Bændablaðið - 29.04.2021, Blaðsíða 52

Bændablaðið | Fimmtudagur 29. apríl 202152
Á FAGLEGUM NÓTUM
Skyldleikarækt og erfðabreytileiki í íslenska kúastofninum
Hluti af doktorsverkefni mínu
við Árósaháskóla er að kortleggja
erfðalega stöðu íslenska
kúastofnsins. Áður höfum við
samstarfsmenn mínir sýnt fram
á erfðalega sérstöðu íslenskra
kúa í samanburði við kýr í
Vestur- og Norður-Evrópu. Þær
niðurstöður sem hér greinir frá
varða breytileika innan stofnsins,
einkum þróun í skyldleikarækt.
Meginniðurstöðurnar eru að
erfðabreytileiki er mikill innan
stofnsins þrátt fyrir langa
einangrun, og skyldleikarækt er
innan þeirra marka sem Matvæla-
og landbúnaðarstofnun Sameinuðu
þjóðanna (FAO) mælir með.
Erfðabreytileiki búfjár veldur oft
misskilningi
Undanfa r in á r ha fa
búfjárerfðafræðingar mjög unnið
að því að lýsa erfðafræðilegri
byggingu stofna. Sú vinna gefur færi
á mun nákvæmari og vísindalegri
áætlanagerð um varðveislu
búfjárstofna en áður var. Það er
ánægjuefni því að framundir þetta
hefur umræða um búfjárstofna oft
einkennst af skorti á gögnum og
rannsóknum. Þá hafa alls konar
ranghugmyndir og bull vaðið uppi um
íslenskar kýr, byggt á misskilningi.
En vísindin efla alla dáð og nú hefur
fengist allglögg mynd af íslenska
stofninum.
Öll umræða um breytileika
er vandasöm og veldur gjarnan
misskilningi. Því er mikilvægt að
gera grein fyrir hvað átt er við með
erfðabreytileika. Með einföldun
má segja að erfðabreytileiki sé
fjölbreytni í tíðni og samsetningu
gena. Breytileikinn er forsenda
áframhaldandi ræktunar og fyrir þær
sakir er varðveisla hans mikilvæg. Þá
geta einstök kyn búið yfir eiginleikum
sem ekki finnast í öðrum kynjum.
Erfðabreytileika innan búfjártegundar
má greina í tvo hluta: breytileika milli
stofna (eða kynja) og breytileika
innan stofna. Breytileika milli stofna
er viðhaldið með því að varðveita
sem flesta þeirra, að teknu tilliti
til erfðalegs skyldleika stofnanna.
Verndargildi stofns markast ásamt
öðru af því hversu mikilvægur
hann er fyrir heildarbreytileika
tegundarinnar. Stofn sem er erfðalega
óskyldur öðrum hefur því mikið
varðveislugildi.
Þá víkur máli að erfðabreytileika
innan stofns. Iðulega er það svo, að
stofnar sem eru afar frábrugðnir
öðrum, hafa lítinn erfðabreytileika
innan stofns. Þetta á við um mörg
evrópsk kúakyn, sem töpuðu í bar-
áttunni við nythærri kyn eins og
svartskjöldóttar Holstein. Mörg kyn
útrýmdust með öllu, en önnur þrauk-
uðu við mikla lækkun stofnstærðar
með tilheyrandi skyldleikarækt.
Stofn sumra þessara var teljandi á
fingrum annarrar handar í mörgum
tilfellum og í sumum tilvikum er
skyldleikarækt þessara kynja orðin
svo mikil að stofninum er ekki við-
bjargandi án blöndunar við aðra
stofna. Vinnan við kortlagningu
erfðalegs skyldleika búfjárstofna
miðar einmitt að hluta til að því að
finna þá stofna sem standa höllum
fæti, og þá stofna sem henta best til
blöndunar við þessa stofna.
Skyldleikarækt er ekki
vandamál í íslenskum kúm
Þær raddir hafa heyrst að íslenski
stofninn sé orðinn ósjálfbær vegna
mikillar skyldleikaræktunar, en það
eru tómir hugarórar sé mið tekið af
fyrirliggjandi gögnum. Í rannsókn
minni var notast við nokkrar mis-
munandi aðferðir við útreikning
skyldleikaræktarstuðla og báru allar
niðurstöður að sama brunni: íslenska
kýrin ber þess ekki merki að vera
óhóflega skyldleikaræktaður stofn.
