Standaryzacja wartości hodowlanych kluczem do zrozumienia oceny

Posługiwanie się ocenami wartości hodowlanych (OWH) jest niezbędne w codziennej pracy hodowlanej w stadzie. Na każdym kroku: przy wyborze buhajów do krycia, przy ich indywidualnym doborze do każdej samicy czy przy podejmowaniu decyzji o selekcji młodzieży na remont stada lub do sprzedaży, mamy do czynienia z OWH. Proces doskonalenia genetycznego, mający na celu uzyskanie potomstwa lepszego od swoich rodziców, w całości jest oparty na wykorzystaniu OWH.

tekst: Wojciech Jagusiak, Anna Siekierska, zdjęcie: Photo team

Spróbujemy w możliwie przystępny sposób wyjaśnić, co wyrażają wartości hodowlane.

Rozkład wartości cechy w populacji i jego parametry

Rysunek.1 Rozkład normalny

Wartość fenotypową bądź hodowlaną zwierząt pod względem większości cech użytkowych wyrażamy za pomocą różnych jednostek miar: kilogramów, litrów, centymetrów itp. W populacji zazwyczaj najwięcej jest zwierząt o wartościach bliskich średniej. Rozkład wartości dla typowej cechy użytkowej opisujemy za pomocą tak zwanej krzywej normalnej (rys. 1). Krzywa normalna jest określona przez dwa parametry: średnią (μ) i odchylenie standardowe (σ). Średnia – to inaczej wartość oczekiwana, czyli najbardziej prawdopodobna w populacji. Z kolei odchylenie standardowe jest miarą zmienności, wpływającą na kształt krzywej normalnej. Im mniejsze jest odchylenie standardowe, tym bardziej podobne do średniej są wartości zwierząt w populacji, a krzywa będzie zwarta i stroma. Większe odchylenie standardowe oznacza, że obserwacje są bardziej zróżnicowane, a krzywa normalna jest bardziej płaska i rozchodząca się w prawo i lewo. W przedziale od μ-σ do μ+σ mieszczą się wartości 68,2% (czyli nieco ponad dwóch trzecich) wszystkich zwierząt.

Wartość hodowlana krowy a średnia i odchylenie standardowe w populacji
Wyobraźmy sobie teraz, że nasza krowa ma oszacowaną wartość hodowlaną (OWH) równą 6 jednostek. Bez informacji o ocenach innych krów nie wiemy, czy to dużo, czy mało. Nie wiemy nawet, czy jest ona lepsza, czy gorsza od przeciętnej krowy w populacji. Ale jeżeli informacja o OWH naszej krowy zostanie wzbogacona o wartość średniej OWH w całej populacji wynoszącą na przykład 3, to możemy już łatwo wywnioskować, że nasza krowa jest lepsza od przeciętnej o 3 jednostki. Jednak dalej nie wiemy, czy to dużo, czy mało. Dopiero znana wartość odchylenia standardowego w tej populacji pozwala nam na pełną interpretację OWH naszej krowy. Jeśli wynosi ono na przykład 1,5 (przy średniej równej 3), to znaczy, że krowa z OWH równą 6 jednostek jest lepsza od przeciętnej o dwa odchylenia standardowe, czyli jej wartość hodowlana jest wysoka.

Standaryzacja ocen wartości hodowlanych – zabieg pożyteczny i niezbędny
Opisane wyżej rachunki, niezbędne do prawidłowego zinterpretowania OWH, to nic innego jak podstawa tak zwanej standaryzacji wartości hodowlanych, wykonywanej w ośrodkach obliczeniowych po każdej rutynowej ocenie. Można je zapisać wzorem:

W praktyce rzadko standaryzuje się OWH przy użyciu parametrów jej rozkładu w całej ocenianej populacji. Populacja ta składa się zazwyczaj ze zwierząt o bardzo wysokiej, ale też bardzo niskiej wartości hodowlanej i obejmuje zwierzęta urodzone na przestrzeni wielu lat. Należy pamiętać o tym, że intensywna praca hodowlana sprawia, że każdy kolejny rocznik zwierząt jest przeciętnie lepszy od poprzedniego. Zastosowanie standaryzacji opartej na parametrach rozkładu OWH w całej populacji spowodowałoby, że prawie wszystkie OWHS dla krów aktualnie utrzymywanych przez hodowców byłyby bardzo wysokie i bardzo mało zróżnicowane.

