Varsat syntyvät, orivalintoja pohditaan ja uudet ikäluokat saapuvat radoille. Kesä on hienoa hevosurheiluaikaa! Mutta mitä tarkoitetaan perinnöllisellä edistymisellä, mitä keinoja meillä on nopeuttaa sitä ja varmistaa, että omat kasvattimme vievät rotua eteenpäin? Miten maksimoidaan todennäköisyys uuden sukupolven tähden syntymiseen?
Jalostussuunnittelun perusperiaatteet
Jalostussuunnittelua tehtäessä on huomioitava lukuisia erilaisia tekijöitä. Rotutasolla jalostus perustuu jalostusohjelmiin, jotka määrittelevät mihin suuntaan ja millä keinoilla rotua halutaan kehittää. Perusta on se, että tunnetaan hevosten polveutuminen, suvut ovat siis tiedossa. Tämän jälkeen kerätään ja hyödynnetään tietoja jalostusvalinnan kohteena olevista ominaisuuksista, esimerkiksi suorituskyvystä ja terveydestä. Olennaista on tuntea myös ominaisuuksien periytyvyyden (heritabiliteetin) taustat, eli minkä verran ominaisuuteen vaikuttavat hevosen geenit, kuinka ns. jalostettava mikäkin ominaisuus on. Lopulta annetaan jalostustavoitteiden perusteella kullekin ominaisuudelle painokerroin ja päästään tilanteeseen, jossa voidaan tehdä jalostusvalintaa.
Yksilötasolla ajateltuna on syytä pohtia, onko suunniteltu tamma jalostukseen riittävä, onko sillä ominaisuuksia, jotka vievät rotua eteenpäin ja joita halutaan seuraavalle sukupolvelle siirtää. Luonnollisesti käytettävän oriin täytyy sopia tammalle ja siitoseläinten tulee täydentää toistensa puutteita ja vahvistaa hyviä ominaisuuksia niin rakenne-kuin suorituskykyominaisuuksien osalta. Kaiken lähtökohta on kuitenkin terveysominaisuudet, sillä ei haluta lisätä perinnöllisiä sairauksia rodussa tai tuottaa varsaa, jonka lähtökohdat elämään ovat jo terveysominaisuuksien osalta heikommat.
Perinnöllisyystiede tarjoaa työkaluja rotu-ja yksilötason jalostussuunnitteluun. Normaalijakaumaa hyödyntäen voidaan tarkastella kokonaisuuksia tai yksittäisten ominaisuuksien, kuten erilaisten rakenneominaisuuksien tai vaikka ennätysten, hajontaa. Jalostuksen tavoite on siirtää normaalijakaumaa sukupolvi toisensa jälkeen eteenpäin niin, että keskitaso on aina entistä parempi. Tällöin myös absoluuttiset huiput ovat entistä sukupolvea suorituskykyisempiä. Käytännössä tämä tarkoittaa, että perinnöllisen edistymisen myötä seuraava sukupolvi on keskimäärin geneettisesti vanhempiaan parempi.
Jalostusvalinnoilla aikaansaatu perinnöllinen edistyminen. Uusi sukupolvi (punainen) on vanhempiaan (sininen) edellä.
Genetiikan teoria määrittelee, että jälkeläisen odotusarvo on puolet vanhempiensa geneettisestä tasosta. Geenien satunnainen periytyminen sanelee, että useimmiten jälkeläinen vastaa vanhempiensa geneettistä keskitasoa, ja vain poikkeustapauksissa jompaakumpaa ääripäätä. Normaalijakauman mukaisesti keskitason yksilöitä on siis aina eniten. Tärkeintä on kuitenkin ymmärtää, että valitsemalla rodun parhaat yksilöt jalostukseen tämäkin keskitaso – huipuista puhumattakaan – on edellistä sukupolvea geneettisesti edellä.
