Il resoconto di una ricerca le cui basi genetiche affascineranno certamente sia i cinofili che i biologi. Ed è facile prevedere che un grande interesse si svilupperà altresì intorno al mondo degli appassionati dei cani da ferma.

I biologi, gli allevatori, i proprietari e i conduttori più esperti hanno dedicato decenni alla comprensione del comportamento dei loro cani. Le intuizioni duramente guadagnate, che fanno la differenza nell’allevamento e nella preparazione del cane, oggi permettono agli scienziati di comprendere meglio il comportamento canino.

“In primo luogo, le caratteristiche selezionate in allevamento (come il comportamento del cane da ferma) sono legate generalmente a ‘geni dominanti’. Questo accade perché la selezione artificiale agisce sulle differenze osservabili e queste tendono a derivare da importanti influenze geniche. In secondo luogo esistono approssimativamente 50 razze che possiedono un grado distinguibile di istinto alla ferma. Anche se tra loro presentano variazioni di intensità e qualità, ognuna di queste mette in evidenza una maggiore propensione alla ferma rispetto a tutte le altre.”

Una domanda chiave è, certamente, se le razze da ferma hanno ereditato geni identici da antenati comuni? “E’ possibile che l’istinto si sia evoluto indipendentemente molte volte e che i geni per la ferma siano unici per una data razza. Tuttavia, la spiegazione più probabile è che tale istinto abbia preso un singolo percorso evolutivo e che i geni in questione siano stati condivisi dalle razze attraverso una discendenza diretta. Questa è la tesi principale sulla quale si basa attualmente la ricerca, e può essere approfondita dalla moderna analisi del DNA.”

UN PO' DI STORIA

La storia dell’evoluzione naturale del cane è caratterizzata dall’innovazione biologica e  dalla comparsa apparentemente improvvisa di caratteri che sono stati osservati per secoli. Le strutture dei mantelli che hanno protetto i cani da caccia dai climi rigidi, i modelli funzionali che hanno permesso ai cani da pastore di condurre le greggi ed il recondito desiderio e la particolare determinazione del San Bernardo nel soccorso agli alpinisti, sono tutti esempi di ingegnosità naturale manifestata nelle razze canine. Queste caratteristiche sono state coltivate e mantenute dalla selezione artificiale. L’uomo ha favorito cani con determinate particolarità, fornendo così alla specie un vantaggio evolutivo e provocando una distribuzione genica sproporzionata nelle generazioni successive. Effettivamente, i cani moderni sono i discendenti di animali straordinari le cui genealogie sono rimaste intatte per secoli. Anche se queste linee di sangue erano già “nobili”, gli allevatori hanno lo stesso insistentemente cercato di migliorarle. In effetti, l’outcrossing permetteva di introdurre i geni desiderati ed i successivi linebreeding diluivano quelli indesiderati. Questo era il metodo più usato per rendere il cane maggiormente utile e per giustificare la costituzione di nuove razze.

I precursori delle razze appartenevano a varietà locali ed avevano acquisito un aspetto uniforme provocato dall’isolamento e dall’indirizzo genetico d’allevamento. L’uomo diede poi a questi gruppi uno scopo, introducendo geni prescelti per il miglioramento degli istinti: cani che presentavano un grande talento per la conduzione o la ricerca venivano reclutati per la riproduzione a lungo termine; questo al fine di produrre linee di sangue con la più alta percentuale di geni responsabili (portatori) di tali caratteri. In tale modo il contributo genetico di un singolo cane poteva alterare irrevocabilmente il corso evolutivo di un’intera popolazione. Attraverso la gestione degli accoppiamenti e delle nuove combinazioni genetiche, gli allevatori più abili potevano facilmente adattare i loro cani al clima, al terreno e alle mansioni richieste. Questo è stato il sistema di allevamento adottato per secoli e che ha riscontrato un successo incredibile. Ma oggi si può andare oltre.

