Spring naar inhoud

DE MYTHE VAN HET HYBRIDE EFFECT BIJ HONDEN… IS EEN MYTHE


Een artikel over heterosis.

Door Carol Beuchat PhD
Met toestemming vertaald en overgenomen van de website van het Institute of Canine Biology

Ik heb twee lijsten met wat ik wil doen in mijn leven. Één voor de dingen die ik wil beleven en bereiken in het leven. Een lijst die ondanks regelmatig afstrepen, langer is dan wat redelijkerwijs te verwachten zou zijn van wat ik kan doen in mijn tijd op deze aarde. De andere bucketlist is een lijst met onderwerpen betreffende genetica en het fokken van honden, waarover ik wil schrijven. Deze lijst wordt elke dag langer en ik kan alleen hopen dat op een gegeven moment deze zo lang is dat ik degene die zo ver onderaan de lijst staan dat ik geen hoop meer heb daar ooit nog aan toe te komen, en ik die eraf kan gooien. Dit zal de lijst dan korter laten lijken, maar het reduceert niet het belang van deze onderwerpen.

De mythe van het hybride effect bij honden is een onderwerp dat ik heb uitgesteld, hopende dat het van de lijst zou vallen. Maar het komt steeds weer naar boven en de noodzaak om dit onderwerp aan te roeren blijft me aankijken. Dus het is nu tijd daarvoor.

Als eerste wil ik zeggen dat dit over de biologie van genen gaat. Genetica is complex en het is belangrijker dat ik iets schrijf dat hondenfokkers zullen begrijpen dan alle kleine nuances benoemen waar ik niet aan voorbij zou gaan als ik een zou schrijven voor een wetenschappelijk publiek. Wat je moet begrijpen is dat er een waarheid is, die ondersteund wordt door data van tientallen jaren, als wel een wetenschappelijke verklaring die stevig verankerd is in ons fundamentele begrip van hoe genetica werkt. Nu weet ik zeker, dat sommige mensen zullen reageren met “Maar...” en dan komen met iets waar ik het niet over heb gehad, zodat ze dit alles hopen af te kunnen doen als nonsens. Er is veel meer waarover we zouden kunnen praten, maar er zijn geen “maar”s die de simpele feiten kunnen veranderen en laat je niet proberen te overtuigen van het tegendeel, door iemand die niet bereid is dit te onderbouwen.

Steeds weer, kom ik discussies tegen over de “levenskracht van de kruising” en waarom dit (zogenaamd) niet bij honden voorkomt. De argumenten centreren zich meestal op wat discussie over raszuivere en gekruiste hondenrassen en het standpunt dat wordt ingenomen is dat raszuivere honden net zo gezond zijn als gekruiste honden. Deze ideeën krijgen een brede en enthousiaste steun van hondenfokkers en worden zelfs aangevoerd als reden waarom Doodles en andere doelbewuste kruisingen een ramp zijn. Men wijst naar gepubliceerde onderzoeken die dit ondersteunen en zelfs mensen met relevante professionele expertise komen met ondersteuning. Maar zoals ik eerder zei, er is een waarheid hier waar we echt over moeten praten.

Voordat we het kunnen hebben over de mythe van het hybride-effect, moeten we over inteelt praten. Inteelt en het hybride-effect (waar we naar gaan verwijzen met de wetenschappelijke term heterosis) zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden en we kunnen heterosis niet adequaat uitleggen zonder begrip van basale consequenties van inteelt. Nog even geduld dus.

Inteelt is de paring van dieren die verwant zijn. Ze kunnen al dan niet nauw verwant zijn en we willen misschien onderscheid maken tussen nauwe inteelt en “minder nauwe” inteelt", lijnteelt, maar voor genetica is het allemaal inteelt en zo zullen wij het hier ook noemen.
Verwante dieren delen een aanzienlijk aantal allelen als gevolg van gemeenschappelijke voorouders, dus het paren van verwante dieren maakt het waarschijnlijker dat de nakomelingen twee kopieën van hetzelfde gen erven. We noemen deze allelen op die locus homozygoot (d.i. hetzelfde), als er twee verschillende allelen op de locus zijn, noemen we dat heterozygoot. Als gevolg van eenvoudige genetica, vergroot inteelt homozygotie en verkleint heterozygotie.

Fokkers van dieren merkten al een lange tijd terug dat hoewel inteelt de voordelen gaf van het verbeteren van de voorspelbaarheid en uniformiteit van nakomelingen, dat er ook een effect was dat men algemeen beschreef als “verlies aan levenskracht” (Wright 1922; Lush 1943; en ik bespreek dat HIER). .
Deze effecten konden erg subtiel zijn en zelfs over het hoofd worden gezien als reflectie van de normale variatie in de kwaliteit van een groep dieren, maar onderzoek van de laatste 100 jaar heeft bevestigd dat dit fenomeen echt is (Charlesworth & Charlesworth 1987; Charles & Charlesworth 1999; Charlesworth & Willis 2009). We noemen dit “inteelt depressie”.

