Yhteistyöllä parempiin tuloksiin käyttöominaisuuksien jalostamisessa

Tavoitteena toimiva käyttökoira -seminaarin (HETI ry.) luentojen antia. / Anne Kilpi
(Julkaistu Belgianpaimenkoirat-lehdessä 2/2007.)

– On paljon vaikeampaa tuottaa paljon hyvälaatuisia pentueita vuosi vuodelta kuin kasvattaa yksi ainoa loistava pentue, totesi yhdysvaltalaisen opaskoirakoulun The Seeing Eye:n jalostuksesta vastaava johtaja Eldin A. Leighton Hämeenlinnassa helmikuussa. Heti ry:n (Kokonaisvaltaisen koiranjalostuksen tuki ry) järjestämässä Tavoitteena toimiva käyttökoira -seminaarissa puhunut Leighton kertoi käyttöominaisuuksien jalostamisesta opaskoirakoulussa ja antoi vinkkejä myös siihen, miten yksittäinen koirankasvattaja voi suunnitelmallisemmin tähdätä parempaan jalostustulokseen. Samassa tilaisuudessa luennoi myös Helsingin Yliopiston Kotieläintieteen laitoksen lehtori Anna-Elisa Liinamo eurooppalaisesta virkakoiranjalostuksesta ja jalostusindeksien hyödyntämisestä. Niin Leighton kuin Liinamo korostivat esitelmissään kasvattajien välistä yhteistyötä pitkän tähtäyksen edistymisen avaimena.

Opaskoirakoulun jalostusohjelma perustuu kattavaan tutkimukseen ja tilastointiin

(Dr. Eldin A. Leighton: Producing Genetically Improved Dogs)

Yhdysvalloissa toimii maailman suurin opaskoirakoulu, The Seeing Eye, joka sai alkunsa vuonna 1929. Vuosikymmenten aikana koulusta on lähtenyt lähes 13 000 opaskoirakoulutuksen saanutta koiraa – lähinnä labradorin- ja kultaisia noutajia sekä saksanpaimenkoiria – näkövammaisten isäntiensä ja emäntiensä avustajiksi. Vuosikymmenten aikana The Seeing Eye on myös luonut jalostusohjelman, jonka tavoitteena on tuottaa käyttöominaisuuksiltaan opaskoiriksi soveltuvia, terveitä koiria. Vuodessa pentuja tuotetaan noin 650.

Koiran luonteen ja käyttöominaisuuksien jalostuksen päämäärät sanelee koiran käyttötarkoitus. The Seeing Eye kasvattaa koiria sokeiden oppaiksi, ja niinpä jalostuskoirilta edellytetään kyseisen työn vaatimia ominaisuuksia ja koulutettavuutta tuohon tarkoitukseen. Ja kun koiranjalostuksesta puhutaan, päämääränä luonnollisesti on tuottaa yksilöitä, jotka soveltuisivat käyttötarkoitukseensa vielä edellisiä sukupolvia paremmin. The Seeing Eye:n jalostuksesta vastaavan johtajan Eldin A. Leightonin mukaan tähän voidaan päästä vain valitsemalla jalostukseen yksilöt, jotka ovat geneettisesti parempia kuin vanhempansa.


Kaikki koirat tutkitaan

The Seeing Eye:n jalostusohjelma koirien käyttöominaisuuksien parantamiseksi perustuu järjestelmälliseen arviointiin, testaamiseen ja tilastointiin sekä jalostusindeksien käyttöön. Koska koiran genotyyppi eli sen dna:n sisältö ei vielä ole ihmisen nähtävissä, on Leightonin mukaan pyrittävä mittaamaan fenotyyppiä eli koiran ilmiasua mahdollisimman tarkasti ja luotettavasti ja käytettävä jalostusvalinnoissa tuota tietoa hyväksi. The Seeing Eye:ssa tämä tapahtuu käytännössä niin, että kulloisenkin vertailuryhmän koirat testataan käyttöominaisuuksiltaan samanikäisinä, samanlaisilla testeillä identtisissä olosuhteissa ja samoja testaajia käyttäen. Koulutettavuus arvioidaan yhdeksänportaisella asteikolla siten, että korkeimman arvosanan (9) saa koira, joka on rauhallinen, miellyttämisenhaluinen, ystävällinen, sosiaalinen, varma äänien ja muun häiriön suhteen sekä käytökseltään hillitty kohdatessaan muita eläimiä, pieniä lapsia tai erilaisia hajuja. Kaikki tulokset tilastoidaan, mikä mahdollistaa kattavan jalostusseurannan.