La diffusione del comportamento tipico del cane da ferma dimostra come l’istinto ad una certa mansione è stato fissato intenzionalmente in diverse razze europee. Le storia suggerisce che i primi cani da ferma furono di origine Spagnola (Perdiguero Navarro). Questi primi esemplari possedevano probabilmente solo uno dei due geni del cane da ferma, dunque esibivano delle capacità non molto sviluppate. Ciò nonostante, tale comportamento iniziale era desiderabile quanto basta per essere selezionato e propagato nella progenie. Col diffondersi dell’espressione “attitudine comportamentale”, i cani che possedevano maggior talento diventarono più pregiati e richiesti degli altri. Gli allevatori delle terre più lontane (Gran Bretagna), non avrebbero rinunciato facilmente ai loro soggetti locali per sostituirli con quelli di importazione mediterranea, ma se ne sono vantaggiati acquisendo in modo selettivo alcuni dei loro geni. Un singolo outcross introduceva i geni dei cani da ferma, mentre la serie successiva di backcross richiamavano le virtù del tipo originale. In questo modo i cani d’oltremanica, che già possedevano eccellenti capacità di caccia ed una buona adattabilità alla geografia ed al clima dei territori, potevano acquisire una nuova caratteristica: la ferma.

Quando i geni utili a rinforzare questo comportamento divennero disponibili, esemplari portatori di tali geni vennero ancora una volta utilizzati per potenziare le linee di sangue attraverso le stesse tecniche di incrocio. La variazione di tale istinto, oggi osservabile tra le diverse razze, suggerisce un percorso storico nel quale i suddetti geni interessarono tutto il continente Europeo. I cani italiani e spagnoli, ad esempio, esibiscono un istinto alla ferma meno “intenso” rispetto ai Pointer ed i Setter Inglesi. I primi potrebbero effettivamente rappresentare l’istinto all’origine, mentre i secondi potrebbero esprimere tutto l’insieme dei geni intensificati nel tempo. La diversa intensità di istinto (tra le varie razze da ferma) è anche il simbolo del cambiamento storico nel paradigma dell’allevamento. Se oggi venissero utilizzate le stesse pratiche di selezione di un tempo, i geni d’intensificazione, manifestatesi successivamente all’evoluzione naturale dell’istinto, sarebbero ritornati alle razze mediterranee e tutte le razze da ferma odierne potrebbero presentare uguale istinto. Ma questo non si è verificò soprattutto per l’avvento dei Kennel Club che limitarono il flusso genetico.

LO SVILUPPO DELLE RAZZE MODERNE

La variabilità genetica che poteva essere utilizzata per migliorare le linee di sangue era illimitata (date le migliaia di anni di addomesticazione canina). Qualsiasi gene, indipendentemente dall’origine, era disponibile per raffinare la forma e migliorare la funzione. Intorno al 1800, i Kennel Club cambiarono profondamente quelli che erano gli obiettivi di partenza, dalla creazione di nuove razze al mantenimento di quelle già definite. Molte razze rischiarono di estinguersi durante gli anni della “Rivoluzione Industriale”, sia perché le loro attitudini non erano più necessarie, sia perché non potevano concorrere con quelle che possedevano le capacità richieste dal periodo. La nascita dei Kennel Club era rivolta, quindi, alla conservazione delle razze, soprattutto dove le funzionalità tipiche erano diminuite. Questo fu possibile attribuendo alle stesse nuovi parametri estetici e funzionali e sostituendo la capacità di prestazione con il livello di purezza. Anche se questo modus operandi fissò i geni “estetici”, destabilizzò quelli responsabili delle capacità attitudinali.

Durante lo scorso secolo, le differenti priorità degli allevatori suddivisero nettamente molte popolazioni di razze, provocando la divergenza tra le linee da esposizione e quelle da lavoro. Ciascuna di queste rappresentava una razza pura, ma per caratteristiche differenti tra loro. Ironicamente nessuna riflette, probabilmente, i cani esistiti 150 anni fa. Gli allevatori hanno applicato costantemente la pressione selettiva con la conseguenza che le genealogie hanno continuato ad evolversi. Questo ha provocato, in alcuni casi, la notevole difformità tra i cani da lavoro e quelli da bellezza all’interno della stessa razza. Tali differenze sono ereditabili e dunque mappabili geneticamente. Confrontando il DNA canino con quello di alcune sottopopolazioni distinte, è possibile rilevare i geni responsabili delle differenze ereditate, specialmente se queste sono influenzate da geni dominanti.

