Inbred niewidzialny złodziej, na którego są sposoby

Zjawisko inbredu jest nieuniknione w selekcjonowanych zamkniętych populacjach, do których należą holsztyny. Dlatego poziom zinbredowania stale rośnie.

Tekst: dr hab. Tomasz Strabel, CGen

W naszym kraju dla krów rasy polskiej holsztyńsko-fryzyjskiej urodzonych w 2017 roku przekroczył 4% (wykres 1). Co gorsza, tempo wzrostu inbredu powiększa się coraz szybciej, zwłaszcza w ostatnich latach. To wskazuje na jego nasilającą się skalę (wykres 2), co oznacza, że hodowcy coraz częściej kojarzą mocno spokrewnione zwierzęta, wywołując wiele negatywnych skutków.
Mimo że wzrost inbredu jest nieunikniony można podejmować wiele kroków, by ograniczać tempo jego przyrostu i redukować konsekwencje z niego wynikające. Warto pamiętać, że negatywnych skutków inbredu, objawiających się spadkiem produkcyjności i pogorszeniem cech funkcjonalnych, zwanych powszechnie depresją inbredową, doświadczają hodowcy i producenci mleka. Wyjątkowość problemu inbredu polega na tym, że pogarsza on użytkowość zwierząt w sposób, który może być niezauważony przez hodowcę. Jeśli hodowca nie może sprzedać mleka objętego karencją, doskonale widzi problem i wynikającą z niego stratę. Problem z depresją inbredową polega na tym, że chociaż mówimy o stratach, to żeby je zauważyć, potrzebna jest świadomość i wyobraźnia. Wynika to z faktu, że depresja inbredowa sprawia, że utraconego mleka producent nigdy nie zauważy, gdyż ono w jego zbiorniku nigdy się nie pojawi. Byłoby tam, gdyby inbred był mniejszy lub gdyby nie było go wcale. Chociaż problem inbredu jest znany, nadal budzi wiele dyskusji i wątpliwości. Warto wiedzieć, że jest kilka istotnych kwestii, o których trzeba pamiętać, by ograniczyć straty.

Rodowód
Tylko zwierzęta o znanym rodowodzie można kojarzyć w taki sposób, by ograniczać inbred i straty z tytułu depresji inbredowej. Jeśli rodowód jest niekompletny, płytki lub zawiera błędy, jego przydatność może być mocno ograniczona.

Obliczanie inbredu
Prawidłowe szacowanie wymaga spełnienia kilku ważnych warunków. Po pierwsze, konieczne jest dysponowanie głębokimi rodowodami. Drugim elementem jest odpowiednia metoda szacowania inbredu. Ograniczanie obliczeń inbredu tylko do kilku pokoleń skutkuje jego niedoszacowaniem. Dodatkowo, zwłaszcza w populacjach, w których wiele zwierząt nie ma znanego pochodzenia, powinno się doliczać inbred zwierząt z brakującym rodowodem. Spełnienie obu warunków sprawia, że obliczenie inbredu jest procesem dość złożonym, wymagającym komputerów o dość dużej mocy obliczeniowej i dostępu do kompletnych baz danych rodowodowych.

Wybór buhajów
Hodowcy, dobierając buhaje do swojego stada, powinni kierować się wartościami hodowlanymi tych zwierząt, ale dodatkowo mogą też patrzeć na spodziewany inbred ich córek. Jest bowiem w Polsce wiele buhajów, które, gdyby losowo skojarzyć z żyjącymi krowami, dałyby inbred średnio na poziomie 2%, ale są też takie, które dałyby córki o dwukrotnie większym inbredzie. Buhaje o niskim spodziewanym inbredzie potomstwa mają w swoich rodowodach niewielu wspólnych przodków z żyjącymi krowami. Wskaźnik spodziewanego inbredu pozwala wybrać buhaje określane mianem ‘outcross’ jako przeciwieństwo inbredu. Na stronie cgen.pl każdy hodowca może łatwo znaleźć informację o takich buhajach, które towarzyszą informacjom o wartości hodowlanej tych zwierząt.

Dobór buhajów
Dobór jest ostatnim momentem, w którym można ograniczyć negatywne skutki inbredu. W czasie doboru należy obliczyć inbred przyszłych cieląt. Z omówionych wcześniej powodów w praktyce robi się to za pomocą komputerów. Zatem by skutecznie ograniczać inbred cieląt, programy do kojarzeń powinny dysponować głębokimi rodowodami i odpowiednimi algorytmami do jego obliczania. W praktyce często oblicza się inbred przyszłych cieląt z wyprzedzeniem. Jest to możliwe, gdy są znane rodowody żyjących krów i dostępne buhaje. Zdecydowanie łatwiej w czasie doboru pobrać wyniki takich obliczeń, aniżeli wykonywać je na żądanie. W Centrum Genetycznym PFHBiPM co tydzień przeliczane są wartości inbredu wszystkich cieląt mogących pojawić się w przyszłości. Dodatkowo testowany jest kalkulator inbredowy, który umożliwi hodowcom sprawdzenie spodziewanego inbredu potomstwa określonej pary. Narzędzie to nie zastąpi programu do doboru, jednak może pomóc w wyjątkowych sytuacjach, gdy trzeba wspomóc decyzję dotyczącą unasieniania wybranej sztuki i nie dysponuje się planem doboru bądź z jakichś względów nie da się go zrealizować.

