Miten sudesta tuli tanskandoggi ja kiinanharjakoira

Julkaistu Tiede -lehdessä

Jos toiselta planeetalta tulisi biologi, joka alkaisi luokitella täkäläisiä elämänmuotoja ulkonäön perusteella, metrin korkuinen tanskandoggi ja sen pään kokoinen perhoskoira päätyisivät ilman muuta eri lajeihin. Mutta jos hänellä olisi biologinen röntgenkatse, jolla hän lukisi geenejä, esimerkkikoiramme olisivat selviä tapauksia: samaa lajiahan ne ovat ja vieläpä erittäin läheistä sukua toisilleen.

Niin yllättävältä kuin ehkä kuulostaa, hyvinkin erinäköisten koirarotujen geneettiset erot ovat käytännössä olemattomat. Oman planeettamme nykyisillä tutkijoilla ei olisi mitään keinoa erottaa tanskandoggia ja perhoskoiraa toisistaan, jos he saisivat eteensä pelkät dna:t.

Paradoksi ei pääty tähän. Jos tutkijan pöydälle ladottaisiin dna-näytteet koirasta, sudesta, sakaalista ja kojootista, olisi pienestä kiinni, saisiko hän määritetyksi, mikä on mikä. Vasta jos siirryttäisiin kaukaisempaa sukua oleviin koiraeläinlajeihin, kuten kettuun tai supikoiraan, erot kasvaisivat sellaisiksi, joita on totuttu näkemään eri lajien välillä.

On olemassa toinenkin eläinlaji, jonka rotujen geneettiset erot ovat pienempiä kuin päältä luulisi: ihminen. Biologin näkökulmasta ihmisellä ei ole aitoja rotuja, koska eri ihmisrotujen välillä on vähemmän geneettisiä eroja kuin samanrotuisten ihmisten välillä. Koirien tilanne on toinen. Vaikka koirarodut ovat geneettisesti hyvin samanlaisia, niiden välillä on suuria eroja sekä ulkomuodossa että käyttäytymisessä. Miten se on mahdollista?

Jalostuksen pituus ei selitä

Koira on ihmisen vanhin kotieläin, mutta ikäero seuraavaksi vanhimpiin on niin pieni, ettei se riitä selittämään koiran monimuotoisuutta. Kesykoiria on nykytiedon mukaan ollut enintään 12 000-15 000 vuoden ajan. Lampaan historia kotieläimenä alkaa 11 000 vuotta sitten ja kanan vuosituhatta myöhemmin. Nauta ja kissa liittyivät ihmisen seuraan 8 000 vuotta sitten.

Joitakin nykyrotuja muistuttavia koiria tiedetään olleen jo 4 000 vuotta sitten: esimerkiksi egyptiläisissä hieroglyfeissä esiintyy vinttikoiran näköisiä eläimiä. Antiikin Rooman kirjoituksissa mainitaan metsästyskoirat ja lampaita paimentavat koirat. Noiden aikojen jälkeen rodut ovat kuitenkin paljolti risteytyneet uudestaan.

Samannäköisten rotujen myöhempi jälleensyntyminen on yleensä perustunut enemmän nykykoirien ulkonäön muovaamiseen tiettyihin suuntiin kuin siihen, että ne olisivat näiden muinaiskoirien suoria jälkeläisiä.

Perinteinen selitys, koiran jalostaminen moniin eri käyttötarkoituksiin, ei siis yksin riitä ratkaisemaan arvoitusta.

Lisäksi useimpien koirarotujen historia on paljon lyhyempi kuin yleensä luullaan. Uppsalan yliopistossa tutkija Anna-Karin Sundqvist kollegoineen on dna-analyysissään havainnut, että useimmat nykyrodut syntyivät alle 200 vuotta sitten. Tämä on liian lyhyt aika siihen, että valikoiva jalostus ja uudet mutaatiot riittäisivät luomaan näin laajan kirjon.

