Časopis Myslivost

Listopad / 2013

Genetika v myslivosti

Myslivost 11/2013, str. 50  Ing. Martin Ernst, Ph.D.
V pozvolném a miliony let probíhajícím evolučním vývoji rostlinných i živočišných druhů nebyl na Zemi tento vývoj tak podstatně ovlivňován lidskou činností, jako tomu je zejména od dob počátku technické revoluce. Člověk s určitým záměrem započal asi 10.000 let př.n.l. domestikovat dnešní hospodářská zvířata, začal s jejich selekcí a křížením ke zvýšení užitkových vlastností, čímž zasahoval do jejich genetické podstaty. Docházelo k zužování genetické různorodosti hospodářských zvířat, především pak důsledkem šlechtitelských postupů preferujících pouze určité genotypy.

V důsledku toho se u některých zvířat projevilo snižování adaptability, imunity, někdy i reprodukce a tato zvířata se stávají závislá na umělých, člověkem vytvořených podmínkách, kdy některá vyšlechtěná plemena jsou dokonce ohrožena. Proto celosvětově sílí tendence na ochranu jednotlivých forem života a zamezení snižování biodiverzity i genetické diverzity.

Exponenciální nárůst poznatků v oblasti genetiky z těchto důvodů nachází své uplatnění ve většině činnosti lidské společnosti spojené s biologickými procesy. Současná úroveň znalostí genetiky hospodářských zvířat je příkladem pro management volně žijících živočichů a tyto vědomosti jsou postupně uplatňovány i v lesnických disciplinách nevyjímaje myslivost. Zejména příklady z oborních chovů zvěře, problematika izolovaných populací nebo snižování četnosti populací drobné zvěře dokládají aktuálnost tohoto tématu. Využití nejnovějších poznatků z oboru genetika lze také uplatňovat v myslivecké kynologii nebo v sokolnictví.

Historie genetiky

V r. 1865 publikoval Johann Gregor Mendel výsledky svých pokusů s hrachem v časopisu Brněnského přírodovědeckého spolku, kde formuloval principy přenosu vlastností mezi organismy. Jeho poznatky se však začaly využívat až po r. 1900, kdy byly znovu objeveny de Vriesem, Tschermakem a Corrensem. Dnes jsou všeobecně známé jako tzv. "Mendelovy principy". V r. 1933 obdržel Thomas Hunt Morgan Nobelovu cenu za definování uspořádání jednotlivých genů v chromozomech a vysvětlení funkce chromozomů při dědičnosti.

V 50. letech minulého století popsali J. D. Watson, F. H. C. Crick a M. H. F. Wilkins strukturu a význam nukleových kyselin, což způsobilo rozmach genetiky a vznik další specializované oblasti genetiky zvané molekulární genetika. Pomocí metod této disciplíny byl v r. 1999 popsán genetický kód člověka a o čtyři roky později rozluštěn celý lidský genom. Průběžně jsou také zkoumány genomy pro různá hospodářská zvířata (např. prase, skot, pes aj.), přičemž jsou již od 20. stol. některé poznatky využívány také v mysliveckém managementu nebo ve farmových chovech (např. jelen evropský).

Základní pojmy

Genetika je nauka o dědičnosti a proměnlivosti znaků. Znakem se v genetice označují vlastnosti organismů nebo buněk. Rozdělujeme je na znaky morfologické (tvar a rozměry těla i jeho jednotlivých orgánů), funkční (vykonávání určitých životních funkcí) a psychické (temperament, inteligence, nadání). Východiskem kteréhokoli znaku je určitá biochemická reakce, která je podmíněna specifickým enzymem, což je složitá chemická látka bílkovinné povahy působící jako katalyzátor biochemických reakcí.

