Erläuterungen zur genetischen Differenzierung bei deutschen Schäferhunden

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1 Erläuterungen zur genetischen Differenzierung bei deutschen Schäferhunden Unser kurzer Forschungsbericht über die genetische Differenzierung unterschiedlicher Zuchtlinien beim Deutschen Schäferhund hat sehr viel Interesse und Diskussionen ausgelöst und auch einige Fragen in unterschiedlichen Foren ergeben. Gesunde Kritik in Bezug auf das Material, die Methoden, Analysen und Schlussfolgerungen einer Studie sind ein willkommener Teil der Arbeit jedes Forschers. Deshalb haben wir einige Antworten und Erläuterungen zu den Hauptaussagen der Studie und dem Forschungsbericht zusammengestellt. Warum wurde diese Studie durchgeführt? Vor fast einem Jahr (August 2011) hat das damalige Zuchtkomitee des finnischen Vereins für Deutsche Schäferhunde unserer Forschergruppe eine Frage zur möglichen genetischen Differenzierung der Rasse in Ausstellungs- und Arbeitslinien gestellt: Bilden diese Zuchtlinien ihren eigenen Genpool und haben sie sich als Ergebnis der Zucht graduell in unterschiedliche Linien entwickelt? Unsere Forschergruppe verfolgt aktiv verschiedene Forschungsprojekte in Zusammenhang mit mehreren unterschiedlichen Hunderassen. In diesen Projekten untersuchen wir die Gene, die hinter verschiedenen Merkmalen und Erkrankungen stehen. Um diese Gene zu identifizieren, wird das Genom der Hunde in einer so genannten genomweiten Analyse untersucht, bei der das Genom jedes Hundes an etwa verschiedenen Orten untersucht wird. Die Darstellungen der Genome, die wir aufgrund dieser Analyse erhalten, werden dann je nach Fall (z.b. kranke Hunde oder Hunde mit einem besonderen Verhaltensmerkmal) und mit der Kontrollgruppe verglichen, um die Gene zu lokalisieren. Als Teil dieser Analyse können wir auch die Struktur der untersuchten Population (Hunderasse) sehen. Die Genome naher Verwandter sind im Durchschnitt einander ähnlicher als die Genome entfernter Verwandter. Dies kann in einem Bild veranschaulicht werden wie in unserem Bericht in Abbildung 1. Hunde, deren Genome einander ähnlich sind (ähnliche Allelfrequenzen) stehen in der Abbildung näher bei einander. Wenn man für Erkrankungen verantwortliche Gene identifiziert, ist es sehr wichtig, auch die interne Struktur der untersuchten Populationen zu kennen, da sie den Studienaufbau und die Auswahl der Analysemethoden beeinflusst, um falsch positive Ergebnisse zu vermeiden. Die Populationsstruktur der Deutschen Schäferhunde in diesem Forschungsprojekt wurde als Teil eines derartigen Genforschungsprojektes und aufgrund der Frage des Komitees erstellt. Wenn unsere Forschung auch meist in erster Linie darauf abzielt, Krankheitsgene zu identifizieren, ist es gut, dass unsere Forschung auch Antworten auf andere interessante Fragen in Bezug auf die Rasse beantworten kann. Es ist wichtig, sich daran zur erinnern, das ohne die freiwillige Unterstützung der Hundebesitzer, Züchter und Zuchtvereine und ihre Anstrengungen, Proben zu sammeln, diese Art genetischer Forschung nicht möglich wäre. Ist diese Studie wissenschaftlich aussagekräftig? Unser Forschungslabor ist international anerkannt und ausgezeichnet und wir benutzen nur Forschungs- und analytische Methoden, welche internationalen