Rotujen risteytys tuotti uutta

Professori Raymond Coppinger Hampshiren yliopistosta Yhdysvalloista toteaa, että hiukan lisäystä monimuotoisuuteen on saatu, kun ensin on kehitetty toisistaan poikkeavia rotuja ja sen jälkeen risteytetty niitä keskenään. Risteytyksethän eivät tuota vain välimuotoja vaan usein myös sellaisia ominaisuuksien yhdistelmiä, joita ei ole kummallakaan vanhemmalla.

Monien rotujen kirjoitetusta historiasta tiedetäänkin hyvin, mitä rotuja risteyttämällä nämä on viime vuosisatojen aikana luotu. Loppusilauksena rotuja on vakioitu teettämällä pentuja juuri tietynnäköisillä tai muuten halutunlaisilla vanhemmilla, usein parittamalla sukulaisiakin keskenään. Syntynyt sisäsiittoisuus on monissa roduissa johtanut perinnöllisten sairauksien yleistymiseen.

Koiraeläimillä taipumus kirjoon

Risteytys ei kuitenkaan riitä selittämään kaikkea monimuotoisuutta, joka tulee kaduilla hihnassa vastaan. Lisäksi on tarvittu ominaisuus, jossa koira poikkeaa muista kotieläimistä: lähes täysin samoista geeneistä voi syntyä hyvin erilaisia ulkonäköjä ja luonteita. Sama taipumus on koiran lähilajeilla.

Koiran lähimmät sukulaiset jaetaan virallisesti kolmeen susilajiin, kolmeen sakaalilajiin ja yhteen kojoottilajiin. Tosiasiassa niiden luokittelu on biologin painajainen.

Perinteisesti laji määritellään joukoksi eläimiä, jotka saavat keskenään lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä. Biologitkaan eivät silti pidä määritelmää aukottomana, ja siitä on rajatapauk¬sia. Yksi on juuri koirien lähisuku.

Afrikkalainen juovasakaali liikkuu yksin tai pareittain ja syö jyrsijöitä ja raatoja. Pienikokoisimmat yksilöt painavat kuutisen kiloa. Sudet saalistavat laumoina muun muassa hirviä, ja susista kookkaimmat eli Kanadan pohjoisosien eläimet painavat jopa 80 kiloa. Juovasakaalien ja susien koko- ja elämäntapaeroista huolimatta niiden geenit ovat lähes identtiset, ja nämä lajit myös pystyvät sujuvasti risteytymään keskenään ja saamaan täysin lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä. Sama pätee kaikkiin muihin susi- ja sakaalilajeihin sekä kojoottiin ja koiraan.

Pääerot geenien säätelyssä

Pienten geenierojen voimasta löytyy esimerkki lähempääkin sukupuusta. Ihmisen ja simpanssin geneettinen ero on tosin suurempi kuin koiran ja sen lähilajien, mutta meillä ihmisapinoillakin on kummallisen samanlainen geenistö verrattuna siihen, miten erinäköisiä ja -tapaisia olemme.

Kummillakin suurin ero lienee geenien säätelyssä eli niissä geeneissä, jotka ohjaavat, missä tilanteessa tai elämänvaiheessa jotkin muut geenit käynnistyvät tai sammuvat.

Koiralla ja sen lähilajeilla tämä näkyy erityisen selvästi elämän alkutaipaleella. Vastasyntyneillä koiranpennuilla on rodusta riippumatta lähes täsmälleen sama ruumiinmuoto kuin suden-, sakaalin- ja kojootinpennuilla. Koirarotujen kokoerotkin ovat vastasyntyneillä suhteellisesti pienempiä kuin aikuisilla yksilöillä.

Luun kasvuaika määrää muodon

Raymond Coppinger havainnollistaa geenien säätelytoimintaa kuonon kasvulla. Sen hoitavat litteänaamaiselle mopsille ja Lassie-elokuvista tutulle pitkäkuonoiselle collielle aivan samat geenit.

