Jak depresja inbredowa wpływa na ekonomikę produkcji Twojego stada?

W populacji intensywnie selekcjonowanej nie da się uniknąć kojarzeń w pokrewieństwie. Stosunkowo mała liczba buhajów przeznaczonych do rozrodu jest bezpośrednio związana z powszechnym stosowaniem biotechnik rozrodu i w konsekwencji dużą ostrością selekcji.

tekst: dr inż. Magdalena Graczyk-Bogdanowicz, CGen PFHBiPM

Wyżej wymienione czynniki wpływają na wzrost inbredu osobników, a tym samym średniego inbredu całej populacji. Przypomnijmy, że inbred jest definiowany jako prawdopodobieństwo, że dwa kojarzone osobniki otrzymały kopie tych samych genów od wspólnego przodka. Im bliższe spokrewnienie rodziców oraz im więcej wspólnych przodków w rodowodzie obojga kojarzonych osobników, tym większa liczba identycznych genów odziedziczonych przez ojca i matkę, co skutkuje wyższym poziomem inbredu potomstwa. Inbred ma dwa oblicza. Pierwsze – kojarzenie zwierząt spokrewnionych ze sobą pozwala na ujednolicenie poziomu genetycznego populacji, czyli wytworzenie nowych linii lub ras. Drugie, ciemne oblicze, związane jest z ograniczeniem zmienności genetycznej populacji, utratą cennych genów oraz bardzo często obserwowanym negatywnym wpływem inbredu na wiele cech produkcyjnych i reprodukcyjnych, nazywane depresją inbredową. Zjawisko to jest widocznym efektem działania inbredu, objawiającym się głównie obniżoną produkcyjnością i zdrowotnością zwierząt zinbredowanych, gorszymi wynikami reprodukcyjnymi czy wyższą śmiertelnością cieląt, jak również częstszym występowaniem wad genetycznych. Depresja inbredowa jest szczególnie dotkliwa dla hodowcy, ponieważ uderza bezpośrednio w ekonomikę produkcji. Pomimo dużej populacji krów ocenianych w Polsce, liczącej około 810 tys. sztuk (stan na grudzień 2018, PFHBiPM), trudno odnaleźć osobnika, którego rodzice nie byliby chociażby w niewielkim stopniu spokrewnieni. W Centrum Genetycznym od ponad roku w cotygodniowych przebiegach szacujemy poziom inbredu w populacji bydła rasy polskiej holsztyńsko-fryzyjskiej tak, żeby jak najszybciej uwzględnić nowo zarejestrowane zwierzęta. W zakładce „Inbred” udostępniamy wiele przydatnych informacji dotyczących aktualnego średniego poziomu inbredu w populacji, trendu przyrostu inbredu, a także przewidywanego inbredu potomstwa po buhajach aktywnych rozrodczo. Warto przypomnieć, że poziom inbredu szacowany jest dla danej populacji, a wiarygodność oszacowań zależy od kompletności dostępnych danych rodowodowych oraz liczby osobników, dla których dysponujemy głębokimi rodowodami. Dlatego też zagraniczny buhaj w kraju swojego pochodzenia może mieć oszacowany inny poziom inbredu niż w naszym kraju. Szczegółowo na temat tych zagadnień pisaliśmy na łamach „Hodowli i Chowu Bydła” w numerach 12/2016, 1/2017, 12/2017 oraz 6/2018. Obecnie poziom inbredu w polskiej populacji krów pod oceną przekracza 4% i przyrasta średnio 0,20% na rok. Stosunkowo szybkie tempo wzrostu inbredu jest niepokojącym zjawiskiem, a ograniczanie jego negatywnego wpływu powinno być priorytetem podczas podejmowania decyzji hodowlanych.

Przyjrzyjmy się zmianom poziomu inbredu w skali liczebności stad na przestrzeni ostatnich dwudziestu lat. Na wykresie 1. przedstawiono procentowy udział stad z określonym poziomem inbredu w latach 1995–2017. Stada podzielono na 11 grup ze względu na średni poziom inbredu, w których krowy były w pierwszej laktacji. Na wykresach kołowych zaznaczono kolejne ćwiartki (25/50/75/100), dla łatwiejszej interpretacji wyników. Jak można zauważyć, w latach 90. oraz na początku XXI wieku przeważały stada o średnim poziomie inbredu do 2% (kolor fioletowy i niebieski). W późniejszych latach zauważalny jest sukcesywny wzrost inbredu. W 2017 roku ponad połowa stad miała przeciętnie do 4% inbredu, pozostałą część stanowiły stada mające do 3%, ale także 5%, 6% a nawet średnio do 8% inbredu (kolor seledynowy, miętowy i żółty). Wyniki te korespondują z wcześniej przytoczonym średnim poziomem inbredu całej populacji.