Limit inbredu
Hodowcy często pytają, jaki jest dopuszczalny bądź bezpieczny limit inbredu. Niestety, nie ma odpowiedzi na to pytanie. Poziom inbredu w danej populacji może być pewnym poziomem odniesienia, ale nie jest dobrym sposobem na podejmowanie decyzji. Inbred najlepiej konfrontować z wartościami hodowlanymi, co pokazuje przykład spodziewanych skutków kojarzenia dwóch buhajów z wybraną samicą.

Przykłady i wyliczenia
Załóżmy, że buhaj A ma wartość hodowlaną dla wydajności mleka 1009 kg, a buhaj B ma wartość hodowlaną dla wydajności mleka 907 kg. Przewaga buhaja A nad B jest wyraźna, zgodnie z zasadami genetyki połowa genów buhaja jest przekazywana do potomstwa. Zatem córki buhaja A będą lepsze pod względem produkcji mleka o 51 kg.
• Bez inbredu
• Połowa wartości hodowlanej buhaja A to 1009/2 = 504,5 kg
• Połowa wartości hodowlanej buhaja B to 907/2 = 453,5 kg

Przeanalizujmy teraz możliwe skutki depresji inbredowej. Załóżmy, że jej wielkość w wyniku skojarzenia tych buhajów z pewną samicą wywoła stratę na poziomie odpowiednio: dla córki buhaja A 90 kg, a dla córki buhaja B 36 kg. Z tego wynika, że z tytułu depresji inbredowej potomstwo buhaja A będzie produkować 54 kg mleka mniej niż potomstwo buhaja B. W rezultacie przewaga buhaja A nad buhajem B zanika.

• Po uwzględnieniu inbredu
• Spodziewana wartość córki buhaja A: 504,5 – 90 = 414,5 kg
• Spodziewana wartość córki buhaja B: 453,5 – 36 = 417,5 kg

Zatem potomstwo buhaja A będzie produkować o 3 kg mleka mniej niż potomstwo B.

Optymalizacja kojarzeń
Biorąc pod uwagę korzyści wynikające z wartości hodowlanej buhajów i straty spowodowane depresją inbredową, optymalizujemy kojarzenie, starając się, by hodowca zwiększył zyski z tytułu wartości hodowlanej i jednocześnie zmniejszył straty powstałe na skutek depresji inbredowej. Oba elementy są wyrażane w tej samej skali, dlatego łatwo je łącznie analizować. Problem pojawia się, gdy chcemy przeanalizować więcej cech, co jest oczywistą koniecznością.

Podsumowanie
Depresja inbredowa oznacza straty nie tylko z tytułu wydajności mleka. Inne cechy są także bardzo ważne, trudno jednak analizować je łącznie, gdy wyrażane są w różnych jednostkach. Tu z pomocą przychodzą indeksy ekonomiczne, w których każda cecha ma określone znaczenie i może być łatwo przeliczana na pieniądze.

Tabela pokazuje wielkość depresji inbredowej u amerykańskich holsztynów oraz te same wielkości przeliczone na dolary amerykańskie. Widać, że łączna strata z tytułu 1% inbredu wynosi dla tej populacji około 25 dolarów. To doskonale tłumaczy, dlaczego świadomi hodowcy tak bardzo zwracają na ten problem uwagę. W Polsce znaczenie ekonomiczne cech znajdujących się w indeksie nie jest znane. Trwa szacowanie wielkości depresji inbredowej. Nadal realizowany jest przez Centrum Genetyczne projekt stworzenia indeksu ekonomicznego, który to zmieni. Kończy się gromadzenie danych ekonomicznych, trwa jeszcze gromadzenie preferencji hodowlanych. Już wielu hodowców włączyło się do projektu. Kolejni mogą to jeszcze zrobić, zgłaszając się do pracowników terenowych PFHBiPM lub bezpośrednio kontaktując się z CGen (info@cgen.pl, tel. 61 222 39 87). Gdy poznamy znaczenie ekonomiczne cech z indeksu PF, będzie można dodatkowo udoskonalić narzędzia hodowlane po to, by ułatwić i zoptymalizować decyzje podejmowane przez hodowców.