L’inbreeding : élever en utilisant la consanguinité

Avec notre première série d’articles sur le sens génétique de la consanguinité et le calcul du taux, nous avons disséqué le mécanisme « intime » de la consanguinité, mais nous ne savons pas vraiment quelles conséquences cela peut avoir sur nos rats et nos « lignées ». Nous avons appris à calculer un taux, mais nous n’avons pas vraiment de repères pour savoir ce qu’est un taux élevé, un taux bas. C’est un très vaste sujet en soi et mon objectif n’est pas du tout de le discuter en profondeur, vous trouverez sur internet des tas de documents qui font ça beaucoup mieux que moi, aussi je me contenterai de quelques remarques (très vulgarisées et qui feront peut-être sauter de leur chaise les biologistes parmi vous, mais dont je pense qu’elles permettent de se faire une intuition des choses).

Reproduction sexuée, hétérozygotie et homozygotie

On l’a vu avec nos petites pastilles, la consanguinité a principalement un effet : elle « fabrique » des homozygotes, et même plus, des super-homozygotes ayant des copies (allèles) strictement identiques (identiques par descendance) de certains gènes. Or, la reproduction sexuée est globalement une grande machine à produire des hétérozygotes : organismes diploïdes (nous possédons, comme de très nombreux êtres vivants dont nos ratoux, tous nos chromosomes en deux exemplaires), méiose, crossing-over, interdiction de l’autofécondation, pubertés décalées entre les mâles et les femelles d’une même portée… la nature s’arrange d’habitude pour que nous ayions le plus souvent possible deux copies différentes de chaque gène. On pourrait voir ça comme un mécanisme de « filet de sécurité » : de la même manière que nous avons deux reins au cas où l’un d’entre eux flancherait, nous avons deux copies de chaque gène au cas où l’un des deux aurait un bug et ne ferait pas son job. Attention, je ne dis pas que les homozygotes n’existent pas dans la nature. C’est tout l’enjeu de l’adaptation aux pressions de sélection, et si une version (un allèle) d’un gène donne un avantage évolutif, il y a des chances que sa fréquence augmente au fil du temps dans la population. Mais globalement, avec la consanguinité, nous forçons une homozygotie qui ne serait peut-être pas apparue toute seule, en substituant nos propres critères aux pressions de la sélection naturelle.

Un exemple tarte : le gène du gros costaud

Maintenant, prenons un exemple très grossier et très naïf, mais qui permettra de sentir les choses. Supposons qu’il existe un gène du costaud, qui possède deux allèles, un allèle dominant « plutôt costaud » que nous allons noter C et qui sera notre pastille vert foncé, et un allèle récessif « pas très costaud » que nous allons noter c et qui sera notre pastille vert clair. Notre rat M1 possède ces deux allèles, il est hétérozygote, de génotype Cc, et il est donc plutôt costaud.

m1

Si nous faisons une portée consanguine dont il est l’ancêtre commun, nous allons fabriquer quatre types de petits : des petits comme leur père, hétérozygotes plutôt costauds (Cc ou cC) ; des petits CC double costauds ; et des petits cc pas très costauds. Ici un exemple tiré de la portée père-fille de cet article :

m3consang

Dans d’autres cas, suivant le taux, d’autres allèles seraient possibles et les proportions seraient différentes, mais il se promènerait toujours, parmi toutes les possibilités, des ratons de ces trois types, CC double costauds, cc pas très costauds et Cc plutôt costauds.

Si nous parvenons à repérer les petits CC et à n’utiliser qu’eux dans la suite de la reproduction, c’est banco : nous avons fait disparaître l’allèle « pas trop costaud ». Dans tous les cas, l’allèle pas très costaud étant récessif, nous allons pouvoir exclure de la reproduction les petits cc (eux, ils se voient forcément, puisque l’allèle est récessif), et au pire, nous reproduirons des petits hétérozygotes Cc, qui ne sont ni pire ni mieux que leur papa. Ce processus de sélection devrait donc nous permettre d’améliorer la qualité génétique de nos rats. Notons, parce qu’il est toujours bon de s’en souvenir, qu’exclure de la reproduction n’implique pas de mettre à mort ; exclure de la reproduction étant le sens initial du mot culling, avant que d’aucuns y lisent qu’il fallait les mettre à la poubelle. On verra un tout petit peu plus bas pourquoi c’est important, et encore plus important quand on veut travailler avec la consanguinité.