Ein aðferðin sem ég notaðist við
er mat á skyldleikarækt samkvæmt
svokölluðum arfhreinum svæðum
(e. runs of homozygosity). Það eru
svæði í erfðamenginu þar sem öll
sæti eru arfhrein í lengjum. Þessi
svæði myndast við skyldleikarækt,
og eru því lengri og fleiri sem skyld-
leikaræktin er meiri. Arfhrein svæði
virðast ekki ósvipuð að lengd og tölu
í íslenskum kúm og í öðrum stofnum
sem hafa verið einangraðir. Þar er því
ekki að greina ummerki um óhóflega
skyldleikarækt, hvorki nærri okkur í
tíma né sögulega.
Meðalskyldleikaræktarstuðull
í íslenskum kúm, metinn yfir allt
erfðamengið er sambærilegur við
mörg önnur framleiðslukyn. Virk
stofnstærð stofna er reiknuð sem
fall af aukningu á skyldleikarækt
í stofni. Virk stofnstærð er sá stiki
sem einna mest hefur að segja um
lífvænleika stofna, og FAO mælir
með að hún sé á bilinu 50-100
fyrir búfjárstofna. Virk stofnstærð
íslenskra kúa mældist á bilinu 60-80
fyrir árabilið 2009-2017. Það bendir
til þess að stýring á skyldleikarækt
sé með bærilegasta móti í stofnin-
um. Þær aðgerðir sem hafa verið
notaðar eru einkum takmörkun á
fjölda sæðisskammta úr hverju
nauti, sem og takmörkun á fjölda
sona undan hverjum nautsföður,
sem er tekin inn á stöð. Að mínu
mati væri skynsamlegt að miða við
að stofninn liggi við efri mörk FAO
frekar en lægri í framtíðinni, þar
sem að um algjörlega lokaðan erfða-
hóp er að ræða og því er varasamt að
taka áhættu í skyldleikarækt. Ég vil
benda á að í samanburði við norð-
ur amerískar Holstein kýr stendur
íslenski stofninn vel með tilliti til
virkar stofnstærðar. Eftir upptöku
erfðamengjaúrvals þar vestra hefur
virk stofnstærð lækkað niður í 25-50
gripi, en það telst ekki sjálfbær rækt-
un til lengri tíma litið.
Hafa íslenskar kýr
aðlagast landinu?
Eitt efni sem mjög er rannsakað af
búfjárerfðafræðingum um þessar
mundir eru svokölluð ummerki um
úrval. Þegar sterkt úrval á sér stað
í stofni verða þess merki sem unnt
er að greina með tölfræðilegum
aðferðum. Í stuttu máli sagt verður
minni fjölbreytni í kringum genið
sem valið er. Í búfjárstofnum getur
verið um að ræða aðlögun að ákveðnu
umhverfi eða ræktunaraðstæðum.
Þrjú svæði sem mögulega hafa verið
valin fundust í minni rannsókn. Eitt
þessara svæða hefur verið valið í
öðrum evrópskum kúastofnum, en
annað hefur ekki verið valið fyrir í
öðrum stofnum svo vitað sé. Þessi
hluti rannsóknarinnar er aðeins vísir
að þeim rannsóknum sem hægt er að
gera á sérkennum íslensku kýrinnar.
Það má vera að við dvöl nautpeninga
á Íslandi yfir 1100 vetur hafi verið
valið fyrir eiginleikum sem frekari
rannsóknir munu varpa ljósi á.
Samsætutengsl hjá íslenskum
henta fyrir erfðamengisúrval
Ég reiknaði stærð fyrir stofninn sem
hefur verið nefnd samsætutengsl á
íslensku (e. linkage disequilibrium).
Samsætutengsl lýsa tilhneiginu
samsæta til að erfast með öðrum.
Endurröðun í erfðamenginu brýtur
samsætutengslin með tímanum.
Samsætutengsl eru því sterkari milli
nálægra sæta á erfðamenginu og
sterk samsætutengsl við stuttar fjar-
lægðir bendir til lágrar stofnstærðar
á fyrri tímum. Séu samsætutengsl
íslenskra kúa borin saman við sum
önnur kyn kemur í ljós frekar lág
stofnstærð við stuttar fjarlægðir, en
meðalsterk samsætutengsl við lengri
fjarlægðir.
