Prof. Radovan Kasarda: Zaujímavé zistenia v oblasti genetických zdrojov zvierat

Profesor Radovan Kasarda pôsobí v Ústave výživy a genomiky Fakulty agrobiológie a potravinových zdrojov SPU v Nitre. Vo svojej vedeckovýskumnej činnosti sa zameriava na problematiku genetických zdrojov a ochrany biodiverzity.

Profesor Radovan Kasarda pôsobí v Ústave výživy a genomiky Fakulty agrobiológie a potravinových zdrojov SPU v Nitre. Vo svojej vedeckovýskumnej činnosti sa zameriava na problematiku genetických zdrojov a ochrany biodiverzity. V rozhovore nám priblížil, aké sú aktivity jeho tímu v uvedenej oblasti, prečo genetické zdroje treba chrániť a či je možné stav biodiverzity merať.

Pán profesor, ako ste sa dostali k výskumu v oblasti genetických zdrojov a ochrany biodiverzity?

V rámci doktorandského štúdia som riešil problematiku šľachtenia hovädzieho dobytka na príklade malej populácie slovenského pinzgauského dobytka. Táto problematika bola v tom období pomerne nová, lebo konvenčné šľachtenie bolo orientované len na dosahovanie vysokého genetického pokroku a nejaké možné negatívne dopady na populáciu z hľadiska straty genetickej variability boli len teoreticky rozpracované a neboli v komerčných podmienkach zohľadňované.

Máte na mysli konkrétne podmienky Slovenska?

Nie, takto bolo šľachtenie hospodárskych zvierat vnímané bežne vo svete. Teoretické východiská boli rozpracované už dávno, málokto si však v praxi uvedomoval skutočný dosah negatívnych dôsledkov, ktoré môže spôsobiť napríklad zvyšovanie príbuznosti v populáciách chovaných zvierat. Každý chovateľ, samozrejme, vedel čo je príbuznosť a príbuzenská plemenitba, orientoval sa v rodokmeňoch, poznal významné línie a genetické rodiny, z ktorých pochádzali najlepšie plemenné jedince. Svoj záujem však sústreďoval len na tie línie, ktoré boli najvýkonnejšie v požadovanom smere.

"Keď chceli chovatelia prežiť,

sústreďovali svoju pozornosť

len na vysoko geneticky nadradené

plemenné zvieratá

s vidinou rýchleho genetického pokroku,

najmä vysokej

produkcie mlieka."

Čo teda bolo dôvodom riešiť túto tému?

V tom období sme mali za sebou prvú krízu v chove dobytka a zvyšoval sa tlak na prvovýrobcov - produkovať viac a za menej. Keď chceli chovatelia prežiť v tomto prostredí, sústreďovali svoju pozornosť len na vysoko geneticky nadradené plemenné zvieratá s vidinou rýchleho genetického pokroku, v tom období najmä vysokej produkcie mlieka, bez ohľadu na to, aký je ich pôvod. Niektoré populácie boli geneticky nadradené iným, mali lepšie predpoklady pre vysokú produkciu mlieka. O tie bol záujem a o iné, ako práve pinzgauský dobytok, sa záujem znižoval. Teraz si predstavme, že takto uvažovali všetci a chceli používať len niekoľko málo plemenníkov. Jednoducho v danom produkčnom systéme toto plemeno nebolo konkurencieschopné a šľachtenie a chov sa stal záležitosťou malého počtu fariem. Veď len keď vezmeme do úvahy, že kým v roku 1990 bolo na Slovensku evidovaných 100-tisíc kráv pinzgauského plemena, tak v roku 2000 ich bolo vrátane krížencov len 25-tisíc a odhadli sme trend znižovania veľkosti populácie o 11 percent ročne. V súčasnosti je možno 2 500 registrovaných kráv v kontrole úžitkovosti a spolu menej ako 10-tisíc jedincov tohto plemena (vrátane domáceho chovu pre samozásobenie). Vtedy sme začali riešiť potrebu zmeny šľachtenia smerom k udržateľnej produkcii, zmenu chovného cieľa a zohľadnenia komplexu iných vlastností popri produkcii mlieka, a to produkciu mäsa a fitnes, ale aj intenzitu rastu alebo profil bielkovín z hľadiska syriteľnosti, tak, aby bola zohľadnená jedinečnosť plemena. V tom období (platí to aj dnes) nebola podpora zo strany oficiálnych miest a ani spotrebiteľov, takže zámery ostali zväčša v podobe projektových dokumentov. Jedna vec sa nám však podarila - chovatelia venujú pozornosť rodokmeňovej štruktúre, čo sme potvrdili aj v našich posledných výskumoch a populácia pinzgauského dobytka, aj napriek malej početnosti a úzkej výberovej základni, nedosahuje kritické hodnoty intenzity príbuznosti. Do istej miery je to dané aj tým, že naša populácia je geneticky prepojená s rakúskou a realizuje sa dovoz plemenných zvierat. Na druhej strane sa nám podarilo potvrdiť, že tieto populácie hoci majú spoločný historický základ, sú kvôli rozdielnej stratégii zo strany chovateľov (zväzu) geneticky rozdielne. Na danom podklade sme vytvorili metodiku, založenú na analýze DNA, na rozlíšenie geneticky príbuzných populácií aplikovateľnú na modelových a nemodelových populáciách zvierat, ktorá bola úspešne akceptovaná na medzinárodnej úrovni.