Dit comme ça, la consanguinité semble un moyen fantastique de faire de la sélection : rendez-vous compte, avec une seule portée consanguine sur les gènes de M1, j’ai réussi à augmenter résolument la proportion de rats costauds dans ma lignée ! On signe où ? Il y a plusieurs détails qui malheureusement, font que tout ne fonctionne pas comme ça au pays magique de la consanguinité…

Un gène, ça va, 30 000, bonjour les dégâts

Le premier problème, c’est que M1 n’a pas qu’un seul gène : il en a entre 25 000 et 30 000. Or, tandis que nous essayons de sélectionner les homozygotes « plutôt costauds », ceux-là sont aussi homozygotes pour d’autres gènes (que nous voyons… ou pas), et d’autant plus de gènes que le taux de consanguinité est élevé.

Supposons que dans le lot, nous avons aussi le gène « dent facile », que nous allons noter D pour sa forme dominante (le rat garde ses dents dans sa bouche), et d pour sa forme récessive, qui a pour effet d’inciter le rat à envoyer ses dents sur vos doigts. Parmi mes homozygotes CC super costauds, il s’en trouve certains qui sont DD, certains qui sont Dd, et certains qui sont dd. Si j’arrive à sélectionner les CC DD, c’est double banco. Mais je n’aurai peut-être pas la chance d’en avoir : avec deux gènes, nous avons déjà seize génotypes possibles (CC DD, CC Dd, CC dD, CC dd, etc.) et nous n’avons en moyenne que douze ratons (il n’y a jamais assez de ratons). Et s’il y en a, je ne parviendrai peut-être pas à les identifier.

Au passage, je prends délibérément le risque de faire naître des rats mordeurs et/ou pas costauds qui n’existaient peut-être pas dans ma population de départ, ce qui peut soulever une question éthique. D’un autre côté, si ma méthode me donne de vraies chances de faire disparaître à jamais le gène pas costaud, on pourrait dire qu’on en aura sacrifié quelques uns pour un monde meilleur dans le futur. Peut-on faire naître des ratons mordeurs et chétifs en vue d’un plus grand bien ultérieur ? L’éthique, cette vaste question….

Et ça va se compliquer au fur et à mesure que je vais rajouter des gènes. Parmi mes 30 000 gènes candidats à l’homozygotie, il y a peut-être aussi le gène F dont la version récessive f est l’allèle « je vais prendre feu le jour de mon deuxième anniversaire ». Et celui-là, il ne se voit pas tout de suite ! D’où l’intérêt que l’ancêtre commun soit de préférence mort et enterré quand je réalise une portée qui « homozygotise » une partie de ses gènes.

Et plus le taux sera élevé, plus je risque de rendre homozygote des tas de gènes en même temps que ceux sur lesquels je me concentre. J’en prends un gros paquet d’un coup, et il y a hélas de fortes chances que je sois en train de traîner dans le sillage de mon gène costaud plein de saletés récessives dont j’aurai le plus grand mal à me débarrasser plus tard. C’est comme ça qu’on s’est retrouvés avec des bleus souffrant de problèmes de peau, des nues qui n’allaitaient pas, des satins cardiaques et des topazes atteints d’hypercalcémie. Ce n’est pas le fait d’avoir le poil bleu qui cause des problèmes de peau en soi : c’est sans doute que les premiers rats bleus, reproduits en consanguinité très étroite pour pérenniser cette nouvelle couleur, avaient aussi dans le package des gènes de fragilité de la peau, co-sélectionnés au passage.