Durante la domesticazione, le caratteristiche selezionate dall’uomo erano legate a geni “dominanti”: l’uomo poté applicare la “pressione selettiva” solo su quelle caratteristiche ben distinguibili. Di conseguenza, si può affermare oggi che i geni dominanti vengono “catturati” dalla rete della selezione artificiale. Questo spiega chiaramente il contrasto tra la selezione artificiale e quella naturale, che può agire su differenze impercettibili durante i millenni e provocare un cambiamento evolutivo. I decenni di ricerca sui vegetali hanno confermato le aspettative riguardanti i geni che codificano (codificanti) le caratteristiche dominanti. La selezione attuata dall’uomo, durante i millenni, ha trasformato le piante selvatiche in raccolti utili: i geni che venivano selezionati miglioravano la produzione e facilitavano i raccolti attraverso sistemi talmente efficaci da giungere fino alla nostra epoca. Esperimenti recenti sulla mappatura genetica hanno mostrato che la maggior parte delle differenze tra le piante domestiche e le loro progenitrici selvatiche sono state influenzate da un numero ristretto di geni “dominanti”.

Si presume, quindi, che le caratteristiche desiderabili nell’allevamento canino siano similmente dovute a tali tipi di geni e le architetture genetiche relative alle caratteristiche estetiche (selezionate artificialmente) sono probabilmente legate a geni di facile controllo. Ma ciò si verifica anche per le caratteristiche comportamentali apparentemente complesse: la differenza tra un cane che punta con alta intensità e uno che non punta affatto coinvolge sicuramente i geni dominanti. Questi ultimi sono rilevabili attraverso le nuove tecnologie genetiche che forniscono una precisione senza precedenti.

MAPPATURA GENETICA DEI CANI DA FERMA

I progressi della genetica canina oggi permettono di identificare persino geni con effetti moderati (geni al limite del recessivo). Il codice genetico del cane è stato decifrato nel 2005 da un team della Mit/Harvard, fornendo ai genetisti le coordinate fisiche di ogni gene nel genoma canino. Le tecnologie del DNA ricombinante, in passato disponibili solo per gli studi su topi o esseri umani, adesso sono disponibili anche per la ricerca canina. Un nuovo “gene chip” per il cane, permette il sequenziamento di 100000 marker genetici da un semplice campione di sangue, potenziando la mappatura genetica di 100 volte. Gli strumenti di nuova generazione, per il sequenziamento del DNA, permettono di rilevare con esattezza singole variazioni tra milioni di lettere di codice. Nel loro insieme, tali progressi stanno rivoluzionando la genetica veterinaria e stanno accelerando la scoperta dei geni responsabili delle malattie. Le nuove tecnologie, inoltre, consentono di indagare su questi preziosi dati per portare alla luce i geni che sono stati condivisi attraverso comuni ascendenti per migliaia di anni durante l’evoluzione del cane. Questi sistemi avanzati di studio sono utilizzati attualmente nel progetto “Pointing” all’Università di Davis in California.

“La nostra ricerca – continua il Dott. Neff - implica numerosi esperimenti che hanno lo scopo particolare di identificare i geni maggiori che influenzano l’istinto alla ferma. Sono proprio le nuove tecnologie a rendere possibile tale progetto, ma il successo dipende da quali informazioni riusciremo a ricavare dai campioni di DNA in nostro possesso. Al momento, i campioni vengono prelevati da cani da ferma americani e da un solo allevamento italiano di Setter Inglese. Abbiamo poi classificato le razze in un modo che riflettano presumibilmente i gradi di ascendenza comune (parentela) dei geni condivisi. La prima classe raggruppa le razze nelle quali l’istinto alla ferma è stato fissato, cosicché tutti i cani lo possedessero in modo consistente. La seconda classe riguarda le razze che presentano variazioni di istinto; tra queste, solo i cani realmente migliori vengono scelti. La terza classe comprende quelle razze che possiedono una percentuale ancora più piccola di istinto alla ferma: solitamente si tratta di razze divenute popolari nei ring delle esposizioni e nelle quali solo alcune linee di sangue sembrano aver mantenuto i geni dell’istinto alla ferma.