2 Standards entsprechen. Wenn auch die genetische Differenzierung des Deutschen Schäferhundes in unterschiedliche Zuchtrichtungen ein wichtiges Thema zwischen Züchtern und anderen Freunden dieser Hunderasse ist, so ist die Differenzierung von Populationen in Unterpopulationen als Ergebnis einer starken Zuchtselektion kein neues Konzept auf dem Gebiet der Wissenschaft und nicht nur von einem wissenschaftlichen Standpunkt eine bedeutsame Entdeckung (z. B. dogs: Chang et al 2010). Literatur über die in der Studie genutzten Methoden sind verfügbar und wir können Ihnen Artikel zur Verfügung stellen, wenn Sie diese näher betrachten möchten. Die im Forschungsbericht dargestellten Ergebnisse sind wissenschaftlich gesehen nicht neuartig oder auch interessant genug, um einem internationalen wissenschaftlichen Magazin angeboten und von Fachleuten geprüft zu werden. Heute werde Ergebnisse bezüglich der Struktur einer Population in der Regel als Teil einer größeren Studie veröffentlicht. Deshalb haben wir uns zu diesem kürzeren Bericht entschlossen für den finnischen Verein für Deutschen Schäferhunde (Saksanpaimenkoiraliitto). Da der Bericht sich an Hundefreunde wendet und nicht als Teil einer wissenschaftlichen Artikelserie gesehen wird, wurde er so gerade heraus wie möglich geschrieben, ohne genauere Beschreibung der Analysemethoden. Dies mindert jedoch den wissenschaftlichen Wert der Studie in keiner Weise. Da das Thema der Struktur einer Hunderasse Hundefreunde interessiert, planen wir einen ausführlicheren und eingehenderen Artikel zu diesem Thema zu schreiben mit Beispielen von anderen Hunderassen, zum Beispiel in der Hundezeitschrift Koiramme. Was ist mit der kleinen Probenanzahl? Die im Forschungsbericht vorgestellten Daten beziehen sich auf Hunde, die an unseren aktuellen Studien mit Deutschen Schäferhunden beteiligt sind. Die Daten wurden nicht speziell für den Zweck dieser Analyse gesammelt. Auch wenn der Umfang der Forschungsdaten nicht besonders groß war, deuten die Ergebnisse eine klare Differenzierung in Arbeits- und Schaulinien an. In diesem Fall unterstreicht eine kleine Probe sogar die Ergebnisse zur Differenzierung. In der Arbeits- und auch in der Schaulinie kamen die meisten Hunde von unterschiedlichen Züchtern und deshalb ist auch eine kleine Probe ausreichend umfangreich. Wir erwarten zurzeit neue Ergebnisse im Projekt über die Hüftgelenksdysplasie bei Deutschen Schäferhunden und diese Ergebnisse werden frühere Forschungen vervollständigen. Wir planen auch im Laufe des Herbstes eine größere Anzahl Deutscher Schäferhunde zu analysieren, etwas über 500 Hunde aus Finnland und Deutschland, was die möglichen Unterschiede zwischen den Ländern in Bezug auf die Populationsstruktur veranschaulichen könnte. Wenn es der Wunsch der Zuchtverbände ist, eine größere Studie über die Struktur der Populationen zu erstellen, ist unsere Forschungsgruppe bereit zu deren Kosten mehr Hunde zu analysieren, um eine genauere populations-genetische und Vielfältigkeitsanalyse zu erstellen. In einer Folgestudie wäre es unser primärer Fokus herauszufinden, ob es möglich ist die besten Hunde aus den Arbeits- und Schaulinien auf der Basis der Genomanalyse eines Hundes genauer zu

