Para o melhoramento genético, é a mistura que importa.
Tradução de documento científico publicado por Carol Beuchat PhD em Junho de 2015.
A maioria das características que você considera em um cão (por exemplo, habilidade de caça, temperamento, inteligência, capacidade atlética, destreza de pastoreio) são determinadas por muitos genes – centenas, e talvez até milhares. O processo de criação e seleção basicamente embaralha os genes dos pais e, em seguida, distribui um conjunto diferente para cada filhote. Se um par de cães pudesse produzir muitos milhares de filhotes, cada um seria geneticamente único porque as muitas combinações possíveis de alelos criam a possibilidade de grande variação nos fenótipos expressos de uma característica.
Se você escolher uma característica de interesse e avaliá-la em uma grande ninhada de filhotes, poderá usar os dados para gerar a “curva de classe” para essa característica da mesma forma que as notas em um teste de biologia podem ser avaliadas. Classificados “na curva”, os melhores animais estarão na cauda à direita e os piores na cauda à esquerda. A maioria dos animais cairá em algum lugar no meio. Esta é a chamada “curva em sino”. Não é o ajuste perfeito para todo tipo de característica; para alguns, a curva pode ser assimétrica, com mais animais afastados do meio e em direção a uma extremidade, ou com uma cauda excepcionalmente longa em uma extremidade. Mas os princípios serão os mesmos para o que estamos falando aqui.
Se o professor de biologia tem padrões absolutos de desempenho, as pontuações do teste podem ser A para pontuações> 90%, B para 80-89%, C para 70-79% e… bem, você sabe como isso funciona. Os alunos geralmente odeiam isso, e por um bom motivo. É possível que nenhum aluno tenha uma pontuação alta o suficiente para obter uma nota A. Claro, os alunos irão explicar isso como o teste sendo impossivelmente difícil e uma medida inadequada de sua compreensão. Talvez sim, ou talvez não. Mas o método preferido da perspectiva dos alunos é que a classificação seja baseada na distribuição das pontuações dos alunos da classe naquele teste específico. Portanto, agora, os 90% mais altos das pontuações receberão um A, mesmo que essas pontuações absolutas estivessem na casa dos 70. Classificados desta forma, sempre haverá alguns alunos que obterão A’s, alguns obterão B’s, um grande grupo de alunos “médios” cujas pontuações caem no “sino” da curva obterão C’s, e o infeliz restante ficará em a cauda de “menos do que adequada”. (É assim que sabemos que os alunos na pequena cidade de Lake Wobegon não são avaliados em uma curva, porque todos eles estão “acima da média”.)
Quando você pensa sobre isso, é assim que os cães são avaliados em exposições caninas. O quão bem você se sairá dependerá de quem mais está no ringue com você. Se forem dez cães excelentes, e você estiver classificado em 8º lugar neste grupo de elite, do seu ponto de vista você terá sido “dispensado” por aquele juiz. E todos nós vimos o melhor de um lote ruim ganhar o melhor da raça, concedendo o prêmio de uma vida a alguém com um cão medíocre. Claro, o problema com esse método de avaliação de características (ou alunos) é que ele não seleciona um nível específico de qualidade ou desempenho. Você pode ser o melhor aluno em sua classe de medicina, mas se você foi para uma escola medíocre e não estava competindo com os melhores alunos, sua rosa vai cheirar tão doce e seus pais ficarão tão orgulhosos quanto o aluno que está no topo da classe em Medicina de Harvard.
Agora vamos voltar a avaliar aquela grande ninhada de filhotes. Cada um tem o mesmo conjunto de pais, então a potencial “influência” genética é exatamente a mesma, mas é claro que cada um deles tem sua própria mistura única de alelos paternos e maternos, e cada um será um pouco diferente de todos os outros. Enquanto você olha para esses filhotes tentando decidir quais são adequados para reprodução ou exibição, você está pensando no fundo de sua mente que deseja criar apenas “o melhor com o melhor”. Nestes cachorros, você está procurando aquele que conseguiu a combinação ideal de alelos para produzir o cão dos seus sonhos.