Jak już wspomniano, inbred istotnie wpływa na witalność zwierzęcia, jednak jak silne jest to odziaływanie? W Centrum Genetycznym PFHBiPM oszacowaliśmy wpływ inbredu, a więc wielkość depresji inbredowej cech produkcyjnych krów rasy polskiej holsztyńsko-fryzyjskiej pod oceną kontroli użytkowości. Wartość depresji inbredowej oszacowano na podstawie ponad 21,5 mln rekordów cech produkcyjnych zarejestrowanych dla 2 644 730 zwierząt w latach 1995–2017, uwzględniając w modelu poziom inbredu krów posiadających obserwacje. Uzyskane wyniki zebrano w tabeli 1., podane wartości przeliczone są na 1% inbredu. W przypadku wszystkich analizowanych cech, tj. wydajności mleka, tłuszczu i białka, inbred miał negatywny wpływ. Wraz ze wzrostem inbredu o 1% wydajność mleczna za okres 305-dniowej laktacji spada odpowiednio o 19,61 kg, 20,21 kg, 21,09 kg w laktacji 1., 2. i 3. Podobny trend obserwujemy dla wydajności tłuszczu i białka. Jak można zauważyć, wielkość depresji inbredowej nie jest stała dla wszystkich laktacji. Efekt ten wzrasta w kolejnych laktacjach, a jego wartość zależy między innymi od liczby zwierząt włączonych do analiz, oszacowanego współczynnika inbredu oraz poziomu produkcyjnego krów. Innymi słowy – im niższy poziom hodowlany i produkcyjny populacji, tym mniej „odczuwalny” efekt depresji inbredowej.

Prześledźmy na poniższym przykładzie wpływ depresji inbredowej na 305-dniową produkcyjność krów. Wybierzmy dwa buhaje – A i B – ze szczytu rankingu buhajów prezentowanych na stronie Centrum Genetycznego o takiej samej wartości podindeksu produkcji – 138, oraz jedną z najlepszych krów na podstawie indeksu PF o wartości podindeksu produkcji 133. Wartości hodowlane dla poszczególnych cech produkcyjnych zostały podane w tabeli 2. Po skojarzeniu tych buhajów z krową możemy przewidywać średni inbred przyszłego potomstwa, który wynosi: po buhaju A – 7,4%, a po buhaju B – 5,2%, czyli ponad 2% mniej.Spodziewana depresja inbredowa średnio dla trzech laktacji przeliczona na 1% inbredu wynosi: 20,30 dla wydajności mleka, 0,94 dla wydajności tłuszczu i 0,64 dla wydajności białka. Z tego względu strata w użytkowości córek buhaja A będzie większa od straty u córek buhaja B przeciętnie o 44 kg mleka, 2 kg tłuszczu i 1,5 kg białka w każdej laktacji. Całkowita strata wynikająca z negatywnego wpływu inbredu na wydajność potomstwa w 305-dniowej laktacji będzie wynosiła średnio: po buhaju A – 150 kg mleka, 7 kg tłuszczu i 4,7 kg białka, oraz po buhaju B – 106 kg mleka, 5 kg tłuszczu i 3,3 kg białka. Szczegółowo ten przykład został zaprezentowany w tabeli 2. Początkowo duża spodziewana różnica w użytkowości córek buhaja A w stosunku do córek buhaja B, wynosząca dla wydajności mlecznej około 100 kg, po uwzględnieniu efektu depresji inbredowej spadła o blisko połowę i wyniosła jedynie 53 kg. W przypadku wydajności białka po uwzględnieniu depresji inbredowej tendencja ta się odwraca i potomstwo buhaja B wykazuje przewagę nad A, dając około 2 kg białka więcej. Efekt depresji inbredowej należy rozumieć jako stratę produkcyjną i ekonomiczną, jaką hodowca ponosi w wyniku niekorzystnego kojarzenia osobników, związanego z wyższym inbredem potomstwa. Straty te są zauważalne dla hodowcy jedynie w porównaniu do pary, od której spodziewamy się potomstwa o niższym poziomie inbredu, a więc w konsekwencji niższej wartości depresji inbredowej. Rozważny dobór osobników pod względem wielu parametrów produkcyjnych i hodowlanych pozwala na zwiększenie zysku od sztuki przy takim samym nakładzie pracy oraz poniesionych kosztach i jednoczesnym ograniczaniu poziomu inbredu.