Sterk samsætutengsl gefa merki
um að erfðamengjaúrval verði
árangursríkt, þar sem að erfða-
mengjaúrval byggir á tengslum milli
erfðamarka og þeirra gena sem áhrif
hafa á eiginleikana sem ræktað er
fyrir. Samsætutengslin eru veikari
í íslenskum kúm en Jersey, svipuð
og í Holstein, en hærri en í rauðu
norrænu kynjunum. Þetta má útskýra
sem svo að hluta að fjölbreytni litn-
ingabúta sé heldur minni í íslenska
stofninum en í hinum blönduðu
rauðu norrænu kynjum. Einangrun
íslenskra kúa hefur að öllum líkind-
um valdið þessu. Þegar fjölbreytni
litningabútanna er mikil, eins og
raunin er í mikið blönduðum stofn-
um, eru erfðamörkin síður í samsæt-
utengslum við genin sem til stendur
að velja. Erfðaleg einsleitni vegna
lítillar blöndunar, er því ótvíræður
styrkur fyrir áframhaldandi rækt-
un. Ef íslenskar kýr hefðu blandast
öðrum kynjum væri tvímælalaust
lægra öryggi á erfðamengjaspán-
um. Í þessu samhengi vil ég benda
á að í Danmörku var sú leið farin
fyrir nokkrum áratugum að blanda
ýmsum kynjum við rauðu dönsku
kýrnar, en það fyrirtæki orsakaði
að danska kynið hvarf nærri
með öllu, og það sem nú
heitir danskar rauðar kýr er
óræður grautur ýmissa kynja.
Þetta samsull hefur orðið þess
valdandi að öryggi á erfða-
mengisspám þeirra er lægra
en hjá „hreinni“ kynjum eins
og Holstein og Jersey. En
umræða um spárnar er tilefni
til annarrar greinar. Hér nægir
að nefna að niðurstöðurnar lofa
afar góðu.
Flöskuhálsar í stofnstærð
voru líklega ekki til staðar
eftir landnám
Stundum hefur borið á þeim mál-
flutningi innan landbúnaðarins,
að íslenskar kýr hafi tapað svo
miklum breytileika í gegnum
hallæri, að erfðabreytileika skorti
til framræktunar. Þegar nánar er
að gáð eru hafa þessar fullyrðingar
einkum verið reistar á sandi fremur
en á bjargi. Það eru fjórir atburðir
í Íslandssögunni þar sem líkur eru
til að stofnstærð hafi orðið lág. Það
er landnámið, plágan mikla 1402-
1404 og plágan síðari um 1500,
og Móðuharðindin. Ekki er vitað
hversu margir nautgripir voru fluttir
til landsins við landnám, en líklega
voru það að lágmarki nokkur hund-
ruð. Líkur má leiða að stofnstærð
hafi lægst verið um 15.000-20.000
gripir eftir pláguna síðari. Eftir það
er vitað að íslenskar kýr voru tæp-
lega 10.000 árið 1784. Hvorugur
þessara atburða getur talist alvar-
legur flöskuháls í ræktunarlegum
skilningi.
Framtíðarhorfur eru bjartar í
ræktun íslensku mjólkurkýrinnar
Það er ástæðulaust að draga fjöður
yfir þýðingu niðurstaðnanna varð-
andi framtíð stofnsins. Umræða um
kynbætur íslenskra kúa hefur um
drjúgt skeið verið í nokkurri gíslingu
vegna áhuga á innflutningi annars
kúakyns. Þá hefur stundum verið
vísað til óhóflegrar skyldleikaræktar
og þröngs erfðagrunns, en þessi
atriði virðast ekki vera vandamál
í stofninum. Mér vitandi hafa gögnin
raunar aldrei bent til þess, en nú
hefur fengist á þessu staðfesting með
rannsókn á afar stóru gagnasafni.
Þeim hluta míns doktorsver-
kefnis sem snerist um erfðalega
stöðu stofnsins lýkur með þessum
niðurstöðum. Ég vil enda þenn-
an pistling á því að gera grein
fyrir þýðingu niðurstaðnanna af
þeirri vinnu. Íslenska kýrin er
allfrábrugðin öðrum stofnum.
Stofnarnir sem skyldastir eru
íslenskum kúm eru flestir afar
litlir og aðalræktunarmarkmið
þessara stofna er að lágmarka
skyldleika og vernda þannig erfða-
breytileika. Skyldasti stofninn er
hið norska landkyn Þelamerkurkýr
(no. Telemarkfe), en sá stofn telur
aðeins um 400 gripi. Íslenski stofn-
inn er einsleitur stofn að því leyti
að hann hefur verið einangraður
um langa hríð, en þrátt fyrir það
eru ekki merki um mikið tap á
breytileika. Að því má leiða líkur
að viðhald stofnsins sé mikilvægt
fyrir varðveislu heildar erfða-
breytileika í nautgripum.
Egill Gautason
Egill Gautason.
Þær raddir hafa heyrst að íslenski stofninn sé orðinn ósjálfbær vegna
mikillar skyldleikaræktunar, en það eru tómir hugarórar sé mið tekið
af fyrirliggjandi gögnum. Myndir / HKr.
Æðardúnn
Óska eftir dúni til útflutnings.
Hátt nettóverð.
Hafið samband í síma 893 8554.
Tölvupóstur: leifm@simnet.is.
Leifs Æðardúnn
Útflutningur síðan 2001