Některé znaky potomka jsou shodné se znaky rodičů a jsou dány dědičnou informací, přenášenou rozmnožováním. Dědičná informace je uložena v chromozómech. Znaky z rodičů na potomky se nepřenášejí jako takové, ale přenášejí se jen vlohy, tj. dědičné předpoklady, informace pro jejich vytvoření. Jednotkou genetické informace je tedy gen (vloha), který je materiálním nosičem znaků. Znaky pak rozdělujeme na kvalitativní, které podstatně neovlivňuje prostředí, jsou určeny geny velkého účinku a dědičně bývají definovány jedním genem (např. zbarvení, krevní skupina). Kvantitativní, které jsou ovlivněny prostředím, je možné je měřit, vyjadřovat je ve vhodných jednotkách a jsou podmíněny skupinou genů – geny malého účinku (např. tělesné rozměry, parožení, plodnost). Geny pak určují znaky v jejich konkrétních kvalitách i kvantitách, proto každý gen existuje ve dvou až v mnoha konkrétních podobách, které se nazývají alely. Je důležité si uvědomit, že každý potomek získává pro určitý gen, který je tvořen dvěma alelami, vždy jednu alelu od matky a jednu alelu od otce. Potomek tedy nemůže mít více vloh od některého z rodičů, pokud se nejedná o geny, které jsou umístěny na pohlavních chromozómech. Každý jedinec má tedy přibližně stejný počet vloh od každého z rodičů, což je důležité si uvědomit např. při provádění zodpovědného lovu spárkaté zvěře, kdy je nutný pečlivý výběr nejen samců, ale také samic. Polymorfismus (různorodost) genu pak umožňuje, že se v populaci vyskytují jedinci heterozygotní, tzn., že od každého z rodičů obdrželi jinou alelu tohoto genu. Dále pak jedinci homozygotní, kteří získali od každého z rodičů shodnou alelu. Dvě alely jedince, které určují daný gen, mohou být ve vzájemném vztahu úplné či neúplné dominance a úplné či neúplné recesivity nebo také kodominance. Jestliže se heterozygot (např. s alelami Aa) v daném znaku fenotypově neliší od dominantního homozygota AA, jde o úplnou dominanci. Alela a je v tomto případě úplně recesivní vůči alele A. U heterozygota se tedy recesivní alela ve fenotypu neprojevuje. U heterozygota se tedy ve fenotypu projeví jen dominantní alela, vliv recesivní alely je potlačen. Příkladem je albinismus, který zapříčiněn nedostatkem pigmentu melaninu v kůži, srsti nebo peří, přičemž je takový jedinec zbarven bíle a oční duhovka je červená. Dominantní alela (A)  podmiňuje přítomnost melaninu, recesivní alela (a) podmiňuje nepřítomnost melaninu.

 

 

 

 


Obr. 1 U dominantního homozygota (AA) a heterozygota (Aa) se tvoří pigment melanin normálně – srst, peří i oční duhovka jsou standardně zbarveny. U recesivního homozygota (aa) se vyskytne albinismus- srst nebo peří jsou zbarveny bíle a oční duhovka červeně.

 

Na místě je také nutné upozornit, že nelze zaměňovat albinismus za leucismus, při kterém je jedinec také světle zbarven, avšak oční duhovka nemá červené zbarvení. Příkladem může být bílé zbarvení jelena, světlé zbarvení bažanta (viz Obr. 2). Různé barevné odchylky existují také u koroptve polní (viz Obr. 3, 4), prasete divokého apod.

Obr. 2 Světle zbarvený kohout bažanta, tzv. leucismus.

Obr. 3 Různé barevné odchylky ve zbarvení koroptve.

Obr. 4 Standardní zbarvení koroptve polní.

Důležité je také upozornit na obecnou platnost, že čím je vyšší genetická variabilita a heterozygotnost v populaci, tím je populace životaschopnější a adaptabilnější na změny podmínek prostředí.