Perinnöllinen edistyminen
Perinnöllisellä edistymisellä tarkoitetaan jalostusvalintojen kautta saavutettua geneettistä edistymistä, siis rodun kehittymistä jalostustavoitteiden mukaisesti. Tämän edistymisen myötä hevoset sopivat entistä paremmin käyttötarkoitukseensa ja jalostusvalinnan kohteeksi määritellyt ominaisuudet kehittyvät. Tällaisia ominaisuuksia ovat esimerkiksi hevosen käyttötarkoitukseen paremmin sopiva rakenne tai ravikilpailunopeuden osalta suorituskykyisempi yksilö. Nämä muutokset ovat pysyviä ja mahdollistavat pitkäjänteisen kehitystyön.
Tulokseen vaikuttavat
- arvosteluvarmuus, eli kuinka lähellä jalostusarvon ennuste on hevosen todellista jalostusarvoa. Tähän vaikuttaa ennen kaikkea hevosesta itsestään, sekä sen jälkeläisistä ja sukulaisista käytettävissä olevan tiedon määrä.
- valinnan intensiteetti eli kuinka tiukasti siitoseläimet valitaan.
- perinnöllisen vaihtelun määrä, eli kuinka paljon rodussa ja jalostusvalinnan kohteena olevissa ominaisuuksissa on perinnöllistä muuntelua.
- sukupolvien välinen aika, eli minkä ikäisenä hevoset keskimäärin siirretään siitokseen.
Perinnölliseen edistymiseen vaikuttavista tekijöistä mikään ei ole toista tärkeämpi, mutta huomioitava on erityisesti jalostettavien ominaisuuksien perinnöllisen vaihtelun määrä, eli se kuinka monimuotoinen rotu on kyseessä. Perinnöllinen vaihtelu kuvaa eroja hevosten välillä. Jos kaikki yksilöt ovat perimältään samanlaisia, ei voida valita parhaita. Tähän genetiikan perusperiaatteeseen nojaa myös fakta siitä, että liian sukusiitetyssä rodussa, jossa jalostuseläimet ovat liian läheistä sukua toisilleen, ei enää tapahdu perinnöllistä edistymistä.
Tulokseen vaikuttaa luonnollisesti myös sukupolvien välinen aika, sillä sitä nopeampaa edistyminen on mitä aiemmin siitoseläimet, eli hevosjalostuksen osalta erityisesti tammat, siirtyvät siitokseen. Tämä on hevosten osalta merkittävä kehitystä hidastava tekijä, sillä nykyään sukupolvien välinen aika on noin 11-12 vuotta.
Vaikka perinnöllisen edistymisen maksimointi onkin tavoitteena, niin tietyt tekijät esimerkiksi rodun sukulaistumisen osalta estävät suoraviivaisen toiminnan. Yksikään edistymiseen vaikuttavista tekijöistä ei ole toisistaan riippumaton, eli jos yhtä tekijää muokataan edullisempaan suuntaan, voi toinen tekijä vastaavasti siirtyä negatiivisempaan suuntaan. Tästä selvä esimerkki on kriittinen siitoseläinten valinta ja tätä myöten tiukka karsinta, jolloin valinnan intensiteetti kasvaa, mutta vastaavasti perinnöllinen muuntelu vähenee. Tavoitteena onkin optimoida eri tekijöiden suhde sellaiseksi, että saavutettavissa on paras mahdollinen edistyminen huomioiden aiemmat faktat.
Tiukan siitoseläinten valinnan kääntöpuolena on rodun sukulaistuminen ja sitä seuraavat ongelmat, joita olen avannut laajemmin aiemmin julkaistussa artikkelissa Mitä sukusiitos on tänään – sitä sukulaisuus on huomenna. Yksittäisten hevosten sukusiitosasteiden rajaaminen toimii yhtenä keinona sukulaistumisen hillitsemisessä, mutta kokonaisuuden ratkaisee tehollinen populaatiokoko, eli se kuinka paljon jalostuseläimiä, käytännössä oriita, on, ja kuinka läheistä sukua ne ovat keskenään.
Valinta tiettyjen ominaisuuksien, esimerkiksi nopeuden, osalta saa aikaan nopeuteen vaikuttavien geenien suhteellisen osuuden yleistymistä populaatiossa. Perinnöllinen edistyminen ei kuitenkaan ole näin suoraviivaista, sillä geenit vaikuttavat useisiin ominaisuuksiin samanaikaisesti ja sattuma luo vielä oman osansa kokonaisuuteen. Kun optimoidaan jalostusvalintoja rotutasolla niin, että maksimoidaan perinnöllinen edistyminen minimoiden samalla sukulaistuminen, perinnöllinen edistyminen hieman hidastuu lyhyellä ajanjaksolla, mutta on tehokkaampaa jatkossa.