Tutkimus ja tilastointi ovat avainsanoja myös koirien terveyden jalostusohjelmassa. Ennen jalostusvalintojen tekemistä kaikki koirat tutkitaan silmien, luuston, veren, ruokatorven ja sydämen sairauksien sekä lisääntymiskyvyn suhteen. Esimerkiksi lonkkanivelen kasvuhäiriöitä tutkittaessa käytetään yhdeksänportaista asteikkoa, ja edistys, jonka The Seeing Eye on mm. saksanpaimenkoirien lonkkaniveldysplasian suhteen saavuttanut, on ollut huikea: Kahdeksassa sukupolvessa saksanpaimenkoirien lonkkaniveldysplasiaprosentti putosi 48,7:stä 1,4:ään samalla, kun tutkittujen koirien osuus kasvoi 55,4 %:sta 88, 1 %:iin. Terveystilastojen kaunistuessa muuttuivat myös The Seeing Eye:n saksanpaimenkoirat rakenteeltaan laskevalantioisista neliömäisemmiksi.

Opaskoirakoulun terveystutkimusten ja alkukoulutuksen sekä luonteen testauksen jälkeen jalostukseen päätyvät vain parhaat yksilöt, mikä tarkoittaa käytännössä 2 %:a uroksista ja 4 %:a nartuista. Koirat ovat jalostuskarsintaa tehtäessä kaksivuotiaita. Tämän jälkeen nartut astutetaan joka juoksusta, kunnes ne täyttävät neljä vuotta, johon mennessä yhdellä nartulla on ennättänyt olla 3–5 pentuetta. Kutakin urosta käytetään jalostukseen maksimissaan kahdeksan kertaa. Tämän lisäksi jokaiselta urokselta otetaan myös siemennestettä talteen mahdollista tulevaisuuden jalostuskäyttöä varten.


Perinnöllisten sairauksien torjuminen – esimerkkinä PRA

Vuonna 1992 The Seeing Eye kohtasi varsin kiusallisen ongelman: sokeiden oppaiksi tarkoitetut koirat alkoivat itse sokeutua. Opaskoirakoulun labradorinnoutajapopulaatiossa oli tullut esille silmäsairaus PRA (progressiivinsn retinan atrofia) eli verkkokalvon etenevä surkastuma, joka johtaa täydelliseen sokeuteen.

PRA:n vastustamisen lähtökohtana oli tieto sen periytyvyydestä (autosomaali resessiivinen). Tämän perusteella koirat luokiteltiin sairaisiin, oletettuihin kantajiin ja oletettavasti terveisiin yksilöihin. Lyhyen tähtäyksen tavoitteena oli estää sairaiden yksilöiden syntyminen ja pitkällä tähtäyksellä eliminoida sairauden aiheuttavat alleelit populaatiosta. Sairauden kantajien selville saamiseksi käytettiin myös testiparituksia, joissa tunnetusti sairas tai kantaja astutettiin yksilöllä, jonka perimästä PRA:n suhteen ei ollut varmuutta. Mikäli tällaisen parituksen tuloksena syntyi yksikin sairas yksilö, varmistui molempien vanhempien kantajuus. Mikäli taas yhdistelmästä syntyi vähintään seitsemän pentua, jotka kaikki olivat terveitä, oletettiin todennäköisyyden perusteella toisen vanhemman olevan perimältään terve.

Kaikkiaan The Seeing Eye:ssa syntyi 35 PRA:ta sairastavaa koiraa viidestä kantajauroksesta ja yhdeksästä nartusta, jotka olivat joko itse sairaita tai sairauden kantajia. Viimeinen PRA:ta sairastanut koira syntyi vuonna 1997. Tätä nykyä The Seeing Eye:lla on käytössään DNA-testi PRA:n tunnistamiseksi ja sairauden hallitsemiseksi.