Okrajově jsme již výše poukázali na význam selekce (výběr), která je nejvýznamnějším činitelem ovlivňujícím změnu v genovém složení populace a může značně přispět k jejímu zušlechťování. Opačně pak může nesprávná selekce vést k degradaci populace. Je nutné si uvědomit, že selekce na nějaký znak (např. trofejová kvalita, vyšší přírůstky, zbarvení), může vést ke snížení projevu znaku jiného (např. plodnost, imunita, kvalita zvěřiny). Proto je při selekci zvěře důležité (zejména v uzavřených chovech – např. oborní zvěř, chovné populace pernaté drobné zvěře a farmové chovy srstnaté drobné zvěře, popř. spárkaté), abychom se nesoustředili pouze na efekt jednoho znaku, ale sledovali znaků několik. Při dodržení této zásady je pak možné zvýšit selekční efekt při zachování životaschopnosti populace. U hospodářských zvířat a u mnohých farmových chovů lze provádět selekci razantněji a snadněji, jelikož můžeme chovaným živočichům dokonaleji přizpůsobit prostředí, ve kterém žijí a lépe udržovat jejich imunitu a péči o zdravotní stav. Na úspěšnost selekce má vliv tzv. koeficient heritabilityh2 (dědivosti), což je podíl genotypu z celkové fenotypové proměnlivosti. Pohybuje se v rozmezí od 0 do 1. Čím je jeho hodnota vyšší, tím vyšší je podíl genotypu a jednodušší selekce na daný znak. Například koeficient dědivosti pro hmotnost paroží udává Martínková (Encyklopedie myslivosti, 2003) 0,30 – 0,35, což znamená, že se na hmotnosti paroží podílejí minimálně z 65% vlivy prostředí (výživa, klimatické podmínky, zdravotní stav, stres aj.). Účinnost selekce vyjadřuje selekční efekt, což je rozdíl mezi průměrným výskytem sledovaného znaku v generaci potomků a průměrným výskytem téhož znaku v rodičovské generaci. Při selekci dále hraje roli heterózní efekt, což je projev křížení co nejméně podobných rodičů, při němž dochází ke zlepšování celkové kondice v populaci a inbridingová deprese, což je projev příbuzenského křížení, při němž naopak dochází ke snižování celkové kondice v populaci.

Výše uvedené příklady a pojmy lze řadit do obecně známé „Mendelistické genetiky“, která je základem oboru genetika. Molekulární genetika je další specializací tohoto oboru a zabývá se zkoumáním vztahů mezi fyzikálně-chemickou a biologickou rovinou, které svými interakcemi určují veškeré živé soustavy. Velmi zjednodušeně lze říci, že zkoumá vliv jednotlivých genů na určité fyziologické a morfologické vlastnosti jedince a co vše jejich projev způsobuje (nejpoužívanější metodou je PCR-RFLP). Molekulární genetika je schopna pomocí dalších metod identifikovat jedince, ověřovat příbuzenské vztahy mezi nimi, rodičovství (parentita) a otcovství (paternita). Metody založené na molekulárně - genetických postupech se tedy jeví jako nejspolehlivější k vzájemnému rozlišování živočišných druhů či poddruhů, identifikaci jedince, příbuzenských vztahů, původu a charakteristice některých ekologicky a ekonomicky významných vlastností. Znalosti z této oblasti jsou v současné době postupně uplatňovány ve většině činností spojených s biologickými procesy a logicky nemohou opomenout ani myslivost.

Ačkoli se zdá, že je molekulární genetika úzce specializovaným oborem, opak je pravdou. Využíváním a kombinováním poznatků z jiných vědních oborů, které dává do souvislostí, rozšiřuje nové náhledy na principy a příčiny fungování živých soustav. Jako příklad propojení této disciplíny s jinými obory lze uvést zoologii, kde se těchto poznatků používá především k zařazování do systému. V ekologii a ochraně přírody je využívána možnost identifikace jedince, což umožňuje snadnější kontrolu nezákonného obchodování s chráněnými a zvláště chráněnými živočichy. Patří sem také porovnávání populací a určování genetického původu. Z hlediska veterinárního lékařství se řeší otázky odolnosti vůči některým chorobám, příčiny snížení reprodukční schopnosti nebo výskyt tělesných anomálií. V zootechnice se využívá především možností testování původu zvířat a jejich produkčních a hospodářsky významných vlastností. Zajisté by se daly uvést ještě další příklady uplatnění teoretických a praktických znalostí metod molekulární genetiky v jiných oborech souvisejících s myslivostí, ale věnujme se "myslivecké genetice".

Molekulární genetika v myslivosti

Přestože jsou na našem území prováděny principy současného selektivního odstřelu zvěře přibližně 80 let a víme, že selekce ovlivňuje nějakým způsobem genetickou variabilitu, prací věnovaných genetice zvěře není mnoho. V soubornějších dílech se s problematikou obecné genetiky zvěře seznámíme např. v publikacích „Biologické základy poľovnej zveri“ (Komárek, Kočiš et al., 1992) nebo „Encyklopedie myslivosti“ (Červený et al., 2003, 2004). V posledním desetiletí pak lze získat informace o problematice molekulární genetiky volně žijících živočichů a zvěře v ČR ze sborníků národních konferencí nebo vědeckých prací některých autorů působících na pracovištích Akademie věd ČR a některých univerzit.