Kuono koostuu useasta luusta, jotka muuttavat kokoaan ja muotoaan, kun geenit ohjaavat uuden kudoksen syntyä. Kasvu käynnistyy syntymän tienoilla, pitkäkuonoisimmilla roduilla jo vähän ennen sitä. Erot rotujen välillä piilevät siinä, kuinka nopeasti uutta luuta muodostuu ja missä vaiheessa muodostuminen lakkaa. Kuonon ja kallon eri osien kasvua säätävät omat geenit, joten muoto määräytyy niiden sammumisjärjestyksen mukaan.

Vastaavasti rakentuu muu elimistö. Mäyräkoiran ja vinttikoiran pentujen jalkaluiden kasvua ohjaavat samat geenit, mutta mäyräkoiralla on säätelygeeneistä sellaiset versiot, jotka lopettavat kasvun varhain.

Eläimen koon muutoksiinkaan ei tarvita erilaisia geenejä, vain pieni muutos niiden säätelyssä. Seurauksena pentu kasvaa nopeammin tai hitaammin ja kasvu lakkaa aikaisemmin tai myöhemmin.

Viime aikoina näitä säätelytekijöitä on jo löydettykin.

Yhdysvaltalaisessa Cornellin yliopistossa Nathan Sutter tutkijaryhmineen on paikantanut koiran 15. kromosomista useita geenejä, jotka säätävät koon kasvua ja tuottavat saman rodun yksilöiden kokoeroja.

Samassa kromosomissa on insuliininkaltaisen kasvutekijän geeni Igf1, josta lähes kaikilla pienikokoisilla roduilla on yksi ja sama versio, muilla roduilla muita. Pienikokoisten rotujen koko lienee siis suurelta osin tämän yhden säätelygeeniversion tuote.

Käytös riippuu aivokemian erosta

Eläinten käyttäytymiseen vaikuttaa yleensä useampi tekijä kuin ruumiinrakenteeseen, ja käyttäytymistä muovaavat myös kokemukset. Pohjalla on tässäkin kuitenkin geenien säätely. Nyt avainasemassa ovat aivojen kehittymistä ohjaavat geenit.

Koirarotujen luonne-erot johtuvat osittain siitä, että aivoissa erittyy eri määriä välittäjäaineita.

Esimerkiksi dopamiinia, joka tuottaa innostuksen ja kiihtymyksen tunteita, erittyy työinnostaan tunnettujen bordercollieiden ja siperianhuskyjen aivoissa selvästi enemmän kuin esimerkiksi verkkaisempien pyreneittenkoirien ja estrelanvuoristokoirien.

Susien tavoista jäänyt paloja

Eri rodut ovat perineet eri osia susiesi-isiensä synnynnäisestä käyttäytymisestä. Yksi esimerkki on metsästyskäyttäytyminen. Susilla ja muilla petoeläimillä on synnynnäinen toimintasarja:

- etsi saalista

- löydettyäsi tuijota ja vaani

- juokse kiinni

- ota jokin ruumiinosa suuhun

- pure hengiltä.

Muun muassa monilla terriereillä ja vinttikoirilla on kyky viedä sarja loppuun asti. Jalostuksessa on suosittu noita yksilöitä, koska terriereitä on käytetty muun muassa rotanpyyntiin ja vinttikoiria sellaiseen metsästykseen, jossa koirat tappavat saaliin itse.

Joidenkin rotujen jalostuksessa toimintasarjan tiettyjä osia on karsiutunut ja toiset ovat korostuneet. Pointtereilla ja muilla seisovilla lintukoirilla on korostunut tuijotus- ja vaanimisvaihe, mutta taipumus tappamiseen on koko lailla kadonnut. Noutajilla korostuu suuhun ottamisen tarve, mikä on tuttua tavaroiden kanniskelemiseen viehättyneiden noutajien omistajille. Paimenkoirille erityisesti perässä juokseminen tuottaa mielihyvää, mistä syystä ne herkästi jahtaavat myös mopoja ja polkupyöriä.