Como em nossa classe de crianças em idade escolar, você deseja identificar o cão A+, o melhor para se manter no plantel. Um criador muito experiente saberá se nenhum dos filhotes realmente merece um A+, mesmo aquele que é a “escolha” da ninhada, e decidirá que nenhum deles vale a pena criar. Esta é a etapa de “seleção” da criação de animais e é tão importante quanto a decisão original do pai e da mãe. Esta também é a etapa que pode causar mais danos à qualidade futura do pool genético da raça.
O por que disso?
Faz sentido que você escolha o melhor estoque para produzir, mas então realmente precisamos definir “melhor”. Os “melhores” deveriam ser apenas os filhotes entre os 99% melhores? Ou faz mais sentido considerar que os 10% ou mesmo 20% do topo são todos cães de boa qualidade que, com o parceiro certo e uma jogada fortuita dos genes, poderiam produzir isso uma vez na vida? Afinal, não é uma lista de “genes bons” que torna um animal melhor, mas a mistura de genes – alguns dos quais podem na verdade estar tendo um efeito negativo – que determina coletivamente a qualidade de um animal. Compreendendo que o segredo de um ótimo cão é obter a mistura certa, você pode ver como a redução da diversidade de genes no pool genético pode estar privando você dessa possibilidade em ninhadas futuras.
Na ciência da criação de animais, a noção de que estamos falando aqui – do efeito cumulativo de uma mistura de genes determinando a qualidade de uma característica – é chamada de “efeito genético aditivo“. Vamos ver como isso pode funcionar com um exemplo simples.
Assumiremos que temos uma característica que é determinada pelos genes em três loci, portanto, há um total de 6 alelos que podem influenciar o fenótipo (A, a, B, b, C e c). Também assumiremos que podemos atribuir um valor a cada um deles que reflete o “benefício” ou melhoria para a característica de interesse:
A = 10
B = 20
C = -11
a = 1
b = -2
c = 3
Portanto, temos seis alelos, alguns com efeitos positivos e alguns negativos, alguns com efeitos grandes e alguns com efeitos pequenos.
Com base nesses valores, o “melhor” cão teria a combinação de alelos que alcançasse a pontuação mais alta. O cão com o melhor genoma para esta característica seria [AA BB cc], com um valor total de
(10+10) + (20+20) + (3+3) = 66
A combinação menos valiosa seria [aa bb CC], com um valor total de
(1+1) + (-2-2) + (-11-11) = -24
Se tivermos uma característica influenciada por mais do que apenas alguns alelos, haverá muitos genótipos possíveis e é altamente improvável que obtenhamos a combinação de alelos que produz a pontuação máxima em uma ninhada de 5, ou mesmo 10, filhotes.
Se você optar por manter apenas o melhor filhote de uma ninhada, a qualidade média de seu estoque de reprodução melhorará um pouco, salvando as cópias dos melhores genes. Mas você estará eliminando muito mais cópias desses genes desejáveis simplesmente porque eles não foram embalados de uma maneira que você achava que valia a pena manter para seu programa de melhoramento.
Na verdade, alguns dos filhotes em uma ninhada de boa qualidade terão recebido muitos dos alelos bons e apenas alguns dos ruins, e se você mantiver alguns desses filhotes melhores em vez de rejeitar todos, exceto os melhores, a qualidade média do pool genético de seu estoque de reprodução seria maior na próxima geração.
Em vez de selecionar apenas o melhor dos melhores, uma estratégia melhor para melhorar constantemente seus animais a cada geração é aumentar a frequência dos genes “bons” em seu pool genético e reduzir a frequência dos genes que não estão contribuindo para a melhoria. A melhor maneira de fazer isso é criar mais cães “melhores”.
Em vez de apenas 1% dos cachorros de topo, você manterá mais cópias dos alelos bons mantendo 10% ou até 20% dos cachorros de topo. Se você selecionasse dessa forma geração após geração, a qualidade de seus animais melhoraria progressivamente muito mais rápido do que se você selecionasse apenas alguns entre os 1% do topo. Cada ninhada produziria uma faixa de qualidade nos filhotes e, em média, esses filhotes seriam melhores do que a média da geração anterior porque a frequência dos alelos deletérios diminuiu e o valor médio da ninhada para a característica será superior.