"Vytvorili sme metodiku,

založenú na analýze DNA,

na rozlíšenie geneticky

príbuzných populácií

aplikovateľnú na modelových

a nemodelových populáciách zvierat."

Môžete bližšie vysvetliť pojem modelové a nemodelové druhy zvierat?

Uvediem to na pravú mieru. Sme pracovisko, ktorého hlavnou náplňou je genetika a šľachtenie hospodárskych zvierat chovaných na účely produkcie potravinových zdrojov živočíšneho pôvodu alebo práce. Pre nás je modelovým druhom hovädzí dobytok, ovce, kone, ale aj ošípané či kozy. Nemodelovými sú z tohto pohľadu domáce zvieratá (v našom prípade psy) alebo voľne žijúca zver (jelene, kamzíky). Keďže princípy dedičnosti genetickej informácie (z rodičov na potomkov) sú rovnaké, je možné aplikovať rovnaké predpoklady a takto pristupovať k živočíšnym druhom bez ohľadu na to, či sú vo voľnej prírode alebo chované v zajatí.

Prečo práve psy z domácich zvierat?

Som dlhoročný chovateľ psov, začínal som ešte ako chlapec v kynologickom krúžku s československým vlčiakom, potom som choval plemeno boxer. Dnes sú to poľovné psy – stavače. Je to moja záľuba a podarilo sa mi ju prepojiť s prácou. Veľmi rád spolupracujem s chovateľmi, najmä keď vidím ich záujem o radu a aj výsledok v prospech plemena a klubu. Aj preto som privolil na spoluprácu pri vzniku nového národného plemena Tatranský durič. Chovatelia na čele s prezidentom chovateľského klubu ma na začiatku oslovili svojou myšlienkou, záujmom o ochotou realizovať šľachtenie podľa dohodnutých zásad, ktoré, ako možno vidieť, prinášajú ovocie. Som im za túto možnosť vďačný, lebo v šľachtení hospodárskych zvierat takéto možnosti v súčasnosti nie sú. Samozrejme, práca na tvorbe plemena neskončila, pred klubom je ešte dlhá cesta smerom k medzinárodnému uznaniu, ale budeme im naďalej pomáhať. Veľmi pozitívne vnímam spoluprácu s chovateľmi Slovenského hrubosrstého stavača či Českého fúzača.

"Posledných desať rokov

realizujeme výskum

na úrovni jadrovej DNA.

V tejto oblasti sme jediným

pracoviskom na Slovensku

a máme dostatočné

množstvo referencií

a skúseností s analýzou

celogénomových dát."

Vráťme sa ešte k biodiverzite a genetickým zdrojom. Aké sú vaše aktivity v tejto oblasti?

Genetické zdroje sú také populácie zvierat, ktoré sú geneticky jedinečné, zjednodušene povedané, sú odlišné od iných populácií, a to nielen zovňajškom - farbou, dĺžkou srsti, veľkosťou, ale aj geneticky, svojou DNA. Posledných 10 rokov realizujeme výskum na úrovni jadrovej DNA. V tejto oblasti sme jediným pracoviskom na Slovensku a máme dostatočné množstvo referencií a skúseností s analýzou celogénomových dát. Biodiverzita (genetická rozmanitosť) je chápaná ako genetická informácia, ktorá sa dedí a veľmi zjednodušene zodpovedá za rozdiely medzi jedincami alebo skupinami jedincov. Z komplexného pohľadu zodpovedá za schopnosť zvierat prispôsobiť sa zmenám v prostredí, odolnosť voči nepriaznivým vplyvom a ochoreniam, schopnosť produkovať a rozmnožovať sa. So stratou biodiverzity dochádza k vyššej frekvencii prejavov geneticky podmienených porúch a ochorení, ktoré podmieňujú celkové fitnes populácie. Určite ste sa s tým stretli v prípade prešľachtených plemien psov - hluchota, slepota, kryptorchizmus a iné. Ale oslabenie fitnes sa prejavuje aj v zjemnení konštitúcie, či neschopnosti porodiť zdravé životaschopné šteňatá alebo potreba asistovaného pôrodu a mnohé ďalšie.

