La parenté moyenne et l'histoire génétique du Leonberg

Dr. ir. Pieter Oliehoek - www.dogsglobal.com

Il y a une raison principale pour laquelle ce rapport est entré en vigueur: les races de chiens perdent leur diversité génétique. Avec cette perte, les races perdent également leur capacité d'amélioration et probablement plus important, les races sont plus sujettes aux maladies spécifiques de la race et de la dépression de consanguinité. La mauvaise nouvelle est qu’à l'heure actuelle presque aucune race n’est parvenue à éviter ce problème. Il n'y a qu'une seule mesure prise qui en soi nuit rarement à une race mais ne contribue pas non plus à sauver la diversité c’est l’évitement de la consanguinité.

Bien que l’on puisse penser intuitivement qu’éviter la consanguinité épargnera la diversité, en réalité ce n’est pas le cas. Une règle comme l’interdiction des accouplements entre frère/soeur, parent/enfant n'a absolument aucune influence sur la sauvegarde de la diversité. Tout scientifique qui prétend que l'évitement de la consanguinité sauve la diversité, ne comprend pas encore la génétique de conservation. Veuillez me les envoyer (Dr. ir. Pieter Oliehoek).

Bien que ces mesures ne contribuent à peine à sauver la diversité, il existe un outil qui a beaucoup plus de potentiel: la «parenté moyenne» (Mean Kinship). La «parenté moyenne» est la valeur d'un animal envers la population vivante actuelle: c'est leur parenté moyenne envers leur population. La «parenté moyenne» est l'outil de conservation le plus important utilisé par les zoos, pour sauver la diversité génétique au sein des espèces en voie de disparition.

L'histoire de la reproduction du Leonberg est très semblable à celle de beaucoup d'autres races de chien. Par conséquent, on s’attendait à ce qu’il y ait également une perte de la diversité génétique. Pour aider à sauver la diversité au sein de la race du Leonberg, la «parenté moyenne» a été calculée pour la population actuelle du Leonberg.

La Population actuelle

En plus de la «parenté moyenne» de chaque animal vivant aujourd’hui, la diversité actuelle et l’historique sont également calculées pour le Leonberg. Les chiffres les plus importants, sont cependant la diversité, la parenté moyenne et la consanguinité de la population actuelle.

Les chiffres ci-dessus signifient que parmi les fondateurs originaux seulement 5,83 fondateurs sont laissés dans la population actuelle. Cependant, étant donné que certains fondateurs et de nombreux ancêtres dominants contribuent beaucoup plus que d'autres, la diversité réelle est environ trois fois plus faible: 1,59 en «équivalents génomiques fondateurs» (ou en d'autres termes: 1,59 animaux non apparentés). Ce dernier nombre peut également être exprimé en pourcentage: 31.4. Cela signifie qu'en moyenne, chaque animal est apparenté à 31,4% à un autre. La consanguinité moyenne est juste un peu plus élevée, ce qui était plus ou moins prévu.

Le FGE (Founder Genome Equivalents ou équivalents du génome fondateur) est le nombre de fondateurs (animaux non apparentés) qui, s'ils étaient élevés au hasard, provoqueraient la même diversité (et donc la «parenté moyenne») que la population actuelle. Dans le Leonberger c'est 1,59. La diversité globale est donc plus faible que si vous démarriez la même population avec 2 animaux. La «parenté moyenne» est donc plus élevée qu'un accouplement frère/soeur (qui serait de 25%).

Histoire Génétique de la race Leonberg

Les Fondateurs

La plupart des populations de races de chiens ont une histoire de moins de 100 ans. Pour le Leonberg c'est un peu plus. En raison de la grande quantité de données disponibles, il est possible d'identifier les fondateurs: les animaux non apparentés qui ont démarré la population. Chaque gène présent dans la population actuelle doit provenir d'un de ces fondateurs. L'algorithme a trouvé 14 fondateurs contribuant à la population actuelle.

“Descendants”, signifie: le nombre de descendants (chiots) d’un fondateur.
“Rep” est le nombre de chiots qui se sont réellement reproduits.
Quatre fondateurs contribuent plus de la moitié à l'ensemble de la population actuelle.

Outre les fondateurs, il y avait aussi deux animaux dont aucun parent n’était connu, cependant, après des recherches sur l’historique, nous croyons qu'ils n'étaient pas fondateurs. Leurs parents étaient probable-ment liés, mais nous ne savons tout simplement pas qui ils étaient. Ces animaux sont «orphelins». Deux orphelins ont été identifiés avec un impact élevé sur la population actuelle. Leur contribution à la population actuelle est de 9%. Avec le calcul de la parenté, du niveau de survie du génome et des niveaux de consan-guinité, un algorithme garantit que ces animaux ne sont pas considérés comme non apparentés, ce qui aurait eu une influence considérable sur les résultats. L'algorithme utilisé était l’algorithme C3 du chapitre 4 de la thèse: «Conservation génétique des populations de petits animaux» (Pieter Oliehoek 2009). Cette thèse peut être trouvée ici: www.breedingfordiversity.com/thesis. Cette thèse décrit beaucoup plus sur les fondements et la diversité génétique.