3 identifizieren. Für diese Art Folgestudien müssen wir jedoch mit Experten des finnischen Schäferhundevereins und der finnischen Ausbildungseinheit für Deutsche Schäferhunde (Saksanpaimenkoirien koulutusunioni) kooperieren. Wie wurden die Hunde für die Studie ausgewählt? Die Hunde wurden ursprünglich für fortlaufende Forschungsprojekte ausgewählt, je nach den Kriterien für jedes Projekt und nicht spezifisch für die Studie über die Populationsstruktur. Die Hunde wurden von Keijo Kodis nach den Zuchtlinien klassifiziert, einem damaligen Mitglied des Zuchtkomitees des finnischen Schäferhundevereins. Die Klassifizierung nach Linien wurde von Juka Puurunen vom Zuchtkomitee überprüft. Die Hunde wurden für die Arbeitslinie klassifiziert, wenn es innerhalb von fünf Generationen Arbeitshunde in der Ahnentafel des Hundes gab. Entsprechend wurden sie als Schaulinienhunde klassifiziert, wenn in der Ahnentafel eines Hundes als Schaulinienhunde bekannte genannt wurden. Wenn beide Linien in der Ahnentafel identifiziert werden konnten, wurde der Hund der Kategorie Mischlinie zugeordnet. Es bedeutet eine größere Herausforderung die Mischlinien zu definieren, wie man auch in der Abbildung im Bericht erkennen kann: Die Mischlinienhunde platzieren sich logisch in der Mitte zwischen den Schau- und den Arbeitslinien. Die Klassifizierung von Hunden in diese Linien anhand der Ahnentafeln korreliert perfekt mit den Ergebnissen der genetischen Studie. Wurde das Forschungsmaterial von Hunden eines bestimmten Züchters ausgewählt? Sowohl für die Hunde der Arbeits- als auch der Schaulinien kamen unsere Daten in erster Linie von unterschiedlichen Züchtern: bei der Ausstellungslinie 14/17 Hunden und bei der Schaulinie Linie 21/30 Hunden. Die Daten der Hunde konzentrierten sich nicht auf einen bestimmen Züchter oder eine Gruppe von Züchtern, aber es ist eine relativ reichhaltige Probe der Population. Warum können die Namen der Hunde nicht veröffentlich werden? Unsere Forschungsgruppe behandelt Hunde- und Eigentümerinformationen mit absoluter Vertraulichkeit und wir identifizieren die Hunde oder deren Namen in keinem unserer Forschungsprojekte. Dies deckt sich mit den ethischen Forschungsrichtlinien sowohl bei Studien mit Hunden als mit Menschen. Zusätzlich zu der Klassifizierung von Keijo Kodis wurden die Liste der sechzig Hunde von Juha Puurunen, dem jetzigen Zuchtspezialisten des finnischen Vereins für Deutsche Schäferhunde durchgesehen, deren Besitzer die Veröffentlichung dieser Informationen gegenüber der Zuchtorganisation nicht abgelehnt haben. Die Besitzer werden hierzu separat auf dem Formular für die Blutproben gefragt, das ausgefüllt wird, wenn die Blutproben abgegeben werden. Beruhen die Schlussfolgerungen wirklich auf den Ergebnissen und ergeben die Methoden aussagekräftige Ergebnisse? Wir haben in dieser Studie Methoden eingesetzt, die überall auf der Welt auf dem Gebiet der populations-genetischen Forschung in hohem Maße zum Einsatz kommen. Das Genom jedes Hundes wurde durch eine genomweite Analyse (Illuminan HD Canine SNP Chip 173K) analysiert. Diese Methoden wurden z. B. in

4 Artikeln zur genetischen Distanz unterschiedlicher Hunderassen beschrieben (z.b. Boyko et al. 2010, von Holdt at al. 2010). Hervorzuheben ist die auch die Tatsache, dass in der Regel in populationsgenetischen Studien selten eine so hohe Anzahl von Marken genutzt wird wie in unserer Studie (etwa Marker). Viele Studien zur Ähnlichkeit oder genetischen Vielfalt bei Tier- oder Gemüsepopulationen wurden nur mit wenigen Dutzend (3-40) Markern durchgeführt (Eckert et al. 2008). Die DNA Forschungsmethode, die wir eingesetzt haben, ist also extrem zuverlässig. Die aktuellen Datenanalysen wurden mit Assoziationsanalyse und Populationsstatistiken und populationsgenetischen Paketen GenAbel (Aulchenko et al. 2007) und Pegas (Paradis 2009), die zur R Software gehören, durchgeführt. Bitte schauen Sie in die angegebenen Referenzen für weitere