Teoreettista maksimaalista edistymistä yksittäisessä ominaisuudessa ei kuitenkaan saavuteta, koska useimmiten valinnan ja kehityksen kohteena on samanaikaisesti useita eri ominaisuuksia. Populaatiossa, jossa jalostusvalintaa ei tehdä, ei tapahdu myöskään perinnöllistä edistymistä. Muutos, joka rodussa näkyy, on seurausta vain geenien satunnaisajautumisesta ja sopeutumisesta vallitseviin olosuhteisiin.
BLUP-indeksi kehityksen mittarina
Perinnöllisen edistymisen selkein seurantamittari on kokonaisjalostusarvojen ennusteiden, eli BLUP-indeksien kehitys. BLUP-indeksi on hyödyllinen ja nykyaikainen työkalu hevosjalostuksessa, sillä indeksin laskenta sisältää kaiken käytettävissä olevan informaation yksilön suvusta, sekä omista ja esimerkiksi jälkeläisten suorituksista. Laskenta korjaa ennusteesta ympäristön vaikutuksen pois, jolloin jäljelle jää vain yksilön perinnöllinen arvo. Suomen Hippos laskee tällä hetkellä BLUP-indeksit ravihevosille ja niiden hyödyntäminen juoksijajalostuksessa on suositeltavaa. Käytännössä perinnöllisen edistymisen näkee myös kilpahevosten suorituksissa kilpa-areenoilla niin yksittäisten huippujen kuin populaation tason leveyden osalta.
Aiemmin kuvattu normaalijakauman mukainen perinnöllinen edistyminen näkyy käytännössä erityisesti siitosoriiden jalostusarvon ennusteissa. Yksilön geneettinen taso ei laske, mutta perinnöllinen edistyminen määrittelee, että nuoremmat oriit saavat korkeamman ennusteen. Nopeimmillaan kehitys on tapauksissa, jossa korkeilla BLUP-indekseillä olevat tammat astutetaan vastaavilla oriilla, eli hyvät nuoret tammat lupaavilla nuorilla oriilla.
Uusista ikäluokista tulevaisuuden siitosyksilöt
Kaiken tämän informaatiotulvan keskellä on hyvä kuitenkin pitää mielessä perusasiat: tunne hevosesi, paneudu siitoseläinten yksilöominaisuuksiin ja kehityskohteisiin sekä pidä tavoitteet realistisina ja pitkäjänteisinä. Jalostus on palapeliä, jossa jokaisen palan on osuttava paikalleen, jotta saadaan aikaiseksi aikansa ehdoton huippuyksilö. Sattuman roolia tässä prosessissa ei ole syytä vähätellä, mutta ymmärrys genetiikan perustoimintaperiaatteista ja jalostettavien yksilöiden toisiaan täydentävistä ominaisuuksista maksimoivat onnistumisen todennäköisyyden.
Kesä ja syksy ovat jännittävää aikaa, kun uudet ikäluokat alkavat saapua radoille. Uudet ikäluokat kertovat totuuden oriiden perinnöllisestä tasosta ja tuovat esille tulevaisuudet uudet periyttäjät. Isoissa jälkeläismäärissä jälkeläisten taso ohjautuu normaalijakauman mukaisesti, niin että vanhempien geneettisen tason keskiarvon mukaisia yksilöitä on eniten, mutta pienemmällä jälkeläisjoukolla sattuman vaikutus on aina suurempi. Niin opetus-ja koelähtöjä kuin ikäluokkakisojen osallistujia kannattaa seurata suurella mielenkiinnolla.
Jalostusjärjestelmä Heila tarjoaa monipuolisen työkalun jalostussuunnitteluun. Jatkossa järjestelmä tulee tarjoamaan lisäksi kattavat jalostuksen ja kasvatuksen tilastot sisältäen myös materiaalia perinnöllisen edistymisen seurantaan.
Susanna Back
Jalostusinformaatikko, Suomen Hippos