Stiamo raccogliendo le informazioni che potrebbero aiutarci ad individuare tali linee di sangue. La ragione per la quale abbiamo coinvolto più razze nello studio, in opposizione al metodo classico (che prevede la focalizzazione su quelle più importanti), è piuttosto logica e favorisce l’efficacia dei confronti genetici. Immaginiamo, ad esempio, di avere a disposizione il genoma di 100 Setter Inglesi e che le sequenze del DNA fossero già allineate. Molte sequenze genetiche sarebbero identiche tra loro pur appartenendo a cani diversi. I geni maggiori e minori responsabili dell’istinto sarebbero uguali e, allo stesso modo, anche quelli relativi al tipo del Setter sarebbero gli stessi. Ulteriori geni potrebbero essere identici anche per i legami parentali tra i membri della razza.

Analizzare il DNA di una razza (o solo poche) non aiuterebbe ad individuare i geni legati all’istinto della ferma in uguali background genetici. Includere razze originarie da ceppi più distanti permetterà di ignorare i geni “inutili”, puntando la ricerca su quelli per noi importanti. Ovviamente, scegliere cani privi di istinto significherebbe escludere i geni ricercati. Dunque, saranno scelte quelle razze i cui campioni possono essere ottenuti da cani con reali capacità, senza tener conto della frequenza con la quale l’istinto si verifica nel pool genetico della razza. E’ inoltre previsto un esperimento su scala ridotta, che potrà rilevare le differenze genetiche tra le sub-popolazioni di una razza (linee di sangue da lavoro e da bellezza). Ci concentreremo ad analizzare un piccolo numero di razze che mostrano variazioni comportamentali consistenti tra i ceppi. L’obiettivo è identificare i geni che sono stati sottoposti a selezione differenziale rispetto all’istinto della ferma (alto nelle linee da lavoro, basso o non esistente in quelle da bellezza e probabilmente intermedio in quelle dove l’allevatore ha lavorato con giudizio).”

Le basi genetiche di tale ricerca affascineranno sia i cinofili che i biologi ed un grande interesse si svilupperà intorno al mondo degli appassionati ai cani da ferma. Qual’era il comportamento originario dei lupi, ereditato successivamente dai cani da ferma? Le esperienze neonatali o ambientali possono influenzare e rinforzare questo comportamento? E’ possibile prevedere in anticipo l’intensità di istinto alla ferma nei cuccioli? L’identificazione di uno o più geni relativi a questa particolare capacità, fornirà delle risposte attraverso affascinanti percorsi molecolari e fisiologici. Inoltre, questa ricerca potrà dare un valido contributo per l’individuazione di ulteriori caratteristiche del cane da prove di lavoro. Le differenze naturali tra cani che sviluppano attitudini alla caccia, alla ferma od alla cerca in modo variabile, saranno riconoscibili grazie alla mappatura genetica e queste scoperte saranno applicabili ai programmi d’allevamento. Potranno essere poi elaborati dei test del DNA capaci di predire le naturali singole doti: i cuccioli con un alto potenziale per l’addestrabilità e talento precoce per la ferma, potranno essere facilmente addestrati per concorrere ai campionati di lavoro con sicuri futuribili risultati. Potranno essere studiate, in termini genetici, altre variazioni collegate alle potenzialità della ferma. Le caratteristiche ereditabili per il portamento, il colore dei mantelli, focature, fiuto, resistenza, vigore, intelligenza, apprendimento e molte altre saranno presto identificabili e modulabili grazie alle nuove tecnologie di studio del DNA. Comprendere la genetica di queste caratteristiche aiuterà a capire meglio anche i meccanismi dell’istinto alla ferma e fornirà agli allevatori delle conoscenze genetiche che potranno essere di grande aiuto nelle strategie d’allevamento.