Přestože byly některé přínosy již výše naznačeny, rozviňme je ve větším měřítku a z více pohledů. V prvé řadě tento obor umožňuje zrychlení a upřesnění mysliveckého výzkumu. Molekulární genetika v kombinaci s genetikou obecnou a dalšími obory poskytuje podrobnější informace o volně žijících živočiších a zvěři, které lze využít pro jejich ochranu. Ohrožené populace některých druhů zvěře jsou sice panmiktické, ale ve většině případů zde neznáme původ jednotlivců, tj. neznáme jejich rodiče, což neumožňuje přesnější selekci v populaci. Dále jsou tyto populace velmi často málo početné. Kombinace těchto dvou skutečností může pak mít za následek postupné snižování genetické diverzity a zvyšování inbrídingu (příbuznosti). Dochází pak k postupné degradaci až vymizení populace na konkrétní lokalitě. Příkladem může být koroptev polní (Perdix perdix), kdy se vlivem příbuzenské plemenitby začínají v malých populacích často objevovat světle, až bíle zbarvení jedinci, kteří jsou sice plodní, ale mohou být jednodušší kořistí pro predátora. Z těchto důvodů je v takové populaci vhodné provádět tzv. „osvěžování krve“ vypouštěním nových jedinců na molekulárně-genetickém základě. Provádíme tedy nejprve genetické analýzy u stávající populace, kdy zjistíme, jaké konkrétní alely se v populaci nalézají. Poté opatříme jiné jedince, kteří do této populace vnesou nové alely nebo alely, které postupně ve stávající populaci vymizely. Tímto způsobem cíleně a rychle provedeme zlepšení genetické variability v populaci. Na místě je také opět nutné vzpomenout na součinnost genetiky s dalšími obory. Důležitým faktorem pro výskyt koroptve je totiž stav biotopu, ve kterém žijí. Dalším limitujícím faktorem jsou také období a způsob vypouštění, kdy je nutné nejprve nové jedince zakomorovat, aby došlo ke vtištění si nového domovského okrsku. Tento princip samozřejmě platí, a lze jej využít, také u jiných druhů zvěře.

Ze zoologického hlediska je možné monitorovat genotypy geograficky vzdálených populací jednotlivých druhů zvěře, čehož lze využít také při určování druhů nebo poddruhů a ke zjišťování jejich fylogeneze nebo vzájemného křížení (hybridizace). Příkladem lze uvést známou problematiku mezidruhového křížení jelena evropského a siky, kdy je mezidruhový hybrid plodný a ovlivňuje tak dále čistotu populace našeho jelena evropského v některých oblastech ČR. Nabízí se také možnost odpovědět na tolik diskutované otázky o existenci poddruhů některých druhů zvěře nebo jejího původu.

Z pohledu veterinárního lékařství je molekulární genetika významná při diagnostice různých onemocnění nebo v prevenci jejich vzniku, což je uplatnitelné také v myslivosti, zejména pak v kynologii nebo sokolnictví. U některých plemen psů lze poznatků např. využít při prevenci vzniku některých vrozených očních onemocněních, kdy lze vhodným sestavením rodičovského páru předejít jejich vzniku u štěňat nebo minimalizovat počet přenašečů či postiženého potomstva. Sekundárně lze také využít metod molekulární genetiky ke kontrole inbrídingu a genealogických linií loveckých psů nebo dravců, čímž lze předcházet různým degenerativním onemocněním, morfologickým změnám, poruchám reprodukce nebo imunity. Zejména u plemen loveckých psů by bylo povinné zavedení DNA analýz vhodné a přínosné pro jejich udržitelný rozvoj a zachování.

