Zuchtlinien deutscher Schäferhunde sind genetisch unterschiedlich

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1 Zuchtlinien deutscher Schäferhunde sind genetisch unterschiedlich Der Deutsche Schäferhund ist die weltweit populärste Hunderasse, mit vielen Einsatzmöglichkeiten als Arbeits-, Begleit-, Ausstellungs- und Familienhund. Die Verschiedenartigkeit Deutscher Schäferhunde macht die Hunderasse zu einem faszinierenden Forschungsgebiet für Verhaltensstudien und führt zu interessanten Fragestellungen in Bezug auf die genetische Vielfalt der Hunderasse sowie die mögliche Differenzierung zwischen unterschiedlichen Zuchtlinien. Diese Mutmaßungen fokussieren besonders auf Schaulinien und Arbeitslinien. Weiße Schäferhunde und langhaarige Deutsche Schäferhunde haben sich vorher als eigene Hunderassen abgesondert. Unsere Forschungsgruppe verfolgt aktuell verschiedenartige genetische Forschungsprojekte mit der Zielsetzung bei den Hunderassen Krankheitsgene zu identifizieren, und als ein Teil dieser Projekte haben wir einen Blick auf die genetischen Unterschiede zwischen verschiedenen Zuchtlinien geworfen. Diese Unterschiede zu erkennen ist wichtig für die Aussagekraft der Forschungsergebnisse. Früheren genetischen Studien zufolge unterscheiden sich Hunderassen voneinander wesentlich deutlicher als jede menschliche Population sich voneinander unterscheidet. Die Zucht reinrassiger Hunde hat sehr gründlich zu Hunderassen in eigenen genetische Populationen geführt. Das Genom (Summe aller Erbanlagen eines Individuums) einzelner Hunde ist oft innerhalb einer Rasse wesentlich ähnlicher als zwischen den Rassen. Erhebliche genetische Unterschiede, die Subpopulation bilden, können jedoch auch innerhalb einer Hunderasse existieren. Dies ist bei Hunderassen mit mehreren unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten verbreitet, bei denen die Zuchtwahl im Sinne dieser Einsatzmöglichkeiten getroffen wird. Der Deutsche Schäferhund ist ein typisches Beispiel für diese Art Hunderasse. Wir untersuchten die genetischen Unterschiede von 62 finnischen Deutschen Schäferhunden aus drei unterschiedlichen Zuchtlinien. Die Hunde wurden nach Maßgabe eines Zuchtspezialisten des finnischen Vereins für Deutsche Schäferhunde drei verschiedenen Populationen zugeordnet: der Schaulinie, der Mischlinie und der Arbeitslinie. Ein Hund wurde als ein Hund der Arbeitslinie definiert, wenn in seiner Fünf-Generationen-Ahnentafel als Arbeitshunde bekannte Hunde genannt wurden. Entsprechend wurde ein Hund als Schaulinien-Hund definiert, wenn die Ahnentafel als Ausstellungshunde bekannte Hunde aufwies. Wenn beide Linien in der Ahnentafel erkennbar waren, wurde der Hund als der Mischlinie zugehörig definiert. Die Genome aller 62 Hunde wurden einer Analyse von genetischen Varianten unterzogen, um die genetische Variation (Messung der Allelfrequenzen) zu messen. Eine so genannte Ähnlichkeitsmatrix wurde benutzt, um auf der Grundlage der durch die Genomanalyse erhaltenen Daten die genetische Ähnlichkeit zwischen Einzeltieren zu vergleichen. Die Ergebnisse dieser Analyse werden in Abbildung 1 dargestellt. In der Abbildung wird die Ähnlichkeit durch Distanzen ausgedrückt. Jeder Punkt steht für einen Hund und je näher die Hunde einander genetisch sind, umso näher stehen die Punkte zusammen. Auf der Grundlage der Ergebnisse unterscheiden sich Hunde der Schau- und der Arbeitslinien genetisch und bilden in der Abbildung ihre eigene Gruppe. Die Mischlinienhunde sind in der Mitte der Abbildung platziert, mit größerer Nähe zur Gruppe der Arbeitslinienhunde. In der