Yksittäisen kasvattajan mahdollisuudet

The Seeing Eye edustaa eräänlaista koiranjalostuksen ihannemallia: Jalostuksen päämäärä on selkeä, koska koiria kasvatetaan vain yhtä, tiettyä käyttötarkoitusta varten. Taloudellisesti hyvin tuettu organisaatio mahdollistaa koirien järjestelmällisen ja kattavan tutkimuksen ja testauksen, minkä lisäksi sairauksien tutkimisessa voidaan hyödyntää jo useiden vuosien ajan kartutettua DNA-pankkia. Populaatio on myös kooltaan riittävän suuri, jotta jalostusyksilöiden tiukka karsinta on mahdollista.

Mitä esimerkiksi yksittäinen belgianpaimenkoirakasvattaja voi tällaisesta ihanne-esimerkistä ottaa onkeensa?
– Yksittäisen kasvattajan mahdollisuudet vaikuttaa populaation tilaan ovat hyvin rajalliset. Sen sijaan tulisi panostaa yhteistyöhön joko rotujärjestössä tai ns. jalostusringissä, opasti Leighton.

Jalostusringillä Leighton tarkoittaa ryhmää kasvattajia, joilla on samanlaiset jalostustavoitteet ja jotka ovat valmiita ”jakamaan” parhaat jalostusyksilöt toistensa kanssa. Leightonin ja The Seeing Eye:n periaatteiden mukaan juuri yhteisten tavoitteiden määritteleminen on lähtökohta populaation geneettiselle edistymiselle. Tämä pitää sisällään niin jalostukseen valittavien koirien kriteereiden määrittelyn, testausmenetelmät kuin järjestelmän tiedon tallentamiseksi.

– Edistystä ei tapahdu eikä jalostuksen päämäärään päästä, jos yksi tekee karsintaa yhden ominaisuuden ja toinen toisen perusteella, Leighton korosti. – Jalostusringin jäsenten täytyy ikään kuin nähdä itsensä yhtenä kokonaisuutena ja määritellä myös yhteiset menetelmät yksilöiden fenotyyppien arvioimiseksi. Keskinäisen luottamuksen merkitystä ei voi aliarvioida.

Jotta testejä voidaan tehokkaasti käyttää jalostuksen apuna esimerkiksi käyttöominaisuuksien suhteen, tulisi Leightonin mukaan mahdollisimman suuri määrä yksilöitä testata samalla tavalla ja samanikäisinä. Arvioinnin täytyy luonnollisesti olla tavoitteisiin nähden tarkoituksenmukaista.

Täsmällistä tavoitteiden määrittelyä Leighton korosti myös yksittäisen pentueen kohdalla:
– Valitse enimmillään kolme tai neljä ominaisuutta, joita haluat parantaa, ja keskity niihin, Leighton opasti. – Tärkeää on myös tunnistaa menetelmät haluttujen ominaisuuksien mittaamiseksi ja yrittää saada niiden osalta tietoa mahdollisimman monista koirista.


Uutta geenimateriaalia tarvitaan

Koska sattumalla on aina sijansa genetiikassa, ei koiranjalostusta voida laskea pelkän tutkimuksen ja tilastonikkaroinnin varaan. Eldin A. Leighton korosti uuteen geenimateriaalin turvautumisen merkitystä osana geneettistä edistystä etenkin pienissä populaatioissa.
– Suljetussa populaatiossa sukusiitosaste nousee koko ajan. Nousu saadaan hidastumaan rajoittamalla yhden ja saman uroksen jalostuskäyttöä, mutta vieraan veren tuominen on suositeltavaa, Leighton totesi.

The Seeing Eye:ssä populaatioiden geenimateriaalia on laajennettu esimerkiksi risteyttämällä kultaisia- ja labradorinnoutajia. Risteytyksissä tärkeää on Leightonin mielestä muistaa, että uusi geenimateriaali olisi kannasta, jonka jalostustavoitteet ovat omiin nähden yhteneväiset. Ainoastaan näin voidaan olettaa, että ”uusi veri” toisi mukanaan edistystä ja parempia ominaisuuksia.