Na wykresie 2. przedstawiono średnią stratę wydajności mleka w kg/osobnika/stado krów pod oceną w różnej wielkości stadach. Średnią stratę oszacowano na podstawie znanego poziomu inbredu każdej krowy, jej przynależności do stada oraz oszacowanej depresji inbredowej cech produkcyjnych na 1% inbredu. Stada podzielono na 7 klas ze względu na ich wielkość. Kolorami niebieskim, zielonym i jasnożółtym zaznaczono stada małe i średnie, natomiast ciemnożółtym, pomarańczowym i czerwonym – stada duże i bardzo duże. Na osi rzędnych (OY) oznaczono wartość średniej straty kilogramów mleka, a więc przeciętną wielkość depresji inbredowej dla osobnika w stadzie o określonej wielkości. Jak można zauważyć, z każdym rokiem strata kilogramów mleka od przeciętnej krowy wzrasta, co jest oczywiście związane ze wzrastającym średnim poziomem inbredu w populacji. Zauważalne są także różnice w depresji inbredowej pomiędzy stadami o różnej wielkości. Stan ten może być związany z różnym poziomem organizacyjnym oraz hodowlanym małych i dużych stad. W dużych stadach zwykle wykorzystuje się nasienie buhajów o wysokiej wartości hodowlanej, pochodzące po znanych rodzicach, a więc bardziej spokrewnione z całą populacją i dające potomstwo o wyższym poziomie inbredu. W Polsce większość gospodarstw pod oceną stanowią małe i średnie stada: 20–49 krów (55,1% obór) oraz 50–149 krów (16,8% obór), gdzie w 2017 roku średnia strata wydajności mleka w 1. laktacji wynosiła odpowiednio 76 i 82 kg / krowę w danej grupie. Rozważmy przykład dla stada o liczebności 35 oraz 100 osobników. W skali całego stada strata wynikająca z depresji inbredowej będzie znacząca i w wymiarze ekonomicznym będzie wynosiła około 3800 zł dla stada liczącego 35 krów oraz 11 900 zł dla stada liczącego 100 zwierząt (oszacowano na podstawie średniej ceny mleka 140,14 zł za 1 hl w skupie w XI 2018, GUS).

W związku z powyższym pojawia się pytanie: jak skutecznie ograniczać poziom inbredu i zapobiegać depresji inbredowej? Jak już wspomniano, nie ma możliwości całkowitego uniknięcia kojarzeń krewniaczych, jednak można dobierać osobniki tak, by spokrewnienie pomiędzy nimi było jak najmniejsze. W tym przypadku pomocne mogą być informacje dostępne w karcie buhaja na stronie Centrum Genetycznego. W karcie buhaja poza wynikami wartości hodowanej, w zakładce „Inbred” można odnaleźć poziom inbredu danego buhaja, kompletność jego rodowodu oraz spodziewany inbred potomstwa. Podejmując decyzje hodowlane, warto wybrać tego buhaja, który pozostawi po sobie potomstwo o jak najniższym poziomie inbredu. Ta informacja jest szczególnie ważna dla hodowcy, który chce ograniczyć tempo przyrostu inbredu w swoim stadzie, zoptymalizować dobór osobników do kojarzeń oraz kontrolować ten parametr w perspektywie czasu. Aby móc skutecznie ograniczać poziom inbredu w populacji, niezbędne jest posiadanie pełnej informacji o przodkach. Niestety, wiele krów pod oceną kontroli użytkowości „boryka się” z niską kompletnością danych rodowodowych. Ograniczanie inbredu w stadzie przekłada się na ograniczenie depresji inbredowej, która jest bezpośrednio związana z obniżeniem zysku ekonomicznego od danej sztuki. Jak pokazują doniesienia literaturowe, strata ta może być znacząca. W przypadku belgijskiej populacji bydła holsztyńskiego strata ekonomiczna wynikająca z 1% przyrostu inbredu wynosiła 6,13 €, oszacowana na podstawie globalnego indeksu ekonomicznego, który mierzy oczekiwaną życiową opłacalność ekonomiczną zwierzęcia. Oznacza to, że potomstwa mające niezerowy poziom inbredu będą charakteryzowały się niższą produkcyjnością, niż wynikałoby to ze średniej wartości ich rodziców. W ramach podindeksu produkcji mleka wartość ta wynosiła 4,77 €. W Stanach Zjednoczonych wykazano, że strata ta jest jeszcze bardziej dotkliwa ekonomicznie dla hodowcy, ponieważ wzrost inbredu o 1% skutkuje stratą aż 25 $ (na podstawie indeksu Net Merit).

Poziomu inbredu osobników już żyjących nie da się zmniejszyć, można natomiast ograniczać poziom inbredu przyszłego pokolenia, w którym planowanie kojarzeń powinno opierać się również na monitoringu inbredu. Udostępnione narzędzia na stronie Centrum Genetycznego powinny pomóc w wyborze właściwych zwierząt, gdyż rentowność produkcji mleka zależy bezpośrednio od podejmowanych decyzji hodowlanych, a negatywne skutki inbredu w postaci depresji inbredowej mogą być w łatwy sposób zmniejszone. Ograniczenie poziomu inbredu przyszłego pokolenia przy jednoczesnej realizacji celów hodowlanych pozwala na zwiększenie zysku od sztuki w trakcie cyklu produkcyjnego oraz spowolnienie przyrostu inbredu w skali całej populacji. 