PERCHE' STUDIARE PROPRIO I CANI DA FERMA

Il National Institutes of Health ha dichiarato gli anni ’90 “la decade del cervello e del comportamento”. In questo periodo si sono verificati importanti passi avanti: i ricercatori hanno appreso molto riguardo i meccanismi biofisici della trasmissione sinaptica e sullo sviluppo dei segnali che guidano gli assoni neuronali verso destinazioni prestabilite nel sistema nervoso centrale. D’altro canto, il modo in cui i geni influenzano il comportamento non è stato ancora del tutto chiarito. Questo, in parte è dovuto al fatto che non esistono buoni modelli biologici per esplorare le funzioni interne della mente.

Gran parte della biologia nota deriva da studi svolti su alcune specie particolarmente adatte a far scaturire i fondamentali quesiti della biologia. Per esempio, si conosce il cancro perché si è studiato la semplice divisione cellulare del lievito (facilmente manipolabili in laboratorio); riusciamo a comprendere i difetti neonatali perché si sono studiati i processi di sviluppo, relativamente semplici, del moscerino della frutta. La scelta della giusta specie da analizzare è quindi fondamentale per scoprire le basi biologiche della vita, mentre l’assenza di un vero modello per la genetica comportamentale è stato il maggior ostacolo per la comprensione dei processi mentali e comportamentali. I biologi hanno inoltre capito che è essenziale studiare la normale biologia di un processo prima di comprendere come i relativi difetti conducano alla malattia. Tale prospettiva è molto importante per lo studio del comportamento. Quello che ostacola lo studio clinico della malattia è l’assenza di conoscenze di base riguardo i processi naturali che governano il cervello ed il comportamento. Il National Institutes of Health riconosce la necessità di modelli biologici per le variazioni del comportamento. I finanziamenti rivolti alle indagini sul naturale comportamento permetteranno di ricavare informazioni sulla biologia del cervello. I comportamenti degli uccelli canori, di quelli migratori e delle api, sono particolarmente promettenti: ognuno di questi esibisce affascinanti istinti naturali, affinati durante milioni di anni di evoluzione. Il cane da ferma, però, può davvero permettere di comprendere i meccanismi interni di una mente “sofisticata” attraverso lo studio di un grande bagaglio comportamentale estremamente adattabile. Conoscere le basi delle caratteristiche comportamentali selezionate nell’allevamento canino contribuirà a stabilire le regole generali secondo le quali i geni influenzano il comportamento.

Il prestigio dell’American Field è riconosciuto in tutto il mondo per avere ottimi cani da lavoro registrati nei suoi libri di allevamento. I membri dell’American Field sotengono la ricerca proposta in parecchi modi. Il più semplice è l’invio di campioni di sangue e pedigree di esemplari da valutare. Ottenere i campioni dai migliori cani è la cosa più importante per questa ricerca ed è assolutamente essenziale per un valido risultato sperimentale.

Ed ecco ancora, al riguardo, il pensiero del Dott. Mark Neff: “Oltre ai campioni di sangue, gli allevatori e gli handler (che posseggono grandi conoscenze del comportamento canino) potranno contribuire fornendo delle informazioni molto importanti per dare un senso a tutti quei geni che potrebbero essere mappati. Gli allevatori di spessore hanno sicuramente più esperienza rispetto ai biologi nel campo dell’addestramento, avendo già avuto a che fare con precedenti studi sul comportamento del cane. Aspetto con ansia di discutere questo affascinante tema e di lavorare insieme per identificare quei geni che sono stati, da sempre, gli obiettivi principali degli allevatori di cani da ferma.”

Fonte: Cani da Ferma & da Cerca, Settembre/Ottobre 2009 n°9