Suomessakin saavutettu hyviä tuloksia järjestelmällisellä jalostusseurannalla

(Anna-Elisa Liinamo: Käyttökoirien jalostus – eurooppalaisia näkökulmia)

Suurin osa nykyisistä käyttökoiraroduista on kehittynyt viimeisten sadan vuoden aikana Euroopassa, ja myös suurin osa tänä päivänä käytössä olevista käyttökoemuodoista pohjautuu eurooppalaisiin käytänteisiin. Ensimmäinen systemaattisesti suunniteltu ja tieteellisesti ohjattu käyttökoirien jalostusohjelma suunniteltiin Sveitsissä nimellä Fortunate Fields.

– Tätä nykyä Euroopassa toimii useita virkakoirien jalostusohjelmia. Opaskoirakoulut ja armeijat ovat alan pioneereja, mutta nykyisin omat jalostusohjelmansa on myös esimerkiksi poliiseilla, tullilaitoksella ja rajavartiostoilla, kertoi Helsingin Yliopiston Kotieläintieteen laitoksen lehtori Anna-Elisa Liinamo.

Lukuisia jalostusohjelmia vaivaa kuitenkin sama perusongelma: yhteistyön ja resurssien puute hajanaisella alalla. Kooltaan suurin osa virkakoirien jalostusohjelmista on varsin pieniä ja tästä syystä myös tehottomia, minkä vuoksi suuri osa virka- ja työkoirista tulee edelleen kuhunkin käyttömuotoon erikoistuneilta yksittäisiltä kasvattajilta. Esimerkkinä Liinamo mainitsi suojelun eri koemuotoja tähtäimessään pitävät kasvattajat, joiden koiria menee mm. armeijalle, poliisille ja rajavartiostolle. Voidakseen taata riittävän koiramateriaalin jatkuvuuden, tulisi kasvattajien Liinamon mukaan yhdistää voimansa.

– Parhaat tulokset onnistuneesta jalostuksesta ovat nähtävissä, kun yksittäisiä kasvattajia yhdistävät yhteiset tavoitteet ja yhteinen käyttötarkoitus. Hyvänä esimerkkinä tästä on mm. Hollannin KNPV, joka yhdistää useiden eri rotujen kasvattajat saman koemuodon piiriin. Yhteinen jalostustavoite on saada koiralle koulutustunnus vaativasta kokeesta, koska koulutetuille koirille on kova kysyntä työkäyttöön, Liinamo totesi.

Kun yhteistyö viranomaisten ja yksityisten kasvattajien välillä toimii, hyötyvät molemmat osapuolet: jalostukseen saadaan parhaat koirat, myös virkakäytössä olevat, ja näin ollen jalostuspohjasta saadaan huomattavasti laajempi kuin useimpien viranomaisten olisi omassa jalostuskennelissään mahdollista ylläpitää.


Tilastot jalostuksen apuna

Suomalaisena esimerkkinä yhteisen jalostustavoitteen myötä saavutetusta edistyksestä Liinamo toi esiin suomenajokoiran. Suomenajokoirat ovat sataprosenttisesti työkoiria, ja ajokyky on yhteinen jalostustavoite kaikille rodun kasvattajille riippumatta siitä, onko kasvattaja kiinnostunut varsinaisesta koetoiminnasta vai ei. Liinamo kertoi suomenajokoiran jalostuksessa systemaattisesti hyödynnetyn tilastotietoa koirien kokeissa saamista ajopisteistä, minkä seurauksena on ajo-ominaisuuksissa tapahtunut populaatiossa 1980-luvulta lähtien selkeää edistymistä. Toisin on Liinamon mukaan taas laita ns. hakulöysyyden suhteen, jota kaikki kasvattajat eivät pidä määräävänä ominaisuutena eivätkä ole sen suhteen olemassa olevaa tilastotietoa samaan tapaan hyödyntäneet kuin ajopisteitä.

– Koiranjalostajan perusongelma on se, miten arvioida luotettavasti ominaisuuksia, joihin ympäristö voi vaikuttaa – koira kun periyttää jälkeläisilleen vain geeninsä eikä sitä osaa ilmiasustaan, joka on ympäristön vaikutusten seurausta. Käytännössä tarvitsemme siis tilastotiedettä avuksi, totesi Liinamo.