Récemment, la consanguinité moyenne a également été calculée par l'Université de Berne, ce qui a abouti à une moyenne de 29%. Ce nombre est inférieur d'environ 3% à la consanguinité trouvée ici: dans cette étude elle est de 32%. Ce nombre inférieur dans la recherche de Berne est très probablement dû au fait que les orphelins sont considérés comme fondateurs.

Ancêtres dominants

Certains animaux ont beaucoup plus contribué que d'autres. Ce n'est pas seulement parce qu'ils avaient beaucoup de descendants, mais peut aussi être parce que leur progéniture a eu beaucoup de descendants, et ainsi de suite. Au fil des générations, certains animaux peuvent avoir un impact très dramatique sur toute une population.
Le tableau suivant montre les ancêtres qui ont le plus contribué à la population actuelle.

Deux ancêtres ont presque contribué pour un quart à l'ensemble de la population actuelle. Leur impact est très élevé sur la parenté au sein de la population (rendant tous les animaux de la famille), la consanguinité due à cette parenté est très probablement sur la dépression de consanguinité qui qui est susceptible de suivre. De plus, puisque chaque animal (et humain) portera au moins une maladie génétique récessive, les maladies récessives spécifiques que ces animaux portaient sont maintenant répartis dans toute la population. Dans une moindre mesure, cela est également vrai pour tous les autres animaux de la liste des ancêtres dominants.

Moyenne de parenté moyen et consanguinité au fil du temps

Le graphique ci-dessous montre la «parenté moyenne» et la consanguinité en pourcentages par rapport à l’historique généalogique connu du Leonberg. Bien que la consanguinité soit souvent au centre des préoccupations, la «parenté moyenne» est en réalité plus importante, puisque la consanguinité est causée par la parenté et non l’inverse.

Noir:       parenté moyenne
Vert:       consanguinité

Avant les années 70, la taille de la population du Leonberg était beaucoup plus faible. A partir des années 70, le nombre de portées a largement augmenté. Il y a maintenant plus de 4000 naissances par an. Cela ne signifie pas nécessairement que les populations conservent leur diversité ou, en d'autres termes, ne deviennent pas de plus en plus liées et donc consanguines. En fait, au cours des dernières décennies, il est évident que la parenté des populations ne cesse d’augmenter. Si rien ne change dans les stratégies de reproduction, on s'attend à ce que cette augmentation de la parenté (et donc l'augmentation de la consanguinité) se poursuivra.
Avant les années 60, la consanguinité se comportait comme prévu: après la parenté. Après, cependant, il a commencé à être plus élevé que la parenté. Aujourd'hui, ils sont presque au même niveau. Puisque la consanguinité suit la parenté, la consanguinité devrait augmenter en même temps que la parenté. Si vous ne teniez compte que du niveau de consanguinité, on pourrait supposer à tort que le problème n'est pas si grave que les années passées. Notez que l'évitement de la consanguinité ne sauvera pas la diversité, quoi qu’il en soit. La consanguinité est un résultat. On ne peut pas le souligner assez souvent. L'objectif principal pour une population est de garder la diversité élevée et par conséquent une parenté faible. Le graphique nous montre une augmentation constante. Etant donné quela consanguinité est maintenant proche du niveau de parenté, l’augmentation relativement faible de la consanguinité depuis les années quatre-vingt-dix va maintenant cesser et bientôt la consanguinité va augmenter rapidement suite à l’augmentation de la «parenté moyenne».

Pour les biologistes parmi vous: la consanguinité pourrait aussi être interprétée comme une «homozygotie observée» alors que la «parenté moyenne» est la «homozygotie attendue». La diversité génétique est alors «l’hétérozygotie attendue» et les équivalents du génome fondateur sont littéralement les équivalents du nombre de fondateurs ayant une telle hétérozygotie.

Parenté moyenne

La «parenté moyenne» a été calculée pour chaque animal de la population actuelle. La population actuelle a été estimée à environ 33,000 animaux. La population actuelle est déterminée à partir de la base de données et comprend tous les individus âgés au plus de 9 ans et dont on ne sait pas s’ils sont décédés. La taille réelle de la population peut donc être plus petite, puisque pour beaucoup d'animaux nous ne connaissons pas leur statut actuel ou ils ne se reproduisent jamais. Les Animaux âgés de plus de 9 ans sont présumés ne plus participer à la reproduction.