Inteelt depressie is geen toename in de incidentie van genetische aandoeningen met een relatief hoge erfelijkheidsgraad zoals PRA, cardiomyopathie of hemolytische anemie. Het verwijst eerder naar het verlies van wat biologen “fitness” noemen, welke een scala aan eigenschappen omvat die invloed hebben op de mogelijkheid van een dier om succesvol zijn genen door te geven aan de volgende generatie. Dieren die sterven voor ze zich voortplanten hebben een fitness van nul. Dieren die zichzelf succesvol voortplanten maar niet naar behoren voor hun nakomelingen zorgen, die daardoor sterven, hebben ook een fitness van nul. Dieren die een hoge mate van fitness hebben, krijgen nakomelingen die zich zelf ook weer voortplanten en daarmee hun genen bestendigen in de populatie en dieren die dat minder effectief doen of compleet falen hebben een lage of geen fitness.

In de context van de vermeerdering van dieren of planten, refereren we, als we spreken over inteelt depressie, meestal naar de verzameling van eigenschappen die de vermeerdering en levensverwachting reduceren, zoals vruchtbaarhheid, grootte van de nakomelingen, pre- en postnatale sterfte, maternale zorg, ziekteresistentie en in het algemeen “levenskracht en vitaliteit”. Deze effecten zijn in duizenden onderzoeken gedocumenteerd en, hoewel er nog steeds veel geleerd moet worden, is er bij alle soorten organismen geen discussie over het feit dat dit een reëel fenomeen is, in zowel wilde als gedomesticeerde dieren (Nicholas 1995).

Waarom hebben ingeteelde dieren een lagere fitness? Omdat inteelt resulteert in een toename van homozygotie van het genoom en homozygotie verlaagt fitness, resulterend in inteelt depressie (Charlesworth & Charlesworth 2009).  Homozygotie kan fitness verlagen omdat het de expressie van schadelijke recessieve allelen kan vergroten, waarvan sommigen dodelijk kunnen zijn en voor een vroege dood in het embryonale stadium zorgen. Eveneens kan er een hoge mate van homozygotie zijn in vele allelen met een klein effect die de voortplanting en andere ontwikkelings en fysiologisch complexe processen regelen. Homozygotie reduceert ook de voordelige effecten van “overdominantie”, waarin heterozygotie op een locus bevooroordeeld is t.o.v. homozygotie op andere allelen (“heterozygoot voordeel”)(Charlesworth & Willis 2009). Ik heb enkele interessante voorbeelden van heterozygoot voordeel HIER besproken). We kunnen veel meer zeggen over de genetica van inteelt depressie en er zijn enkele bronnen in de referenties aan het einde van dit artikel die over de details gaan, maar dit is de basis van wat we moeten begrijpen over inteelt depressie zover het is gerelateerd aan het onderwerp heterosis.

Natuurlijk is het een belangrijk punt dat inteelt depressie bij honden op dezelfde wijze optreedt als bij andere zoogdieren. Met het stijgen van de inteelt bij honden, verlaagt het bevruchtingscijfer, de spermatelling gaat omlaag, nestgrootte verkleint, pre- en postnatale overlevingscijfers zijn lager en de levensverwachting is korter. Honden vertonen inteelt depressie op precies de zelfde wijze als andere zoogdieren en gewervelde dieren in het algemeen. Ik heb enige data voor honden samengevat op de website van ICB, HIER, HIER en HIER).

Ok, hoofd er weer bij mocht je zijn wat zijn afgedwaald. Hier is de pointe:
Inteelt vergroot homozygotie welke resulteert in inteelt depressie met negatieve effecten waar we losjes naar kunnen refereren als “verlies aan levenskracht”.

Heterosis – hybride kracht - is het tegenovergestelde van het verlies van levenskracht door inteelt depressie, als gevolg van een toename van genetische heterozygotie.

Toegenomen homozygotie resulteert in inteelt depressie bij honden, dus de afname van inteelt depressie is het resultaat van toegenomen heterozygotie, dat is heterosis. Zo simpel is het.

Er zijn enkele belangrijke punten om te benadrukken. Allereerst, de genetische aandoeningen waar fokkers mee te maken hebben die het gevolg zijn van recessieve mutaties, zoals koperstapeling, centronuclieaire myopathie, multi-drug resistentie of inspannings geïnduceerde collapse daar hebben we het niet over. Ja, deze dingen kunnen zeker de mogelijkheid van een hond om zijn genen aan de volgende generatie door te geven aantasten, maar inteelt depressie gaat niet over specifieke aandoeningen maar eerder over de voortdurende schade aan functies
die de gezondheid en productiviteit van populaties dieren, langzaam over de generaties af laten brokkelen. De effecten van inteelt depressie keren, gaat niet over het repareren van één of twee genen.

