Shiba ja susigeenit (osa 1/2)

”Shiba on geneettisesti kaikkein lähinnä sutta oleva koirarotu.”

Tämä toteamus tulee jossakin muodossaan aika nopeasti vastaan, kun alkaa etsiä tietoa rodusta. Kuvatodisteena on luultavasti allaolevan näköinen käppyrä, mahdollisesti pystysuuntaan käännettynä ja vielä shiban kuvalla muokattuna. Alkuperäinen grafiikka on peräisin Science-lehden lähes 20 vuotta vanhasta tiedejulkaisusta Genetic Structure of the Purebred Domestic Dog (Parker ym., 2004).

Alkuperäisessä tutkimuksessa ei väitetä, että tulosten perusteella shiba olisi geneettisesti lähinnä sutta oleva koirarotu, että shiballa olisi lähes suden geenit, tai että vain shiballa olisi susimaiset geenit.

Tutkimusjulkaisu sinänsä on laadukas ja ollut aikanaan uraauurtava. Sen popularisoinnit on vaan vedetty välillä överiksi, mistä legendat ovat arvatenkin syntyneet. Katsotaan, mitä tutkimuksessa on tehty ja mitä ei ja mitä kuvaaja todella esittää. HUOM! Tulkintavirheiden mahdollisuus on ilman muuta olemassa. Älä usko sokeasti tätäkään blogitekstiä.

1. Tutkimuksessa ei ole suoraan vertailtu geenejä.

Sana ”geneettinen” hämää ymmärrettävästi ajattelemaan geenejä, vaikka parempi mielleyhtymä olisi tällaisissa genomi eli otuksen koko perimä. Perimässä on muutakin DNA:ta kuin aktiivisia geenejä. Kokonaisten geenien ja niiden vaikutuksen tutkiminen olisi nykytekniikallakin vielä aivan liian työlästä. Siispä on tutkittu snippejä (jotka on yhden ainoan DNA:n kirjaimen muutoksia eri puolilla genomia) ja kaksikirjaimisia toistojaksoja (joissa DNA:n kirjaimet toistuvat eri pituisina versioina, esim. yhdellä koiralla voi olla ATATATATATAT ja toisella ATATAT). Molempia pidetään pitkälti neutraaleina geneettisinä markkereina, jolloin ne ovat vapaita mutatoitumaan ilman, että mitään tapahtuu.

Sattuma on vaikuttanut siihen, minkälainen markkerivalikoima rodun perustajakoirilla on ollut, kun rotu on muodostettu. Nämä rotukohtaiset markkerit on sittemmin voineet pysyä ennallaan tai mutatoitua eteenpäin rodun sisällä. Tutkimuksessa eri rotujen edustajat pystyttiin lähes täydellisen luotettavasti luokittelemaan omaan rotuunsa rodun geenimarkkerien perusteella.

Joskus snipit voivat osua geenin kohdalle siten, että geenituotteen toiminta todella muuttuu. Kaksikirjaimiset toistojaksot eivät yleensä sijaitse geenien koodittavalla alueella. Tietyt snipit ja toistojaksot voivat kuitenkin sijaita geenien vieressä ja periytyä yhdessä tietyn geenimuodon kanssa. Jos valinta alkaa suosia tietynlaista geenimuotoa, yleistyy myös sen vieressä sijaitseva (taikka siipeilevä) markkeri, vaikka tuo edellä mainittu ATATAT.

2. Tutkimuksessa on ollut mukana vain viisi shibaa.

Rotujen edustajien lukumäärä on ollut pakko rajata johonkin, koska jo eri rotuja oli mukana 85. Otoskokoa on aina hyvä pitää silmällä. Tilastollisen merkitsevyyden testit pyrkivät selvittämään, onko tuloksen saanut aikaan pienen otoskoon aiheuttama sattuma vai onko havaittu ilmiö luultavasti todellinen.

3. Evoluutiopuussa shiba ei ollut lähimpänä sutta.

Tutkimuksessa toistojaksojen eri pituusversioiden yleisyyttä eri roduissa (alleelifrekvenssit) käytettiin evoluutiopuun luomiseen. Tietokoneohjelma on analysoinut sille syötettyä tietoa eri rotujen alleelifrekvensseistä ja mallintanut erilaisia tapoja, miten mutaatiot ovat voineet historiassa tapahtua. Evoluutiopuun oksanhaaran voi tulkita siten, että sen kohdalla on ollut ylä- ja alaoksan viimeisin yhteinen esivanhempi, minkä jälkeen oksat eivät ole enää lisääntyneet (versoneet?) keskenään.

Oksien pituudella on merkitystä, joten Shar-Pein oksa näyttää olevan lähimpänä sutta. Myös oksanhaarojen numeroarvoilla on merkitystä. Ne kuvaavat sitä prosenttilukemaa, jolla tietokone sai saman haarautuman syntymään, kun se analysoi samat tiedot 500 kertaa. Shar pein ja shiban, chowin ja akitan erottava haarautuma esimerkiksi ilmestyi 280 kertaa, ja 220 kertaa ilmestyikin jotain muuta. Ehkä kiinnostavampi on tuo ensimmäinen 100% toistuva oksanhaara, jossa neljä itämaista rotua on joka kerta erkaantunut kaikista muista tutkituista roduista? Kaavioon on merkitty numerolla ne oksanhaarat, jotka toteutuivat ainakin puolessa 500 toistosta. Shiban oksalla ei ole numeroarvoa.