Jamais assez de ratons (bis repetita)

Il y a un autre problème. Parmi mes choix possibles, il n’y aura peut-être que des rats CC dd et cc DD, et aucun CC DD, auquel cas je devrai choisir entre des costauds à la dent facile, et des pas costauds mais qui savent garder leurs dents dans leur bouche. Ce deuxième problème, il est dû à ce qu’on appelle en mathématiques la fluctuation d’échantillonnage. Si nous pouvions avoir des centaines de rats d’une même portée, nous aurions de bonne chance d’avoir toutes les combinaisons possibles : des CC DD, des Cc DD, des Cc Dd, etc. et donc de pouvoir choisir celui que nous voulons (à supposer que ces génotypes se traduisent automatiquement et sans univoque par des phénotypes). Mais nous n’en avons en général qu’une petite douzaine. D’où l’intérêt de garder en vie et suivre de près tous les petits nés, pour ne pas aggraver encore la perte d’informations et nos chances d’identifier les allèles qui se baladent dans la famille : douze c’est déjà pas beaucoup au regard des possibilités, alors si en plus on en perd de vue… Douze, c’est un très petit « échantillon » de tous les cas possibles. Un rat possède 21 paires de chromosomes. Si l’on néglige les phénomènes de crossing-over et de mutations spontanées, et en supposant qu’il ne possède pas de paire dans laquelle les chromosomes homologues seraient rigoureusement identiques, chaque rat peut produire 2 puissance 21 types de gamètes différents. Chaque couple de rats a donc, par combinaison de leurs gamètes possibles, 2 puissance 42 types de descendants différents, soit environ quatre mille milliards ! Tout cela nous laisse pas mal de risques de n’avoir aucun CC DD, qui sont précisément ceux qui nous intéressent. Pire : avec un fort taux de consanguinité, si nous n’avons vraiment pas de chance (et on sait déjà, en effet, que nous n’avons vraiment pas chance…), nous allons obtenir plein de petits cc dd, et perdre l’un ou l’autre (ou les deux) de nos bons allèles C et D. Plus le taux sera haut, et plus nos chances seront élevées d’avoir des cc dd et des CC DD, et de moins en moins de Cc et de Dd. À terme, on va donc faire disparaître certains allèles de la population et « fixer » les autres (ils seront présents chez tous les individus), c’est ce que les biologistes appellent la dérive génétique.

Des chances… et des risques

La consanguinité est donc un outil qui nous donne des chances de sélectionner les bons gènes et de faire disparaître les mauvais, mais aussi des risques de garder de mauvais gènes et faire disparaître les bons. C’est pourquoi il vaut mieux comprendre comment elle marche et prendre des précautions. Éviter de faire de la consanguinité sur le sang d’un rat jeune ou sans généalogie semble la première précaution à prendre : s’il porte le gène f (souvenez-vous, le gène de la combustion spontanée à 2 ans), il serait bon de le savoir avant de s’apprêter à faire naître par consanguinité des homozygotes ff.

Faire augmenter la consanguinité progressivement plutôt que tout d’un coup est une autre bonne idée : on augmente ainsi nos chances de pouvoir « tamiser » nos gènes à petit coup, sans sélectionner involontairement tout un tas de saletés au passage. Aller lentement et constamment est notre meilleure chance de travailler d’abord le costaud, puis la dent facile, en se prémunissant contre la combustion spontanée. D’ailleurs, il n’y a pas que moi pour le dire. Dans l’article A comparison of four systems of group mating for avoiding inbreeding de Nomura et Yonezawa, publié en 1996 dans la revue scientifique Génétique, Sélection, Evolution, et dont on reparlera plus tard si vous êtes toujours là, j’ai trouvé la réconfortante affirmation que voici :

The slower the progress of inbreeding, the greater the opportunity for the deleterious alleles to be eliminated.

que l’on peut traduire en français par :

Plus l’augmentation de la consanguinité est lente, et plus on a d’opportunités d’éliminer les allèles délétères.

et dont j’espère que vous pressentez désormais les fondements, à la lumière de tout ce que je vous ai raconté.