Kontrola genealogických linií pomocí molekulárně-genetických metod (např. mikrosatelitní analýzy) a zjišťování stupně inbrídingu jsou dále velmi dobře využitelné v oborních chovech kvalitní trofejové zvěře, kde je možné lépe aplikovat získané vědomosti a dosahovat tak špičkových chovatelských výsledků. Zároveň jsou poznatky uplatňovány v chovech vzácných druhů zvěře (bílý jelen, koza bezoárová), kde je genetika využívána, v kombinaci s informacemi z dalších oborů, k řízenému chovu zvěře na genetickém základě. Zlepšována a kontrolována je tak kvalita takových populací, jejich zdravotní kondice, schopnost reprodukce nebo adaptabilita. Zcela nejlépe pak lze využít uvedených poznatků ve většině farmových chovů, kde je možná individuální práce s každým jedincem. Např. u zaječí zvěře lze využít identifikaci jedinců při sestavování chovných párů s cílem maximální podpory genetické variability u potomstva. Odbočíme-li k farmovým chovům jelenovitých, lze těchto principů využít také, přičemž je možné navíc dobře uplatnit analýzy tzv. kandidátních genů, které ovlivňují např. přírůstky nebo kvalitu masa.

Z výše uvedeného, mimo jiné, vyplývá, že molekulární genetika umožňuje rychle a cíleně doplňovat určité "chybějící" genotypy do populací, které jimi nedisponují, čímž můžeme pozitivně ovlivňovat postupnou degradaci určité populace na daném území. Z pohledu ochrany přírody lze těchto znalostí v budoucnu využít také u populací izolovaných antropickou činností. Příkladem může být výstavba sítí rychlostních komunikací, které tvoří migrační bariéry a finančně nákladné průchody či přechody pro zvěř v některých případech neplní požadovanou funkci. Opačně lze využít genotypového monitoringu pro udržení životaschopnosti a specifických vlastností přirozeně izolovaných populací, které jsou svým způsobem jedinečné a zachovat je tak pro další generace.

V neposlední řadě je možné využít molekulárně-genetických metod ve forenzní genetice na úseku myslivosti. Jedná se zejména o ověřování původu a rodičovství v chovech chráněných druhů, identifikace druhu nebo dokonce jedince z určitého chovu při vyšetřování pytláctví nebo krádeže, identifikace pohlaví zvěře při nesprávném odlovu nebo podvodu při prodeji a při determinaci druhu, množství, popř. původu zvěřiny v masných výrobcích.

Příklady využití genetiky v myslivecké praxi

Jedním z praktických příkladů využití je genetika zbarvení bílé jelení zvěře. Na teoretickém základě se předpokládají tři párové alely, které určují zbarvení jedince. Jde o alelu A, která podmiňuje rezavohnědé zbarvení, alelu W, která podmiňuje bílé zbarvení a alelu S, která podmiňuje strakatost. V této souvislosti je nutné vysvětlit pojem epistatický pár alel, což znamená, že tento alelický pár je nadřazený páru jinému. Za nejvíce epistatický pár považujeme pár pro zbarvení divoké (aguti) A. Pokud se tedy u jedince objeví genotyp AA nebo Aa, bude zbarvení rezavohnědé bez ohledu na genotypy pro bílé zbarvení nebo strakatost. Tyto se mohou projevit pouze v případě recesivního homozygota aa. Bíle zbarvený jedinec bude tedy v tomto případě vždy, pokud se v jeho alelickém páru pro bílé zbarvení vyskytuje alespoň jedna dominantní alela W. Jestliže půjde o recesivního homozygota ww, bude tento jedinec rezavohnědý i v případě, že jeho genotyp pro zbarvení aguti je aa, jelikož je alelický pár tohoto zbarvení nadřazený nad jiné. Strakatost naopak mívá recesivní charakter ss. Takový jedinec se objeví pouze v případě, že je recesivní homozygot pro zbarvení aguti a má alespoň jednu dominantní alelu pro bílé zbarvení. Alelický pár pro strakatost se tedy nejeví k bílému zbarvení ve vztahu epistáze či hypostáze, ale rozhoduje o projevu strakatosti. Dále existuje ještě domněnka, že by určitá kombinace genů mohla mít letální účinky v embryonálním vývoji jedince. Podle analogie s jinými druhy savců by možným kandidátem mohla být kombinace WW. Tento předpoklad je však nutné ještě prokázat nebo vyvrátit výzkumem. V současné době jsou už známy geny, které ovlivňují bílé zbarvení a zřejmě tak bude pouze otázkou času, kdy molekulární genetika odpoví přesněji na tyto otázky. Přehled předpokládaných genotypů je uveden v následující tabulce.