Prečo genetické zdroje treba chrániť?

Keď je v skupine zvierat malý počet zakladateľov a vysoký počet spoločných predkov, je vyššia pravdepodobnosť, že potomkovia budú geneticky podobní. Platí predsa, že polovica genetickej informácie pochádza od otca, druhá polovica od matky, a ak sú otec s matkou príbuznými (majú v rodokmeni spoločného predka) je vyššia pravdepodobnosť, že ich potomok zdedí zhodnú genetickú informáciu od oboch rodičov. V minulosti sa riziko straty biodiverzity hodnotilo práve na základe analýzy rodokmeňov. V súčasnosti zhromažďujeme údaje o genetickej informácii v podobe sekvencií DNA alebo v podobe genetických markerov.

"Vieme posúdiť

aké je riziko

ohrozenia populácie

či dokonca jej straty.

Na to sú jednoznačné

ukazovatele, ktoré platia

tak pre zvieratá vo voľnej prírode,

ako v zoo alebo na farme."

Správne som pochopila, že stav biodiverzity možno merať?

Presne tak. Pojem biodiverzita znie z médií v poslednom období na môj vkus až príliš často. Niekedy mám pocit, že je vnímaná v politickom kontexte alebo ako fráza. My však vieme skutočne úroveň biodiverzity merať. Vieme posúdiť aké je riziko ohrozenia populácie či dokonca jej straty. Na to sú jednoznačné ukazovatele, ktoré platia tak pre zvieratá vo voľnej prírode, ako v zoo alebo na farme.

Niekoľkokrát ste spomenuli voľne žijúcu zver. Môžete uviesť nejaký príklad?

Vždy sa zameriavame na genetické zdroje na Slovensku a naše výsledky majú vysoký potenciál aplikácie v našich podmienkach. Nedávno sme publikovali štúdiu, ktorou sme posudzovali aká je genetická podobnosť, alebo ak chcete, genetická vzdialenosť vlka dravého a československého vlčiaka. Poviete si, stará známa vec, československý vlčiak bol vyšľachtený z vlka a nemeckého ovčiaka, všetko je jasné. Ale nie je to tak. A navyše, aby sme naše predpoklady potvrdili, zaradili sme do štúdie aj ďalšie plemená psov: nemeckého ovčiaka, belgického ovčiaka (príbuzný k nemeckému ovčiakovi) a plemeno saarloos (odvodené od vlka a nemeckého ovčiaka v Holandsku). Jednoznačne vieme rozlíšiť vlka od psov a priradiť jedincov k jednotlivým skúmaným plemenám, dokonca sme v genóme jednotlivých populácií objavili signály v podobe vyšších frekvencií génov, ktoré súvisia s typickými vlastnosťami jednotlivých plemien. Aj československý vlčiak je samostatné ustálené plemeno, geneticky odlišné od vlka aj nemeckého ovčiaka. Dokonca jeho vlčí vzhľad a sfarbenie je definované geneticky odlišne ako u vlka. Jeho typické plemenné vlastnosti sú v DNA viditeľné v podobe tzv. „selekčných signálov“.

Ako získavate vzorky?

To je dobrá otázka. Veľa vzoriek biologického materiálu získavame od chovateľov na základe osobných kontaktov. Spolupracujeme so zväzmi a klubmi chovateľov, Národným žrebčínom či záujmovými združeniami a nadšencami. V prípade vlkov, kamzíkov či jeleňov, to logicky také jednoduché nie je. Hľadáme vo verejných depozitároch, žiadame o poskytnutie, zdieľame a zamieňame dáta. Dnes si neviem predstaviť výskum (tak, aby bol medzinárodne uznávaný) bez spolupráce zo zahraničnými partnermi. V prípade voľne žijúcej zveri sa u nás spoliehame najmä na ochotu pracovníkov OŽP, lesníkov či poľovníkov. V prípade jeleňov máme sústredený biologický materiál z rôznych kútov Európy a riešime problematiku genetických rozdielov medzi jednotlivými subpopuláciami a posledné práce s problematikou diverzity jeleňovitých v Európe pochádzajú z nášho pracoviska. V tejto oblasti spolupracujeme dokonca s kolegami z Nového Zélandu.

"V prípade kamzíkov

sa nám podarila

jedinečná vec

- identifikovali sme

novú genetickú rodinu,

ktorá sa okrem Západných

a Belianskych Tatier

nevyskytuje nikde inde."