2 Abbildung befindet sich ein zuvor der Schaulinie zugeordneter Hund sowie ein zuvor der Arbeitslinie zugeordneter Hund in der jeweils gegenüberliegenden Gruppe; dies könnte auf einen Irrtum bei der Kategorisierung der Ahnentafeln der Hunde zurückzuführen sein. Die meisten der Mischlinienhunde stehen nahe bei den Arbeitslinienhunden, ein Hinweis darauf, dass ihre Genome ähnlich sind. Eine genomweite Analyse zeigt, dass Schau- und Arbeitslinien zugeordnete Hunde sich genetisch voneinander unterscheiden. Abbildung 1 Die genetischen Unterschiede einer Population Deutscher Schäferhunde. Auf der Grundlage der Ahnentafeln und ihres Einsatzes wurden 62 Deutsche Schäferhunde aus drei verschiedenen Zuchtlinien für eine genomweite Analyse ausgewählt, um mögliche genetische Unterschiede zu erkennen. Die Ergebnisse zeigen, dass Schaulinienhunde (rote Punkte) und Hunde aus Arbeitslinien (blaue Punkte) sich voneinander genetisch unterscheiden. Die Hunde aus Mischlinien (schwarze Punkte) sind zwischen den beiden anderen Linien platziert, mit einer größeren Nähe zu den Arbeitslinienhunden.

3 Nachdem eine Analyse mit einer Ähnlichkeitsmatrix durchgeführt wurde, schätzten wir für jeden der Hunde die genetische Wahrscheinlichkeit zu einer spezifischen Population zu gehören, basierend auf den Daten der genomweiten Analyse sowie der Populationseinteilung. Die Ergebnisse dieser Analyse werden in Abbildung 2 dargestellt. Die Ergebnisse waren wieder überraschend klar: Alle Hunde, die der vorherigen Einteilung gemäß der Schaulinie zugeordnet wurden, taten dies auch gemäß dieser Analyse. Die Misch- und die Arbeitslinienhunde wiesen ähnliche Wahrscheinlichkeiten auf, aber auch hier war die Einteilung relativ klar. (Abbildung 2). Diese Ergebnisse deuten an, dass die Ausstellungshunde sich deutlich in eine eigene Population abgespalten haben. Bei den Misch- und Arbeitslinienhunden ist die Wahrscheinlichkeit unterschiedlich, je nach dem aktuellen Grad der Mischung. Diese Analyse kann in der Zukunft weitergeführt werden durch die örtliche Bestimmung der Genregionen, in denen sich die Populationen am deutlichsten von einander unterscheiden und Berechnung der physikalischen Mengen, die angeben könnten, bis zu welchem Grad sich die Populationen von einander unterschiedlich entwickelt haben. Jedoch ist die Teilung zwischen den Linien schon in dieser Studie klar deutlich und auf der Grundlage der Probe konnten wir eine eindeutige genetische Variation innerhalb der Population erkennen. Die Ergebnisse der Genomanalyse bestätigen die Hypothese der Existenz einer auch innerhalb der Rasse bestehenden genetischen Teilung in Schau- und Arbeitslinien. Unterschiede in der Erscheinung und bei Verhaltensmerkmalen zwischen den Linien sind ein weiterer Hinweis darauf. Arbeitslinienhunde werden oft mit anderen Tieren derselben Linien verpaart.