 

Tab. 1 Pravděpodobné genotypy zbarvení bílé jelení zvěře (Vach et al., Myslivost, 1997. Upraveno.)

Genotyp

Výsledné zbarvení

AAWwSs

Divoké

AAWwss

Divoké

AaWwSs

Divoké

AawwSs

Divoké

Aawwss

Divoké

aawwss

Divoké

AaWWSs

divoké (možný úhyn embrya)

aaWwSs

bílé

aaWWSs

bílé (možný úhyn embrya)

aaWwss

bílé, strakaté

aaWWss

bílé, strakaté (možný úhyn embrya)

AAWWss

zřejmě úhyn embrya

AAWWSs

zřejmě úhyn embrya

 

Výše u vedené informace jsou v kombinaci s tzv. analýzou mikrosatelitů (metoda molekulární genetiky) a dalšími znalostmi uplatňovány při řízeném chovu bílého jelena v oborních chovech Lesů ČR, s.p. (podrobnější informace: http://www.lesycr.cz/odborne-rady/granty-a-dotace/Documents/bili_jeleni.pdf). Podobně bylo poznatků využito pro zefektivnění chovu kozy bezoárové v oboře Vřísek (podrobnější informace: http://www.lesycr.cz/odborne-rady/granty-a-dotace/Documents/koza_bezoarova-web.pdf) nebo při studiu příhraniční migrace losa evropského na LS Vyšší Brod (podrobnější informace: http://www.lesycr.cz/odborne-rady/granty-a-dotace/Documents/los_migrace-web.pdf). Dalším subjektem jsou VLS, s.p., které využily mikrosatelitních analýz při vstupní identifikaci všech dovezených jedinců zubra evropského a výsledků mohou v budoucnu využívat při managementu chovu tohoto savce.

Ve všech třech případech jsou využívány mikrosatelitní analýzy, pomocí kterých můžeme identifikovat jedince a ověřovat paternitu či parentitu, což je také velmi dobře využitelné při cíleném nákupu zvěře pro posílení chovu trofejové zvěře nebo "osvěžení krve" v zájmové oblasti - především v oborách a farmových chovech. Taková zvěř je otestována, nekupujeme tzv. "zajíce v pytli", máme jistotu původu zvěře a můžeme s ní efektivněji hospodařit. Stejně lze této výhody využít při nákupu loveckého psa nebo dravce, kdy požadujeme záruku o jeho původu.

Okrajově byly také zmíněny tzv. kandidátní geny, které mají vazbu na určité vlastnosti zvěře. Jejich význam je však především v uzavřených chovech. Příkladem může prase divoké, u kterého existuje gen, související s průjmy selat, které mohou zapříčit jejich úhyn. Dále je u divočáka soubor genů, které ovlivňují plodnost. Při vhodném genotypu jsou genetické předpoklady k vyšší plodnosti a vlivy prostředí jsou startérem pro jejich projev (např. kvalita a kvantita potravy). U černé zvěře existuje také hypotéza, že její nestandardní zbarvení (světlé zbarvení, skvrnitost) může mít původ v pozůstatcích alel zděděných při náhodných kříženích s volně pasenými domácími prasaty, což probíhalo na našem území ještě v minulém století.

Zcela na závěr je nutné znovu připomenout důležitost propojení molekulární genetiky s jinými vědními disciplínami, abychom mohli veškeré její přednosti a možnosti hodnotně využít ve prospěch zvěře a jejího životního prostředí, pro udržení kvality chovů zvěře, loveckých plemen psů nebo sokolnických dravců.

Autor: Ing. Martin Ernst, Ph.D. (Ústav ochrany lesů a myslivosti LDF MENDELU v Brně)

Práce byla podpořena projektem TA ČR č. TA02031259.

 

Aa

vychází v 7:31 a zapadá v 17:58 vychází v 23:33 a zapadá v 14:57 Nákupní košík 0
 
Zpracování dat...