Et aussi tout un tas de choses contre lesquelles on ne peut rien…

Il existe évidemment un troisième problème : tout n’est pas génétique, et parmi ce qui est au moins partiellement génétique, nous ne saurons pas forcément identifier les individus qui ont les allèles plus favorables. Les caractères ne sont pas tous à déterminisme simple (une maladie peut être gouvernée par plusieurs gènes et non un seul, comme on le sait par exemple pour le mégacôlon). Certains allèles sont à « pénétrance incomplète » (ce qui veut dire grosso modo que certains rats de même génotype n’auront pas pour autant le même phénotype, car malgré la présence des allèles, certains s’exprimeront plus ou moins). Il y a des crossing-over, des mutations spontanées…

Mais ça, c’est vrai dans n’importe quelle stratégie d’élevage sélectif, ce n’est pas une spécificité de la consanguinité bien sûr. Il faut cependant le garder à l’esprit, car si on se met à exclure des reproducteurs pour cause de « il a eu tel problème de santé » qui est clairement environnemental, ça ne servira à rien. Mon avis est qu’il faut jouer sur tous les leviers à notre disposition, génétique comme environnemental, et supposer par prudence qu’un problème récurrent dans une famille peut avoir une cause au moins partiellement génétique en l’absence d’autre explication évidente. Au passage, je pense que la pratique systématique d’analyses anatomopathologiques, de sérologies, d’autopsies sur tous les cas douteux est également essentielle dans cette appréciation…

Cette parenthèse faite, revenons à ce qui est génétique : concrètement, quels sont les risques ? à quels taux ?

Consanguinité à long-terme et risques de santé

Quand on parle des « risques de la consanguinité », on pense souvent fragilité, malformations. Il n’y a rien d’automatique à cela : la consanguinité ne crée pas de malformations de novo, elle met au jour des allèles récessifs, bons ou mauvais.

Il y a cependant quelques effets rapportés de manière assez constante dans la littérature scientifique :

  • un impact sur la fertilité : la consanguinité tend à abaisser la fertilité et la fécondité des animaux, voire à produire des animaux stériles, et c’est pourquoi c’est un des points à surveiller si on décide de se lancer dans une stratégie d’élevage recourant régulièrement à la consanguinité, par exemple pour savoir quand faire une retrempe ;
  • une moindre résistance aux infections (perte d’immunocompétence par réduction de la « palette » d’antigènes contre lesquels l’organisme est capable de se défendre) qui implique de suivre aussi avec précision la manière dont votre lignée résiste aux infections au sein de leurs troupes respectives, en analysant chaque situation (rat qui s’en sort plus ou moins bien par rapport aux autres du même groupe au beau milieu d’une épidémie par exemple).

Pour le reste, c’est votre doigté et votre clairvoyance qui fera de la consanguinité une bonne ou une mauvaise chose. Conserver un maximum d’informations sur toute la lignée, faire des portées dont le ou les ancêtres communs sont déjà âgés ou décédés pour en savoir le plus possible sur les gènes que l’on va renforcer, augmenter lentement mais sûrement plutôt qu’avec des grands coups de 25 % semblent de bons ingrédients pour mener un travail méthodique.

Beaucoup, c’est combien ?

Pour finir, quelques repères chiffrés. Bien sûr, il faut à nouveau garder à l’esprit que le taux ne dit pas tout, qu’un taux en bloc sur un seul ancêtre commun n’est pas la même chose qu’un taux très composite où chaque ancêtre ne contribue que pour une petite partie à l’homozygotie finale. Par ailleurs le taux moyen dans la population n’est pas le taux de chaque individu qui la compose. Si le taux de consanguinité de la portée père-fille est de 25 %, chaque petit peut être homozygote pour 20 ou 30 % de ses gènes, et pas tous les mêmes d’un petit à l’autre !