Osobitne chcem spomenúť kolegov zo štátnej ochrany prírody TANAP-u, ktorí nám poskytli biologický materiál kamzíkov, ktorý zozbierali v Tatrách. V prípade kamzíkov sa nám podarila jedinečná vec - identifikovali sme novú genetickú rodinu, ktorá sa okrem Západných a Belianskych Tatier nevyskytuje nikde inde. Tým sme de facto potvrdili jedinečnosť tatranského kamzíka. Príznačne sme ju označili TatraX. Bez tejto spolupráce by to jednoducho nešlo.

Váš záber je veľmi široký, viackrát ste použili množné číslo. Kto je súčasťou vášho tímu?

Tento tím sa prirodzene vytvoril na Katedre genetiky a plemenárskej biológie Fakulty agrobiológie a potravinových zdrojov SPU v Nitre. Za prezentovanými výsledkami je práca mnohých ľudí. Mohol by som vymenovať všetkých súčasných a minulých kolegov vrátane doktorandov a diplomantov, bol by bol dlhý zoznam. Za všetkých uvediem prof. Ondreja Kadlečíka, prof. Annu Trakovickú, Ing. Ninu Moravčíkovu a doc. Radoslava Žideka. Súčasťou kolektívu sú aj kolegovia zo zahraničia.

Spomenuli ste kolegov v zahraničí, ako vnímate situáciu tam a u nás?

Odpoveď by som rozdelil do dvoch rovín: pedagogickej a vedeckej. V pedagogickej rovine nie je rozdiel medzi študentmi u nás a v zahraničí. Sú to mladí ľudia, ktorí sú o minimálne jednu generáciu mladší, ale rovnako v zahraničí, ako aj u nás, majú zvýšený prah motivácie. Nie sú leniví, ani menej múdri, skôr v zahraničí majú po presiahnutí pomysleného prahu viac súťaživosti a dravosti. Študenti, či už naši alebo zo zahraničia, majú vo väčšine prípadov tiež angličtinu ako cudzí jazyk a rozprávajú rovnako. Tá dravosť mi v našich podmienkach trocha chýba, pritom sa ich snažím motivovať. Majú neporovnateľne viac možností cestovať ako ich rodičia, netreba myslieť na jazykovú bariéru a ostýchať sa. Treba vycestovať, vidieť a zažiť. To je na nezaplatenie.

Čo sa týka tej druhej stránky, som vedec a súčasťou mojej práce je účasť na medzinárodných podujatiach a prezentácia výsledkov v zahraničí. Posledný rok a pol sme nemohli cestovať,  väčšina podujatí bola zrušená alebo sa konala v on-line priestore, ktorý neponúka toľko priestoru na interakciu. Prezentácia a konfrontácia na medzinárodnej úrovni je dôležitá, lebo jedine to nás posunie ďalej. Vnímam to tak, že je relatívne jednoduchšie vyprodukovať výsledky a napísať článok, ako postaviť sa pred stovku či viac ľudí, ktorí pracujú v tej istej oblasti a odprezentovať sa na živo, kde treba vedieť obhájiť vlastné výsledky a okamžite zodpovedať otázky. Z pohľadu prístupu k prostriedkom pre výskum, nie je možné povedať, že tam alebo tam je to lepšie a nie je to len orientáciou zo západu na východ. Skôr mi niektoré riešenia prídu viac a iné menej systémové. Medzinárodná spolupráca prináša benefity najmä v možnosti stretávať sa, vytvárať a prehlbovať pracovné, ale aj neformálne vzťahy, ktoré sa prejavia v podobe spoločných projektov a výskumu.

Prof. Ing. Radovan Kasarda, PhD., promoval na Slovenskej poľnohospodárskej univerzite v Nitre v roku 1997. Počas doktorandského štúdia pracoval na Nova Scotia Agricultural College v Truro, Kanada, VÚŽV Praha, ČR a univerzite vo Wageningene, Holandsko. Je zodpovedným riešiteľom a spoluriešiteľom vedeckovýskumných a vedecko-technických projektov doma i v zahraničí. Je tajomníkom odbornej komisie pre precízne farmárstvo a predsedom pracovnej komisie pre strednú a východnú Európu pri Európskej asociácii pre živočíšnu výrobu so sídlom v Ríme. Je vedeckým redaktorom vedeckého časopisu Acta Fytotechnica et Zootechnica. Je členom chovateľskej rady klubu chovateľov tatranských duričov a viceprezidentom slovenskej asociácie pre farmových chov jeleňovitých. V súčasnosti pôsobí v Ústave výživy a genomiky a vo funkcii prodekana pre zahraničné vzťahy a prax Fakulty agrobiológie a potravinových zdrojov SPU v Nitre.