Informationen zur den Berechnungsformeln der eingesetzten Software. (Referenzliste im englischen Originaltext, Anm. der Übersetzung) Wie ist die Signifikanz dieser Ergebnisse in Bezug auf Zucht? Unsere Forschungsergebnisse zeigen, dass die genetische Struktur bei deutschen Schäferhunden zwei identifizierbare Subpopulationen einschließt. In der Hunderasse wurde Zuchtauswahl praktiziert und als Ergebnis haben sich zwei genetisch unterschiedliche Zuchtlinien herausgebildet. Subpopulationen bilden sich als ein Ergebnis starker Zuchtselektion relativ schnell, aber die Auswirkungen können auch zurückgeführt werden, wenn so gewünscht, indem man die zwei Populationen mischt. Im Sinne der Populationsgenetik verringert die Teilung einer Hunderasse in zwei Linien auch die genetische Variationsbreite innerhalb der Linien. In einer spezifischen Linie gibt es weniger Variationen als in der gesamten Hunderasse. Das Zusammenführen oder Mischen der Richtungen könnte die genetische Vielfalt der beiden Linien erhöhen (zusammengefasster Genpool). Allgemein gesprochen kann ein Abnehmen der genetischen Variationen zum Beispiel die Anzahl der Erkrankungen in einer Rasse erhöhen und die Vitalität einer Rasse schwächen, was wiederum im Ergebnis zu z.b. kleineren Würfen führen kann. Diese Studie hat jedoch nicht das Niveau der Vielfalt innerhalb oder zwischen den Linien bestimmt und sie bezieht keine Stellung, ob diese bei den heutigen Hunden ausreichend ist. Allgemeinen wird der Schutz der Vielfalt in der Zucht für den Erhalt der Gesundheit und der Vitalität einer Rasse empfohlen. Zuchtauswahl war ursprünglich wahrscheinlich eine bewusste Entscheidung von Zuchtverbänden und Züchtern. Es gab eine Notwendigkeit für unterschiedliche Typen Deutscher Schäferhunde und Kombinationen, die zu den erwünschten Merkmalen geführt haben, wurden gegenüber anderen bevorzugt. Diese Merkmale werden auch von Genen beeinflusst und unterschiedliche Gene haben sich in verschiedenen Zuchtlinien gehäuft. Dies bietet Forschern eine Möglichkeit, wenn eine ausreichende Menge Daten vorliegt, bestimmte Merkmale einzelner Hunde aus beiden Linien und innerhalb der Linien zu spezifizieren und genauer zu untersuchen, welche Art von Genen hinter den unterschiedlichen Merkmalen stehen können. In der Zukunft könnte diese Art genetischer Information mehr in der Hundezucht genutzt werden.

5 Wie ist die Signifikanz der Ergebnisse? Auf der Ebene der DNA können in der Rasse zwei Subpopulationen identifiziert werden: die Schau- und die Arbeitslinie. Die Bedeutung dieser Ergebnisse in Bezug auf die Zucht wurden weiter oben erklärt. Sagt der Bericht etwas über die Arbeitsfähigkeit Deutscher Schäferhunde? Die Forschungsergebnisse sagen nichts über die Arbeitsfähigkeit Deutscher Schäferhunde aus. Wie ist ein guter Arbeitshund definiert? Wenn wir tiefer in die Genetik der Arbeitseigenschaften einsteigen möchten, müssen wir zunächst diese Merkmale definieren und objektive und standardisierte Methoden entwickeln, um die Vererblichkeit zu ermitteln und zu messen. Arbeitseigenschaften zu definieren ist eine herausfordernde Aufgabe und benötigt die Anstrengung von Forschern und erfahrenen Experten für Arbeitshunde. Gute Arbeitsqualitäten sind das Ergebnis mehrerer persönlicher Eigenschaften, die von mehreren Genen beeinflusst werden. Unsere Forschungsgruppe verfügt auch über Erfahrungen beim Entdecken von Merkmalen multipler Gene (Wilbe et al. 2009).

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