A partir des données généalogiques les liens de parenté ont été calculés jusqu'aux fondateurs parmi tous les individus vivants. Après avoir calculé la «parenté moyenne» (MK) pour chaque animal, la population a été divisée en trois groupes:
les animaux ayant une «parenté moyenne» faible (la liste verte), les animaux ayant une «parenté moyenne» élevée (la liste orange) et les animaux entre les deux: (la liste jaune).

Le tableau suivant montre les animaux par liste et par groupe d'âge:

Ce tableau est intéressant, car il permet de prévoir légèrement ce qui va se passer à l'avenir. Les animaux plus jeunes prendront la relève de la reproduction des animaux plus âgés. La liste «orange» contient relativement des animaux plus jeunes alors que la liste verte contient des animaux relativement plus âgés. Si la reproduction se poursuivait sans regarder la «parenté moyenne», et les jeunes animaux prennent le relais, la plupart des reproductions se feront avec des animaux de la liste orange. Cela entraînera à coup sûr une augmentation de la «parenté moyenne». Au sein du chien de berger islandais, nous avons trouvé des familles très peu apparentées à l'ensemble de la population totale. Nous espérions trouver la même chose au sein de la population du Leonberg, mais hélas ce n'était pas le cas.

Parfois, les gens supposent que chaque pays a sa propre population et que les individus dans le pays sont plus liés les uns aux autres qu'entre les pays étrangers. Dans la pratique, ce n'est peut-être pas du tout le cas.
On ne peut pas savoir comment la diversité est répartie entre les pays, à moins de faire des calculs. En fin de compte il n'y a qu'une seule population de Leonberg. Tous les pays partagent la responsabilité de maintenir la diversité du Leonberg dans son ensemble. Le tableau suivant montre la répartition des animaux de chaque liste pour chaque pays.

La reproduction devrait se faire de préférence avec les animaux de la liste verte. Cela permettrait d'accroître la diversité au sein de la population. Ignorer ces animaux entrainerait le contraire: la diversité génétique continuerait à baisser. Le tableau montre clairement que certains pays ont beaucoup plus d’animaux dans la liste orange, tandis que d'autres en ont plus dans la liste verte. Bien que la raison puisse être due à des différences dans les politiques d'élevage, il est extrêmement difficile de le prouver. Il est beaucoup plus important de comprendre qu'avec ces calculs MK (Mean Keanship ou «parenté moyenne») il est impossible de savoir si un animal n'est pas lié à une population ou non.
C'est en même temps la raison pour laquelle la «parenté moyenne» a été développée en premier lieu. Les zoos ayant des populations dramatiquement petites, ne pouvaient pas distinguer les individus apparentés des non-liés au pédigrée, bien que les gestionnaires des livres généalogiques travaillent quotidiennement avec les populations. En 2003, la population de chiens de berger islandais a également été analysée et pourrait faire usage de la «parenté moyenne». Le Leonberger est la deuxième population de chiens au monde à pouvoir utiliser Mean Kinship pour augmenter la diversité génétique et réduire les niveaux de consanguinité. Jusqu'à présent, personne n'aurait pu savoir quels pays auraient le plus d'animaux non apparentés.

Recommandations

Il est clair que la diversité dans la race du Leonberg est très faible. Les chiffres montrent des niveaux élevés de «parenté moyenne» et de consanguinité. Si les tendances actuelles se poursuivent, ce qui sera le cas si les mêmes politiques de sélection sont appliquées, la parenté continuera à augmenter. La consanguinité augmentera encore plus rapidement.
En outre, la population ne contient pas de «familles cachées» sans rapport avec la majorité de la population. Au lieu de cela, le Leonberg est une grande famille avec peu de différences dans la parenté. Il n'y a pas deux animaux dans cette population avec une relation plus faible qu'au niveau des frères/soeurs (accouplement frère/soeur).
Cependant, il existe encore de la diversité dans le Leonberger qui pourrait être utilisé pour accroitre un peu la diversité de la population. Comme décrit précédemment, ces animaux doivent être utilisés et de préférence rapidement, car la plupart des animaux de la liste verte sont les plus âgés.
Ceci serait une solution intelligente: commencer à se concentrer sur les animaux susceptibles de contribuer à cette diversité, principalement les animaux de la liste verte. Ces animaux ne sont pas répartis également dans chaque pays. Par pays, une autre stratégie serait donc recommandée.
Pour favoriser la diversité, il n'est pas forcément préférable d'importer des animaux d'autres pays. En fait, dans certains cas, cela pourrait même diminuer la diversité génétique potentielle, ce qui a été le cas au sein du chien de berger islandais. L’essentiel est de ne pas se concentrer sur les pays, mais sur les animaux de la liste verte, où qu’ils soient.