Je merkt dat we het hier nergens hadden over dat het hybride effect alleen geldt voor kruisingen tussen soorten, wat vaak gebruikt wordt als een manier om dit onderwerp als irrelevant te bestempelen in discussies over honden. In feite, is er hier wat verwarring over het gebruik van verschillende belangrijke termen. Dat wat een soort definieert is de onmogelijkheid om vruchtbare nakomelingen te produceren met andere soorten, iets wat biologen “reproductieve isolatie” noemen, wat het gevolg kan zijn van anatomie, fysiologie, geografie of zelfs gedrag. Twee soorten gaan meestal niet samen.
Maar er zijn een paar dieren die we als afzonderlijke soorten beschouwen en die wel gezond nageslacht kunnen krijgen, maar deze zijn meestal steriel, zoals muildieren als kruising tussen paard en ezel. Muildieren zijn “interspecifieke” (tussen soorten) hybrides. Als deze kruisingen gewoonlijk steriel zijn, produceren we geen enkel hybride effect als we deze kruising doen. Dus de opmerking dat hybride effect niet bij honden voorkomt omdat het alleen geldt voor afzonderlijke soorten, is incorrect.

Maar we kunnen het ook hebben over de hybriden die ontstaan door het kruisen van dieren binnen een soort, zoals het kruisen van verschillende variëteiten of genetisch verschillende subpopulaties of lijnen. Dit zijn intraspecifieke hybriden. Toen Mendel de basis van de genetica onderzocht, deed hij kruisingen tussen verschillende cultivars of stammen van erwten, en creëerde daarmee intraspecifieke hybriden.

Net als Mendel zijn erwten, zouden kruisingen tussen hondenrassen ook intraspecifieke hybriden voortbrengen, meestal aangeduid als F1 kruising. Als we rasuzuivere honden met inteelt depressie als gevolg van toegenomen homozygozitie, kruisen met een ander ras, zal de homozygotie van het nageslacht verminderen en daardoor resulteren in hybride kracht. Maar in feite hoeven de honden niet van een ander ras te zijn, het kunnen zelfs verschillende lijnen in een ras zijn, als deze populaties voor verschillende generaties niet gekruist zijn, raken ze genetisch van elkaar verwijderd en als ze gekruist worden, zullen de nakomelingen waarschijnlijk meer heterozygoot zijn dan één van beide ouders.
In feite worden deze kruisingen binnen rassen, op grote schaal gebruikt in de dierfokkerij om het niveau van inteelt te beheersen en om de vitaliteit van de dieren te vergroten. (Je kunt HIER er meer over lezen.)

De inzichten betreffende inteelt depressie en heterosis zijn wat we “gevestigde wetenschap” noemen. De details kunnen misschien veranderen in het licht van nieuw onderzoek of ideeën, maar er is een wijdverbreide acceptatie onder wetenschappers dat de fundamenten solide zijn en aannemelijk de tand des tijd zullen weerstaan.

Inteelt depressie en hybride kracht zijn voorspelbare en begrijpelijke gevolgen van veranderingen in genetische heterozygotie die uit bepaalde fokstrategieën kunnen voortkomen. Fokkers van andere gedomesticeerde dieren weten al lang hoe ze heterosis in hun voordeel kunnen gebruiken door het opzettelijk kruisen in of tussen rassen om grotere heterozygotie te verkrijgen in de nakomelingen dan in hun ouders. Veel gevestigde hondenfokkers begrijpen heterosis en gebruiken het met goed effect in hun eigen fokprogramma's.

Dus nee, het hybride effect bij honden is geen mythe. Maar waarom blijven hondenfokkers hardnekkig volhouden dat het dat wel is?
Dit onderwerp is op mijn bucketlist. Dus blijf ons volgen.

Charlesworth D & B Charlesworth. 1987. Inbreeding depression and its evolutionary consequences. Ann Rev Ecol Syst 18: 237-268.

Charlesworth B & D Charlesworth. 1999. The genetic basis of inbreeding depression. Genet Res, Camb 74: 329-340.

Charlesworth D & JH Willis. 2009. The genetics of inbreeding depression. Nat Rev Genetics 10: 743-796.

Dickerson, GE. Inbreeding and heterosis in animals. J Anim Sci 1973: 54-77.

Lush J. 1943. Animal breeding plans. The Iowa State College Press, Ames, Iowa. (pdf)

Nicholas FW. 1995. Veterinary Genetics. Oxford Science Publications.

Wright S. 1922. Coefficients of inbreeding and relationship. Am Nat 56: 330-338.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

error: Content is protected !!