Osaavalla koulutuksella voi aina jonkin verran vaikuttaa koiran käyttäytymiseen. Voi esimerkiksi harjoituttaa itsehillintää palkitsemisen avulla aluksi helpoissa ja vähitellen haastavammissa tilanteissa. Koirarotujen synnynnäiset taipumuserot ovat kuitenkin niin selviä, että ne on hyvä ottaa huomioon jo rotua valitessa. Sillä tavoin sekä koiran että omistajan elämästä tulee helpompaa.

Helena Telkänranta on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Äärirodut jo nähty?

Koiranjalostus on luultavasti jo saavuttanut ne äärimmäisyydet, joihin on mahdollista mennä, arvelevat jotkut tutkijat.

Erikoisuuteen pyrkivä jalostus on johtanut luuston ja muun rakenteen vaivoihin. Sekä erityisen pitkä- että lyhytselkäisissä roduissa esiintyy selkärangan vaivoja, ja lyhytkuonoisilla roduilla on yleisesti hengitysvaikeuksia etenkin lämpimällä säällä.

Esimerkiksi nykyistä lyhytkuonoisempia koiria voisi olla vaikea kehittää ilman, että niillä alkaisi olla vaikeuksia pysyä elossa.

Puudeli on yhtä susi kuin husky

Koiraihmisten vanha kiista siitä, mikä koirarotu on alkuperäisin tai lähimpänä sutta, on nykytiedon valossa päätynyt tasapeliin. Mitä enemmän susien käyttäytymistä on tutkittu luonnossa, sitä selvemmäksi on käynyt, että kaikkien koirien käyttäytyminen on melko erilaista kuin niiden (ks. Koirasi on pentususi, Tiede 1/2006).

Suomen suosituinta rotua saksanpaimenkoiraa on joskus sanottu susikoiraksi, mutta se ei ole geeneiltään tai käyttäytymiseltään sen lähempänä sutta kuin mikään muukaan rotu. Tutkimustiedon perusteella kiinanpalatsikoira on sisäisesti aivan yhtä lähellä koiran alkuperäistä esi-isää kuin suden näköinen alaskanmalamuutti tai siperianhusky.

Kaakkoisaasialaisia kyläkoiria voi pitää eräänlaisina peruskoirina, koska ne muistuttavat luonteeltaan, käyttäytymiseltään ja ilmeisesti ulkonäöltäänkin muinaiskoiria, jotka saivat alkunsa sikäläisistä susista. Yhtä kauan niillä on kuitenkin kulunut muinaisten esi-isien ajoista kuin muillakin roduilla.

Samat geenit, eri versiot

Mitä tarkoitetaan, kun puhutaan siitä, kuinka paljon samoja tai eri geenejä eri lajeilla on? Onhan esimerkiksi kaikilla ihmisillä keskenään samat geenit, koska kuulumme samaan lajiin, ja silti ihmisten välillä on perinnöllisiä eroja.

Vaikka sinun ja naapurisi elimistöä ohjaavat samat geenit, teillä ei ole jokaisesta geenistä täysin identtisiä versioita vaan vaihtoehtoja, joita sanotaan alleeleiksi. Esimerkiksi hiusten väriä säätävät kaikilla ihmisillä samat geenit, mutta niiden alleelit tuottavat erilaisia pigmentin sävyjä ja määriä.

Vastaavasti eri koirayksilöillä on samoista turkin värin ja pituuden geeneistä eri versioita, mistä seuraa erinäköinen lopputulos.

Millään koirarodulla ei ole sellaista geeniä, joka ei löytyisi kaikilta muiltakin roduilta. Innokkaimmallakaan ajokoiralla ei ole "metsästysgeeniä", joka erottaisi sen leppoisista sohvavalioista, eikä uimista rakastavalla newfoundlandinkoiralla ole "vesigeeniä", joka puuttuisi tassujen kastumista varovalta lajitoverilta.