Koiran jalostusarvon arviointiin varmuutta Liinamon mukaan tuo lähisukulaisten tulosten tarkastelu. Käytännössä tämä toimii hyvin silloin, kun tietoa todella on mahdollisimman kattavasti saatavissa kaikista lähisukulaisista ja kun käytössä ovat sekä hyvät että huonot tulokset.

– Tavallisissa koirapopulaatiossa tilastojen hyödyntämisen yleisimpiä ongelmia on se, että vain murto-osa koirista käy kokeissa ja terveystarkastuksissa ja toisaalta se, että huonoja tuloksia pimitetään. Heikoimmat koirathan eivät käyttökokeisiin koskaan edes tule, napautti Liinamo.

Liinamon esittämässä yksinkertaisessa tilastotiedon hyödyntämismallissa sukulaisten tuloksia painotetaan sukulaisuussuhteen mukaan: koiran omia tuloksia painotetaan kertoimella 1, jälkeläisten, vanhempien ja täyssisarusten tuloksia 0,5:llä, puolisisarusten 0,25:lla ja serkusten 0,125:lla. Koiran ja sen sukulaisten tulosten keskiarvoa verrataan koko rodun keskiarvoon siten, että jalostukseen valitaan koirat, joiden indeksi on keskiarvoa parempi.


BLUP-indeksien tulkinta

Kennelliitolla käytössä oleva BLUP-indeksi (BLUP = Best Linear Unbiased Prediction) on Anna-Elisa Liinamon mukaan tällä hetkellä paras saatavilla oleva menetelmä eläinten jalostusarvojen arviointiin ja myös laajalti käytössä tuotantoeläinten jalostuksessa. Suomi on edelläkävijä BLUP:n soveltamisessa tavallisiin koirapopulaatioihin; ensimmäiset tutkimukset täällä tehtiin jo 1990-luvun alkupuolella. Toistaiseksi indeksi on käytössä useilla roduilla lonkka- ja kyynärniveldysplasiassa, suomenajokoirien metsästyskoe- ja näyttelytuloksissa, säkäkorkeudessa ja luonteen arvioinnissa sekä hirvikoirien metsästyskoetuloksissa. Suunnitelmissa on aloittaa BLUP-indeksien laskenta myös esim. suomenpystykorvien epilepsiassa ja metsästyskoetuloksissa sekä eri rotujen luonnetestituloksissa.

BLUP-indeksiä tulkitaan siten, että rodun jalostusindeksien keskiarvo on 100. Tällöin rotuun nähden genotyypiltään keskiarvoinen koira saa tuloksen 100. Koira, jonka indeksi on alle sadan, on huonompi, ja indeksiltään yli sadan koira parempi kuin aineistossa olevat rodun yksilöt keskimäärin. Mitä suurempi indeksi on, sitä parempi koira on genotyypiltään. Koiran indeksin varmuuteen vaikuttaa laskennassa huomioitujen lähisukulaisten määrä; mitä enemmän tutkittuja lähisukulaisia on, sitä varmempi on indeksi.

– Jalostukseen käytettävän nartun ja uroksen indeksien keskiarvon tulisi olla yli 100. Jos siis nartun indeksi on 105, tulisi sille käytettävän uroksen indeksin olla vähintään 96, mieluiten toki yli sadan, Liinamo ohjeisti.

BLUP-indeksien laskennassa voidaan ottaa huomioon ja korjata myös ympäristötekijöiden vaikutus siltä osin, kuin tallennettua tietoa on olemassa. Koetuloksissa tällaisia tuloksiin vaikuttavia tekijöitä voivat olla mm. koiran sukupuoli ja ikä, koekuukausi, -vuosi, -paikka ja lonkkaindekseissä mm. sukupuoli, syntymävuosi, kuvausikä, kasvattaja, pentue ja kuvaava eläinlääkäri. Vaikuttavat tekijät riippuvat mitattavasta ominaisuudesta, rodusta ja populaatiosta, ja laskennassa huomioidaan niistä sopivimmat.

– Pienessä populaatiossa liian rankkaa jalostusvalintaa ei toki voi harjoittaa, vaan olennaista on säilyttää populaation monimuotoisuus. Jalostus on koko populaation perinnöllisen tason parantamista jonkin ominaisuuden suhteen – ei pentujen teettämistä tai yksittäisten huippueläinten tavoittelua, muistutti Anna-Elisa Liinamo.