ominaisuuksiltaan hyviä sonneja. Toinen ongelma sonnivalinnasta joka tehostui keinosiemennyksen myötä oli piilevät letaalit ominaisuudet tai viat: Yksi sonni vaikutti laajasti. Siksi näiden kartoitus muuttui tärkeäksi, koska ne nopeasti muutoin voisivat yleistyä karjoihin. Ja tämä tarkoittaisi sitä että piilevät ominaisuudet myös näkyisivät usein; Harvinainen resessiivinen haitta ei yleensä näy päälle päin, yleinen taas haittaa melkoisen usein.
Mielestäni erikoinen kehä liittyykin sukusiitokseen: Alussa panostettiin rotupuhtauteen; Puhdasrotuisuus mitattiin sukupolvina ja rodun ulkopuolelta ei "haettu tavaraa". Sukusiitosta käytettiin tarkoituksellisesti. Ajateltiin että lähisukulainen on huippulehmän paras kumppani. Myöhemmin karjaa risteytettiin mutta keinosiemennys toi mukanaan aivan samaa keskittymisvaaraa, mitä rotupuhtauteen keskittyminen tuo mukanaan. Tosin ryhmäjalostuksella tätä voidaan pienentää; 1960 -luvulla kokeiltiin sukusiitosta pienentävää ryhmittelyä ayrshire -karjalla. Karja jaettiin ryhmiin ja sonnien emät ja isät valittiin samasta luokasta, kun taas lehmien vanhemmat valittiin kiertoperiaatteella eri ryhmistä. Ryhmäjalostusta käytettiin, mutta siitä luovuttiin kun valinta heikentyi kun jokainen sonniasema halusi joka ryhmästä oman yksilön ja toisaalta osa ryhmistä satunnaisista syistä supistui pieneksi. Nykyisin karjassa voidaan ajatella lisäksi myös heteroosin vaikutusta kun sonneja valitaan; Heteroosi perustuu siihen että jos jostain geenistä on eri kromosomeissa eri alleeleja, tulos on parempi kuin näillä yksinään. "Kokonaisuus on näillä hieman enemmän kuin osansa". Vaikka heteroosi sinällään ei periydy se kannattaa ottaa huomioon, koska tässä yksilön ominaisuudet paranevat.
torstai 7. elokuuta 2008
Geenit ja ympäristö
Jos lapsi muistuttaa posteljoonia, kyseessä ovat ympäristötekijät."
Kun puhutaan geeneistä ja ympäristöstä, nämä nähdään usein keskenään kilpaileviksi
ominaisuuksiksi. Ne eivät olekaan aivan sama asia. Siksi onkin tärkeää huomata, että tämän arviointiin on kaksi käsitettä, genotyyppi ja fenotyyppi.
1: Genotyyppi on yksilön geneettiset ominaisuudet. Tämä koostuu pelkistä perintötekijöistä.
2: Fenotyyppi on yksilön ulkoasu, se miltä se näyttää ja millainen se muutoin on. Tässä vaikuttavat genotyypin lisäksi ympäristötekijät.
Näistä fenotyyppiä voidaan tarkastella suoraan. Genotyypin näkeminen suoraan onnistuu geenitesteillä, mutta kun niitä on tarjolla vain marginaalisissa tapauksissa, genotyyppiä arvioidaan toisilla menetelmillä. Tärkein mittari tähän on heritabiliteetti.