Em vez de tentar descartar até a perfeição, você estaria aproveitando a propriedade do valor genético aditivo – selecionando aquela combinação de alelos que melhorará a pontuação de seus cães na próxima geração.
Muitos criadores são ensinados que você deve criar apenas os melhores, e que cruzar perto de aumentar a homozigosidade fixará os alelos “bons”. Mas agora você pode ver que esta estratégia pressupõe que a genética das características de seu interesse é muito simples – que há um único ou apenas alguns alelos que produzirão o melhor fenótipo, e se você puder selecionar apenas para esses alelos, você vai acabar com o melhor cão possível.
Mas para as muitas características que são influenciadas por centenas ou milhares de genes, não existe um “melhor” alelo. Na verdade, é a variação de alelos no pool genético que fornece a matéria-prima de que você precisa para selecionar a melhoria em uma característica. Os cientistas animais descobriram isso há muito tempo, e compreender como esse tipo de seleção funciona permitiu uma melhora espetacular nas características que estão sendo selecionadas.
Por exemplo, em uma demonstração simples de variação genética aditiva, um estudo selecionou moscas-das-frutas (Drosophila melanogaster) com base em sua capacidade de voar contra o vento em um túnel de vento. Começando com moscas que podiam voar contra um vento de 2 cm/seg, eles selecionaram os 4% com melhor desempenho a cada geração. Após seleção e reprodução por 100 gerações, eles produziram moscas que podiam lutar contra um vento de 170cm/seg – uma melhoria surpreendente de 85 vezes no desempenho (Weber 1996).
A beleza de explorar a variação genética aditiva é que o resultado final da seleção é a produção de animais que podem ser muito superiores a seus ancestrais para uma característica particular de interesse, simplesmente pela recomposição estratégica dos genes que estiveram lá desde o início. Os criadores comerciais de animais têm aproveitado a variação genética aditiva em seus animais para obter alguns resultados espetaculares, como aves que crescem mais rápido e até um tamanho maior com menos comida do que a galinha doméstica original e vacas que produzem duas vezes mais leite do que produziam 40 anos atrás.
Levar uma característica a tais extremos não é necessariamente uma boa ideia. A seleção para melhoria infinita em uma característica pode reduzir a qualidade de outra. No gado Holstein, por exemplo, o aumento na produção de leite resultou em um declínio na fertilidade, o que está tornando mais difícil produzir mais daquelas máquinas de leite fantásticas.
Mas você entendeu – pode haver um grande potencial de melhoria em um traço se você reconhecer que alcançá-lo não virá através de esforços para selecionar um ou mais genes “melhores” em particular, mas tirando vantagem da variação genética aditiva no pool genético para produzir as combinações de alelos que irão melhorar a qualidade desta geração em relação à última.
Os cães que temos hoje são melhores do que os de 50 ou 100 anos atrás? Eles podem ser. Mas a única coisa que é bastante certa é que a perda de diversidade genética no pool genético de uma raça ao longo das gerações tem limitado progressivamente a variação genética aditiva potencial. Selecionamos fortemente os alelos com efeitos grandes e, portanto, aparentes, e não tanto para as centenas de outros alelos que poderiam ter contribuído para a melhoria, como aquela pequena pitada de sal que coloca um prato no topo. De todas as maneiras que melhoramos os cães, ao mesmo tempo reduzimos a possibilidade de produzir o cão verdadeiramente excepcional, o aluno A+ de Harvard, aquele que se torna uma lenda.
Faça um favor aos criadores que virão atrás de você. Proteja a diversidade que está em seu pool genético agora para que possa ser remixada para produzir cães melhores no futuro.
Weber KE. 1996. Grande mudança genética com baixo custo de aptidão em grandes populações de Drosophila melanogaster selecionadas para voo em túnel de vento: repensando as superfícies de aptidão. Genetics 144: 205-213.
Original document property of Carol Beuchat PhD. (Documento original propriedade de Carol Beuchat PhD.)
Brazilian Portuguese Translation (Tradução Português Brasileiro):
Neylor Zaurisio Souza
Published in June, 2015 (Publicado em):
Junho de 2015
Source (Fonte Original):
https://www.instituteofcaninebiology.org/blog/for-genetic-improvement-its-the-mix-that-matters
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