Baza genetyczna – inna dla każdego kraju
Uniknięcie tego zjawiska jest możliwe dzięki zastosowaniu w trakcie standaryzacji wartości parametrów rozkładu OWH w pewnej ograniczonej liczebnie grupie zwierząt, nazywanej bazą genetyczną. Za bazę genetyczną przyjmuje się na ogół grupę zwierząt starszych (ale niezbyt starych!) tej samej płci, urodzonych w tym samym okresie (np. w tym samym roku lub w ciągu kilku kolejnych lat). Zwierzęta te powinny mieć odpowiednio dokładne i stabilne (to znaczy niezmieniające się z sezonu na sezon) oceny wartości hodowlanych. Procedura standaryzacyjna, w której zamiast wartości średniej i odchylenia standardowego OWH w całej populacji zastosujemy wartości odpowiednich parametrów rozkładu OWH, obliczonych w grupie bazowej, pozwala nam odnieść OWH aktualnie żyjących zwierząt do tej właśnie grupy, a nie do całej populacji.
W tym miejscu koniecznie trzeba wspomnieć o tym, że w różnych krajach stosuje się różne grupy bazowe, często bardzo różniące się pod względem średniej i odchylenia standardowego od naszej „bazy”. Porównywanie wartości hodowlanych publikowanych w obcych katalogach z wartościami oszacowanymi w Polsce na pewno doprowadzi do wyciągnięcia przez hodowcę błędnych wniosków.

W polskim systemie oceny wartości hodowlanych przyjęto zestandaryzowane wartości hodowlane skalować dodatkowo na średnią 100 i odchylenie standardowe 10 wg prostej formuły: względna wartość hodowlana = OWHS*10 + 100. Takie skalowanie nie jest konieczne i przeprowadza się je głównie ze względu na przyzwyczajenie hodowców.

Tabela 1. Standaryzowana wartość hodowlana dwóch krów w zależności od przyjętej grupy bazowej

Dlaczego trzeba zmieniać bazę genetyczną?
W tabeli 1 zamieszczono standaryzowane OWH dla dwóch krów będących w podobnym wieku i utrzymywanych w tej samej oborze, z których jedna otrzymała najniższą ocenę (OWH1 = 5), a druga charakteryzowała się najwyższą oceną w tej oborze (OWH2 = 9). W pierwszym przypadku zastosowano standaryzację opartą na średniej i odchyleniu standardowym obliczonym w całej populacji, a w drugim wykorzystano wartości parametrów rozkładu OWH w grupie bazowej, za którą przyjęto buhaje urodzone w 2012 r. Jak widać, w wyniku standaryzacji z wykorzystaniem bazowej grupy buhajów otrzymaliśmy dla pierwszej krowy niższą OWHS w porównaniu z OWHS standaryzowaną przy użyciu parametrów całej populacji (70 zamiast 113), a dla drugiej krowy wyższą (150 zamiast 140). Ponadto różnica między OWHS obu krów jest w przypadku standaryzacji opartej na bazowej grupie buhajów większa (80 zamiast 27). Takie wartości OWHS pozwalają na wygodniejsze i bardziej czytelne szeregowanie krów przed podjęciem decyzji hodowlanej, a co więcej – ustalenie takiej samej grupy bazowej dla kilku różnych cech uwzględnionych w systemie oceny wartości hodowlanej, ułatwia ich łączenie w indeksy hodowlane.

Niestety, z tym wygodnym rozwiązaniem wiąże się dość poważny kłopot, wynikający z konieczności okresowego „przesuwania” bazy. Nieco wyżej wspomniano o trendach genetycznych w populacjach zwierząt hodowlanych będących efektem m.in. intensywnej pracy hodowlanej, które powodują, że każdy kolejny rocznik zwierząt jest trochę lepszy od pozostałych. Jeżeli bazowa grupa jest zbyt stara, to najmłodsze zwierzęta z wysoką wartością hodowlaną będą w odniesieniu do tej grupy charakteryzować się nieproporcjonalnie wysokimi OWHS. Przeciwdziałanie temu zjawisku polega na dokonywaniu w regularnych odstępach czasu zmian definicji grupy bazowej, tak aby składała się ona z coraz młodszych zwierząt.

W marcowym wydaniu, w drugiej części artykułu, wytłumaczymy, z jakimi konsekwencjami można się liczyć przy zmianie bazy genetycznej. Zabieg ten, zgodnie z metodyką oceny wartości hodowlanych stosowaną w naszym kraju, wykonuje się co 5 lat. Będziemy mieć z nim do czynienia przy ocenie w sezonie 2020.1, tj. w kwietniu 2020 r. 