On lit un peu de tout sur le sujet, c’est a priori dépendant des espèces, donc il n’est pas facile de mettre des repères stricts. Voici donc une petite synthèse personnelle et subjective de ce que j’ai pu glaner sur le sujet. Grosso modo, il semble admis que la consanguinité est quasi-négligeable en-dessous des 2 %. On qualifie de lignée (ou de race dans certaines espèces) des populations dont le taux serait compris entre 2 et 12 %, mais cette limite peut aller bien plus haut suivant les espèces et les races. Chez le chien ou le cheval, plusieurs sites web semblent considérer qu’il est dangereux de dépasser les 12 %, bien que j’aie pu voir des pedigrees de chevaux bien plus consanguins que cela. Chez le chat, on parle de rester sous les 20 %, mais certaines races ont probablement des taux plus élevés (abyssin, somali, singapura… on pourra par exemple consulter à ce sujet les statistiques très bien faites du Livre Officiel des Origines Félines, qui cependant suppose que les ancêtres sans parents connus ne sont ni consanguins ni apparentés, ce qui a tendance à sous-estimer, peut-être de beaucoup, le taux de consanguinité. Le taux de consanguinité moyen dans une race féline tourne autour des 3 %, mais il y a un nombre non négligeable d’individus avec des taux nettement plus élevés…).

La ligne rouge qui mettrait la population en réel danger (risque majeur d’infertilité, perte critique de la capacité d’adaptation) a l’air d’être placée autour des 60 %, mais on peut avoir des soucis bien avant. Ensuite, les populations qui y survivent peuvent grimper et crever les plafonds et devenir des souches pures, consanguines à 99 %. Le rat est réputé être une espèce résistant bien aux effets délétères de la consanguinité, et on trouve à l’étranger des lignées de rats chatouillant cette limite de 60 % sans problème (pas atteinte d’un coup avec les premiers rats venus, non plus : ces taux sont atteints après de nombreuses générations de sélection, en accumulant progressivement). Ce ne sont que des repères à la louche, sortis droits de Google, donc à prendre avec des pincettes. Surtout en se souvenant qu’il n’y a vraiment, vraiment pas que la taille  le taux qui compte.

Sélectionner et maîtriser sa consanguinité

Si vous choisissez la voie d’une consanguinité resserrée (mariage entre père et fille, entre frère et sœur), vous allez prendre de gros risques et approcher rapidement des plafonds : pour une série de mariages frère-sœur à la suite, 25 % dès le premier mariage (donc un paquet de gènes bons et moins sélectionnés en bloc), 37,5 % à la deuxième génération, 50 % à la troisième, et ça ne fait ensuite que grimper (le calcul exact est l’objet d’un article bonus réservé aux accros des maths). Ce n’est donc pas une stratégie qui vous permettra de faire une bonne sélection en sécurité et sur le long-terme. La tentation est alors d’alterner une portée très consanguine, un croisement pour faire tomber le taux à zéro, puis de nouveau une portée très consanguine… ces montagnes russes risquent de ne vous mener nulle part, car à chaque fois que vous rendez homozygote un bon gène, vous le re-diluez dans un outcrossing possiblement porteur d’incertitudes.

Il existe des stratégies cohérentes et méthodiques qui utilisent, à l’inverse, des portées (presque) systématiquement consanguines, mais très peu consanguines individuellement. Elles s’appuient sur des ancêtres communs éloignés (augmentant considérablement la sécurité de votre mariage) et surtout une constance de la méthode, qui va vous aider à progresser lentement mais sûrement, en gardant le taux de consanguinité dans les limites raisonnables que vous vous serez fixées, sans précipitation, en progressant à petits pas. C’est tout l’enjeu du linebreeding, l’élevage en lignées, qui vise à accumuler de la consanguinité par petites étapes successives de mariages entre parents éloignés, et dont je vous donnerai un exemple de méthode dans la prochaine série d’articles… si vous me faites l’amitié de continuer à me suivre !

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