La «parenté moyenne» (Mean Kinship) est un outil qui nous donne un aperçu et une opportunité pour maintenir la diversité génétique de notre race et même (quoique légèrement) d'améliorer la diversité génétique globale de la population, ce qui est le meilleure moyen d'éviter les problèmes de santé futurs d'une race.
Même si la «parenté moyenne» est un outil pour aider à la diversité de la race, cela n'aide pas la santé actuelle de la race, ni ne contribue à la «diversité d'une portée». Par conséquent, la «parenté moyenne» n'est pas un remplacement pour d'autres outils. Il est toujours important d'éviter la consanguinité, en particulier entre les proches membres de la famille. Par exemple, même si une mère et un père sont tous deux dans la zone verte, cela ne signifie pas nécessairement qu’ils correspondent bien. Il y a une petite chance que ces deux chiens eux-mêmes soient étroitement liés, par exemple un frère et une soeur seront tous deux dans la même zone! La même chose serait vraie pour la zone orange ou la zone jaune bien sûr. Mais dans la plupart des cas, même les chiennes vertes sont préférées aux chiens de la zone verte.
En plus de se concentrer sur la zone verte, il est également important de limiter le nombre de portées par chien et de détecter les maladies génétiques qui ont de fortes répercussions sur la souffrance des chiots et qui sont déjà très répandues dans toute la race du Leonberg. Comme il n'y a pas de familles distinctes non apparentées chez le Leonberg, il est fort probable que les maladies spécifiques aux races ne soient pas liées à des familles ou à des lignées spécifiques, mais qu’elles se répandent probablement dans toute la population. La «parenté moyenne» peut aider à éviter que de nouvelles maladies ne se répandent également, mais dans le cas du Leonberg, cela ne peut pas aider à se débarrasser des maladies génétiques qui existent déjà.

Transposer les résultats de la recherche en directives de sélection et d'élevage est une question délicate et complexe. D'après mon expérience, les découvertes scientifiques sont trop souvent détournées pour le propre but des gens. Pour cette raison, je conclus ce rapport par un avertissement. Les conclusions fondées sur ces résultats ne devraient pas être prises à la légère.

Il pourrait y avoir une tendance à utiliser ce rapport pour prétendre que le Leonberg a un problème, ou que le Leonberg n'a pas de problème. Les deux conclusions ne peuvent être confirmées par ce rapport. Les seules conclusions valables selon son auteur sont (en 2018):

1. le Leonberg a perdu une proportion dramatique de sa diversité génétique originelle.
2. Il est probable que cette perte se poursuivra si la reproduction continue de la même manière.
3. Il y a de l'espace pour augmenter / restaurer une partie de la diversité génétique qui a été perdue sans avoir à utiliser d'autres races, en utilisant les animaux de la liste verte.
4. Lors de l’importation d'autres pays, la meilleure source pour les animaux de la liste verte est la France.

Les données de ce rapport ne doivent pas être publiées ailleurs sans l'autorisation de P. A Oliehoek, à l'exception de la communication directe vers les éleveurs du Leonberg.

À propos de l'auteur

Dr. IR. Pieter (P.A.) Oliehoek est impliqué dans l'élevage de chiens depuis l'âge de onze ans.
En raison de son amour pour les carnivores, il a étudié la biologie à l'Université internationale de Wageningen (WUR). Au cours de son Master, il a effectué un stage sur la séparation de races de chiens à l’aide de leur ADN et a fait sa thèse sur la conservation du chien de berger islandais à l'aide des pedigrées et les données généalogiques. Pieter a été impliqué dans les premières années de la Fondation du Comité international des chiens de berger islandais(ISIC - www.icelanddog.org). Après trois années de travail en tant que professionnel des TIC, il est retourné à l'Université pour étudier comment préserver génétiquement les races d'animaux rares et les espèces menacées en captivité. IL a reçu son doctorat sur ce sujet en 2009 au WUR. Depuis lors, Pieter est impliqué dans des projets au sein des populations de zoo sur la façon d'appliquer la théorie complexe dans la pratique quotidienne. Son travail scientifique peut également être trouvé sur: www.breedingfordiversity.com . Depuis 2018, il a recommencé à se concentrer sur l'élevage de chiens. Pieter est le fondateur de www.breedingfordiversity.com.. Seit 2018 begann er sich wieder voll auf die Hundezucht zu konzentrieren. Pieter ist der Gründer von www.dogsglobal.com un site Web informatif avec l'objectif d'augmenter la santé de tous les chiens en général et des races de chiens en particulier, en partageant l'information.

© Dr. ir. Pieter Oliehoek 2018