Heritabiliteetti arvioidaan matemaattisia tarkennuksia lukuun ottamatta seuraavalla tavalla:Populaatiosta otetaan otos yksilöitä, ja otetaan tutkittavaksi jokin piirre, jota mitataan standardoidusti, eli kaikilla samalla tavalla. Tämä voi olla paino, tai lehmän lypsämän maidon määrä tai valkuaispitoisuus. Sitten lasketaan näytteen yksilöiden varianssi, muuntelu. Sitten arvioidaan kuinka suuri osuus tästä johtuu perimästä. Tämän arvioinnissa käytetään:
1: BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) -analyysi jossa otetaan huomioon jokaisen eläimen tulokseen vaikuttaneita ympäristötekijöitä ja testatun yksilön tuloksen ohella otetaan huomioon myös sen sukulaisten tulokset. BLUP -in avulla saadaan eläimen perinnöllinen taso (joka esitetään BLUP -indeksinä, lukuarvona) kyseisessä ominaisuudessa esiin. BLUP -analyysi on hyvä koska ympäristötekijät vaikuttavat: Vaikka jonkun naudan kasvu olisi geneettisesti erinomainen, se voi olla huonoissa oloissa ja jäädä siksi kitukasvuiseksi ja pieneksi. Fenotyyppi kun ei aina kerro totuutta eläimen jalostusarvosta. BLUP-indeksi on ennuste eläimen perinnöllisestä arvosta, genotyypistä. Se ei siis kuvaa eläimen omaa tilaa, fenotyyppiä. Fenotyyppiä voidaan testata esimerkiksi mittalypsyllä tai laittamalla nauta vaakaan. BLUP -indeksissä on kyseisen aineiston perusteella laskettu arvio siitä millaiset perintötekijät ovat. Tämä ei ole täydellinen tulos, vaan arvio. Tosin se tarjoaa kuitenkin erittäin hyvän ennusteen tuloksille: Ainut tunnettu keino selvittää geneettinen taso tätä varmemmin on geenitesti. Polygeenisille (engl. polygeny) ominaisuuksille, joissa yhden fenotyyppisen piirteen syntyminen on seurausta usean geenin vuorovaikutuksessa, geenitestejä on vain harvoin. Tälöin yhdellä geenillä on yksinään vain pieni vaikutus ja niiden yhdistelmä voi tuottaa erikoisia tilanneriippuvaisia tuloksia, joita pelkästään yksinään ei olisi. Useat geenit vaikuttavat tyypillisesti määrällisissä ominaisuuksissa, kuten pituudessa ja painossa. Samoin esimerkiksi utarerakenteen geenitestiä ei ole. Tällöin BLUP on parasta mitä voidaan tarjota jalostuksen työkaluksi.
2: Heritabiliteetin arviointia tehdään myös kaksostutkimusten avulla. Identtisillä kaksosollahan on keskenään samat geenit. Kun heidän tuloksiaan verrataan erimunaisiin kaksosiin, jotka siis ovat myös keskenään saman ikäisiä, mutta eivät ole geneettisesti sen samanlaisempia kuin sisarukset muutoin ovat. Kun verrataan tuloksia, saadaan selville arvio siitä kuinka paljon ympäristötekijät vaikuttavat.
On kuitenkin syytä muistaa että heritabiliteettia ei saa soveltaa yksilöihin. Siksi on väärin sanoa että jonkun tietyn naudan tai ihmisen ominaisuudesta 80% on geneettistä ja 20% ympäristön aiheuttamaa. Sen sijaan on oikein sanoa vaikka että Suomen lehmien tai Kenian urheilijoiden ominaisuudesta 80% on geneettistä ja 20% ympäristön aiheuttamaa. Heritabiliteetti arvioidaan populaatiosta, eikä sen tulokset ole sovellettavissa yhteen yksilöön, vaan ainoastaan populaatioon. Kotieläinjalostukselle tässä ei ole ongelmaa, koska evoluutiossa muutos ei koske yksilöä vaan populaatiota : Jalostaja valitsee populaatiosta ne yksilöt joiden jälkeläisiin hän panostaa. Jalostusvauhti taas lasketaan kaavalla:
populaatiot aika usein pysyvät vakiokokoisina tuotantoeläinjalostuksessa (koska tila elättää sen tietyn määrän eläimiä ilman laajennuksia jotka maksavat ja tyhjän tilan pitäminen ei ole taloudellisesti kannattavaa) tätä voi käyttää arvioinnissa apuna.