4. Tutkimuksen sudet olivat nykyisiä susia.

Nykykäsitys on kallellaan siihen suuntaan, että sekä nykyiset sudet että kesykoirat polveutuisivat samasta kantamuodosta, jota ei ole enää olemassa. Herää kysymys, missä yhteyksissä nykysusien DNA:n neutraaleja geneettisiä markkereita voi silloin verrata nykykoirien markkereihin, kun tutkitaan koirarotujen kehityshistoriaa, jos molemmat ovat mutatoituneet omia teitään jo vuosituhansien ajan. Toisaalta joissakin roduissa saattaa olla hyvinkin tuoretta geenimateriaalia sudelta, jos nykysusi ja koira ovat risteytyneet keskenään.

5. ”Shibakäppyrän” idea ja rotujen omituinen järjestys.

No niin. Se tunnettu kuvaaja. Kyseessä on ryhmittelyanalyysikuva, jota varten kaikkien koirien (ja kahdeksan suden) kaikki geneettiset markkerit on annettu tietokoneen rouskutettavaksi. Tietokone on pyrkinyt jakamaan ne jonkinlaisella mutaatiologiikalla eri ryhmiin. Kirjain K kuvaa sitä, montaako eri ryhmää tietokoneen on käsketty etsiä. Esimerkiksi K=2 on jakanut kaikki markkerit kahteen ryhmään. Ryhmään 1 luokiteltuja markkereita on löytynyt eniten niiltä roduilta, jotka äskeisessä evoluutiopuussa näyttivät alkukantaisimmilta. Ryhmään 2 kuuluivat kaikki muut markkerit. Kun K-lukua on nostettu eli tietokone on etsinyt useampia ryhmiä, on 2. ryhmä jakautunut vielä useampiin pienempiin ryhmiin, joita kuvaavat eri värit. Näissäkin analyyseissa on ollut monta toistoa.

Rotujen sarakkeet muodostuvat viiden (?) koiran pystypalkeista, tosin kuvassa pikselit eivät silloin mene tasan. Jokaiselle koiralle on merkitty väreillä ne osuudet, jotka sen snipeistä ja toistojaksoista kuuluvat tietokoneen määrittämään ryhmään 1 (keltaiset) ja ryhmään 2 (punaiset).

Sille, miksi Shiba Inu on sijoitettu harmaasuden viereen ekaksi koiraroduksi, ei tutkimuksesta löydy selitystä. Jos keltaisuuden osuutta katsotaan, niin chowin ja akitan pitäisi olla sen edellä. Entä miksi lähes keltainen basenji on sijoitettu paljon punaisemman malamuutin jälkeen? Uskaltaako sanoa, ettei näiden rotujen järjestyksellä ole oikeasti kovin suurta merkitystä. Erot top-rotujen välillä ovat mitättömän pieniä ja koiria tosi pieni määrä. Pohdintatehtävä: miltä kuvio näyttäisi, jos shiboiksi olisi sattumalta osunut viisi shiban nr. 3 kaltaista yksilöä?

Johtopäätökset

”Shiba on geneettisesti lähimpänä sutta.” muuttui muotoon ”Viiden tutkitun shiban geneettisistä markkereista (jotka ei ole geenejä) suurin osa luokiteltiin samaan geneettisten markkerien 1. ryhmään kuin useimmat nykysuden vastaavat geneettiset markkerit. Tosin chowien ja akitojen pitäisi olla kuvassa shibojen edellä, jos rodut olisivat järjestyksessä.”

Mitä tutkimustulos merkitsee? On huomionarvoista, että tietokoneanalyysit listasivat geneettisten markkereiden perusteella alkukantaisimmiksi niitä rotuja, joita on jo valmiiksi pidetty historian valossa alkukantaisina. Tutkimuksessa arveltiin, että 1. ryhmän geenimarkkereihin painottuvat alkukantaiset rodut voivat parhaiten edustaa sitä geenipoolia, mikä vanhoissa kesykoirissa on ollut olemassa. (Akitan lähihistoriaan jo jonkin verran tutustuneena on ehkä vähän yllättävää, että nykyakita näytti tutkimuksessa noin alkukantaiselta?)

Geneettisten markkerien yhteys erilaisiin geenimuotoihin, jotka saavat aikaan erot käytöksessä ja muissa sudet ja koirat erottavissa ominaisuuksissa, on se kiinnostava kysymys. Lienee selvää, ettei yhelläkään kesykoiralla voi olla jäljellä suden geenimuotoja, jotka koodittavat (keksitty esimerkki) ”ultraherkkää reseptoria”, joka aiheuttaa villieläimelle luonnossa hyödyllisen ihmisarkuuden tai reaktiviisuuden.

Toisaalta solun perusmetaboliaan liittyvillä geeneillä ei varmaankaan ole ollut syytä tai aikaa mutatoitua sitten suden ja kesykoiran yhteisen kantamuodon. Siinä mielessä jokainen koira on pitkälti geneettinen susi, myös noissa roduissa, jotka eivät kuuluneet ”keltaisiin”.

Mutta onko shiboilta löytynyt upouusissa geenitutkimuksissa muutamia geeniehdokkaita, jotka oikeasti saattavat olla perua aivan tietynlaiselta sudelta ja erottaa japanilaisrodut länsimaalaisista roduista? Siitä lisää jatko-osassa nimeltä Shiba ja japaninsusigeenit (2/2). : D

Emmalle kiitokset keskusteluista ja hyvistä huomioista liittyen Parker et al. -paperiin. Kaikki mahdolliset tulkintavirheet tekstissä ovat edelleen vain omiani.