4 Abbildung 2 Wahrscheinlichkeit Deutscher Schäferhunde einer vorhergesagten Linie anzugehören. In einer genomweiten Analyse (etwa Marker) wurden Proben von insgesamt 62 Deutschen Schäferhunden untersucht und basierend auf den erhaltenen Daten und einer vorherigen Einteilung der Population (Abbildung 1) die Wahrscheinlichkeit für jeden Hund geschätzt, zu einer der drei vorgegebenen Zuchtlinien zu gehören. In der Abbildung entspricht jede Säule einem Hund und die Wahrscheinlichkeit (0-1) wurde mit verschiedenen Farben je nach der korrespondierenden Linie dargestellt. Basierend auf den genetischen Daten wurden alle Ausstellungshunde korrekt vorhergesagt (grüne Säulen, Möglichkeit 1 = 100 %). Bei den Misch- und den Arbeitslinienhunden variierte die Wahrscheinlichkeit je nach dem Grad des Mischens. Diese Studie auf der Grundlage eines kleinen Datensatzes eröffnet interessante Möglichkeiten für die weitere Erforschung der Zuchtlinien des Deutschen Schäferhundes. Die genetische Differenzierung der Hunderasse in Erscheinungsbild und Verhalten (möglicherweise auch Erkrankungen) in unterschiedlichen Populationen, ermöglicht in einem größeren Datensatz eine engere Kartierung der Gene in Bezug auf diese Merkmale. Als Ergebnis der Zuchtauswahl hat die Ausstellungslinie zu der Arbeitslinie unterschiedliche genetische Varianten entwickelt, und umgekehrt. In einer größeren Studie könnten auf der Grundlage der genetischen Daten weitere spezifische genetische Regionen in Relation zu den unterschiedlichen Zuchtlinien identifiziert werden. Einige dieser Gene in diesen genetischen Regionen erklären das typische Erscheinungsbild und Verhaltensmerkmale der unterschiedlichen Linien. Deutsche Schäferhunde haben eine signifikante Bedeutung als Arbeitshunde zum Beispiel im Polizeidienst und bei den Grenzbehörden. Diese Arbeitshunde müssen verschiedene spezifische Qualitäten für jede Art von Service aufweisen, um für die zugeordnete Aufgabe ausgebildet zu werden und sie zu beherrschen. Wenn auch das Training der Hunde eine wesentliche Rolle spielt, bestehen Unterschiede Im Lernvermögen und den charakteristischen Verhaltensmerkmalen; einige dieser Unterschiede können genetisch erklärt werden. Unser besonderes Interesse bei nachfolgenden Studien ist herauszufinden, ob genetische Analysen helfen könnten, potenziell außergewöhnliche Hunde von guten Arbeitshunden zu unterscheiden. Wenn es uns erfolgreich gelingen würde, ein solches Hilfsmittel zu entwickeln, könnten wir helfen, junge Hunde mit dem höchsten Potenzial für eine Ausbildung als Arbeitshund auszuwählen. Der Test könnte helfen, in Ergänzung zur heimischen Population auch international Hunde zu identifizieren, was wiederum ein positiver Schritt sein könnte, um die Vielfalt innerhalb der Rasse zu erhöhen. Wir untersuchen jetzt gemeinsam mit dem (finnischen, Anm. der Übers.) Zuchtverein für Deutsche Schäferhunde und verschiedenen Arbeitshundverbänden Möglichkeiten für weitere Studien. Die Forschung erfordert Proben von Hunden, aber auch technische Ausstattung sowie zuverlässige Informationen über die teilnehmenden Hunde. Die Forschungsgruppe möchte sich für die Unterstützung bei den mehr als tausend Hundebesitzern bedanken, die an dieser Studie teilgenommen haben, sowohl Züchtern als auch Kontaktpersonen bei den Zuchtverbänden. Ohne Ihre Unterstützung könnte die Forschung keine Fortschritte machen.

5 Mit herzlichen Wünschen für den Herbst Prof. Hannes Lohi Katriina Tiira, PhD Osmo Hakosalo, PhD Student Canine Genomics Research Group University of Helsinki & Folkhälsan