Toisaalta heritabiliteettiin liittyy joitain todella kiinnostavia yksityiskohtia:
1: Heritabiliteettia ei ole ilman variaatiota. Näin esimerkiksi jos olettaisimme että kaikilla ihmisillä on viisi sormea (ellei amputaatio ja onnettomuus ole vaikuttanut), havaitaan että heritabiliteetti on 0. Tämä tarkoittaa sitä että vaikka sormien määrä olisi täysin geneettisesti määräytynyt, se ei silti saa heritabiliteettia. Jalostuksen kannalta tämä ei ole ongelma, koska jos ei ole variaatiota, ei siihen voi kohdistaa valintaakaan. Valintahan tapahtuu pohjimmiltaan vaihtoehtojen välistä karsimisena.
2: Heritabiliteetti on ympäristökohtainen. (Kotieläinjalostuksessa tilat ovat kuitenkin keskenään niin samanlaisia että tämä ei vaikuta.) Tämä muutos on itse asiassa jopa yllättävään suuntaan: Hyvissä oloissa heritabiliteetin määrä kasvaa, geneettisen vaikutuksen määrä ja vaikutus näkyy siis enemmän. Tämä on helpoin kuvata kasvuominaisuuksilla: Ihmiset kasvavat eri pituisiksi. Jos lapsi ei saa riittävästi ruokaa, hän ei kasva koko tätä määrää. Siksi yhteiskunnan olojen ja ravinnon saannin määrän kasvu johtaa siihen, että keskipituus kasvaa. Ja tämän lisäksi useat saavuttavat "geneettisen maksiminsa", eli kasvavat niin pitkiksi että eivät millään ravinnolla kasvaisi tämän jälkeen kuin leveyttä. Tämä taas tuo geneettiset ominaisuudet selvästi esiin, korostaa niitä. Samoin on monien muidenkin ominaisuuksien kanssa.
___2.1: Näin esimerkiksi yhteiskunta, joka kouluttaa kaikkia, antaa itse asiassa lisää etulyöntiasemaa niille jotka ovat geneettisesti lahjakkaita, esimerkiksi älyn tai muistin kautta. (Näistä ominaisuuksista osa on geneettistä.) Tämä on hieman erikoinen ja yllättävä tulos. Toisaalta tämä ei ole välttämättä niin paha asia kuin miltä se ensikuulemalta saattaa tuntua: Esimerkiksi vilunsoitolle ei ole taatusti mitään "Stradivariusgeeniä", mutta sen sijaan rytmitaju ja sorminäppäryys ovat ominaisuuksia jotka vaikuttavat soittotaitoon ja NÄISSÄ on geneettistä vaikutusta takana. Kun ihmisillä on lisäksi jännittävä tapa kiinnostua asioista joissa on hyvä, tästä seuraa se, että kun lapsi saa soittimen vanhemmiltaan, vanhemmat ovat keskimäärin kiinnostuneempia musiikista sekä musiikillisesti lahjakkaampia kuin sellaiset jotka eivät anna lapsilleen viulua. Tämä taas tarkoittaa sitä että heillä on takana keskimäärin enemmän
geneettisiä ominaisuuksia. Joten lapsikin on keskimäärin geneettisesti parempi viulunsoittaja. (Tätäkään ei saa soveltaa yksilöihin, vaan ainoastaan populaatioihin.) Näin lapsi päätyy keskimäärin sattumaa useammin soittamaan viulua, jossa on lahjakas geneettisesti. Ja hyvänä oleminen on mukavaa. Näin monipuolisesti kaikkia kouluttava yhteiskunta johtaakin siihen että ihmiset päätyvät useammin tekemään niitä asioita joihin heillä on geneettistä lahjakkuutta. Eikä tähän tarvita mitään määräämistä ja pakkovaltaa, vaan ihmiset tekevät tämän vapaaehtoisesti ja itse ja saavat iloa ja menestyksen kokemuksia palkaksi.
