Клетки, хромосомы, гены. Тело животного состоит из клеток, число которых у собаки составляет примерно сто триллионов. Большинство клеток состоит их двух основных частей – ядра и цитоплазмы. Цитоплазма включает в себя различные органоиды, осуществляющие жизненно важные функции клетки и всего организма. Ядро несет генетический материал, необходимый для воспроизводства вида. В нем находятся хромосомы – нитевидные тела, представленные в клетках тела (соматических клетках) парами, а в половых клетках (гаметах) – по одной из каждой пары.

Для каждого вида животных, также как и растений, характерно определенное число и форма хромосом. У собаки это число составляет 78. Каждая хромосома содержит длинную двойную спиральную структуру – молекулу ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), в которой заложена наследственная информация в виде отдельных генов. Каждая хромосома несет сотни и даже тысячи генов.

Гены, как и хромосомы, существуют парами, имеющими одинаковое месторасположение. Парные гены носят название аллелей. Гены, отвечающие за один признак, располагаются рядом на одном участке ДНК и носят название локуса, например, локус окраса и т.д.

Генетическая закладка признаков в организме называется генотипом, внешнее ее проявление – фенотипом.

Генетический материал, заключенный в хромосомах, находится в идеально упорядоченном состоянии, что очень важно для нормального развития и функционирования всех органов тела. Любые нарушения в этом порядке, называемые  мутацией, влекут за собой изменения в наследственности, и даже гибель организма. Большинство генных мутаций вредно для организма.

В литературе приводятся примеры о вредных и даже летальных генах у собак. Вредными называются гены, вызывающие различные генетические аномалии, совместимые с жизнью организма. Летальными – гены, вызывающие гибель плода во время беременности или вскоре после рождения. Предполагается, что в среднем у каждого животного имеется 6-8 летальных генов и несколько сотен вредных. Но, поскольку большинство из них находятся в рецессивном (скрытом) состоянии, внешне они проявляются редко, только в том случае, когда спариваются две особи, имеющие в рецессивном состоянии одинаковые вредные или летальные гены. Но, к счастью, это происходит сравнительно редко, в одном случае из тысячи. Причиной этого может быть инбридинг, линейное разведение или просто случайность.

Доминантность и рецессивность. Для описания этого типа неаддитивного действия генов, воспользуемся, как примером, признаком длинношерстности у немецкой овчарки, который является нежелательным в этой породе. Символом L обозначим ген, контролирующий нормальную длину шерсти, а символом  l – ген, обуславливающий наличие длинношерстности.

Когда у особи имеются два гена в одной аллели, действующие на признак одинаково, особь называется гомозиготной по данному признаку (LL – гомозиготная с нормальной шерстью или ll – гомозиготная длинношерстная). При наличии двух генов в одной аллели, действующих на признак по-разному, особь называется гетерозиготной по данному признаку (Ll – гетерозиготная немецкая овчарка с внешне нормальной шерстью, но имеющая в рецессивном состоянии скрытый ген длинношерстности).

При спаривании двух гомозиготных особей разного генотипа – немецкой овчарки, несущей только гены LL (с нормальной длиной шерсти), и немецкой овчарки с генотипом ll (длинношерстной), щенки получают ген L от одного из родителей и ген l от другого:

LL+ ll = Ll + Ll + Ll + Ll

В этом случае говорят, что ген, отвечающий за нормальную длину шерсти (L) является доминантным по отношению к гену, обуславливающему длинношерстность (l). Доминантный ген всегда обозначается большой буквой, а рецессивный по отношению к нему ген – маленькой буквой. Все щенки, полученные от спаривания гомозиготной немецкой овчарки с генотипом LL и гомозиготной с генотипом ll, будут иметь внешне нормальную шерсть, несмотря на то, что все они будут нести в своем генотипе скрытый ген l,т.е. будут гетерозиготны по признаку длинношерстности.

Эти результаты наглядно иллюстрируют действие 1-го закона Менделя – закона единообразия гибридов первого поколения, названного по имени чешского монаха Грегора Менделя, открывшего в середине XIX века закономерности простейшей формы взаимодействия генов, производя опыты на садовом горохе.

Способность гена L блокировать и подавлять проявление гена l, называется доминированием. В таком случае, ген, обуславливающий длинношерстность, будет рецессивным по отношению к гену, обуславливающему нормальную длину шерсти.

При скрещивании между собой гомозиготных особей потомство будет нести только признаки родителей:

LL + LL = LL + LL + LL + LL

ll + ll = ll + ll + ll + ll

То есть, от двух гомозиготных собак с нормальной длиной шерсти (не имеющих гена длинношерстности) или от двух гомозиготных длинношерстных, мы получим только им подобных.

При скрещивании двух гетерозиготных особей, наблюдаем следующее расщепление признаков:

Ll + Ll = LL + Ll + Ll + ll

В этом случае вероятность получения им подобных гетерозигот (Ll) будет равна приблизительно 50%, часть же щенков будет доминантными гомозиготами с нормальной длинной шерсти (LL), часть – рецессивными гомозиготами, т.е. длинношерстными (ll). Эти три генотипа возникают в соотношении 1:2:1, которое называется генотипическим. Распределение фенотипов в потомстве называется фенотипическим соотношением и составляет приблизительно 3:1, т.е. генотипы LL и  Ll будут иметь одинаковый фенотип.

Этот пример иллюстрирует действие 2-го закона Менделя – закона расщепления.

Гомозиготные по генотипу особи имеют одинаковые аллельные гены в одном локусе, например LL или ll. У потомков первого поколения при полном доминировании проявляется только аллель L. Однако, во втором поколении проявляются оба аллеля в чистом виде, без каких либо изменений своих качеств. Рецессивные гены могут находиться в неизменном состоянии под прикрытием доминантных бесконечно долго. Например, в популяции чепрачных немецких овчарок основная масса гомозиготна по этому окрасу, а гетерозиготы (чепрачные собаки с геном черного окраса) встречаются крайне редко. Шансы на их спаривание между собой невелики, однако, если такое происходит, то может родиться черный щенок, ничем не отличающийся от тех, которые рождаются от черных родителей.

Мендель сформулировал закон независимого наследования неаллельных генов или 3-й закон Менделя, состоящее в том, что у гетерозиготной особи наследственные задатки (гены) не перемешиваются друг с другом, а передаются в неизменном виде.

Однако из любого правила существуют исключения, и доминирование признаков далеко не всегда бывает полным, как в менделевских опытах на горохе. Известны и другие варианты как, например, промежуточное наследование или неполное доминирование признаков. К примеру, при вязке собаки со стоячими ушами с собакой, имеющей висячие уши, рождается потомство с полустоячими ушами.

Теоретические знания основ генетики необходимы для разведения собак, но всегда следует помнить о множестве факторов, вмешивающихся в теорию. Прежде всего, о том, что большинство генетических законов действует на статистическом уровне, и в отдельных конкретных случаях вполне могут нарушаться. Причин этому много – и влияние мутации при оплодотворении яйцеклеток, и гибель части эмбрионов на ранней стадии развития, и неполное доминирование, возникающее под влиянием некоторых генов-супрессоров. Например, в том же случае наследования длинной шерсти соотношение количества щенков с нормальной длинной шерсти и длинношерстных, рожденных в одном помете от гетерозиготных родителей, согласно статистики, составляет 3:1, тогда как в каждом конкретном случае это соотношение колеблется в довольно широких пределах. Бесспорно только одно – если родился в помете хотя бы один длинношерстный щенок, следовательно оба родителя являются гетерозиготными по данному признаку и имеют в рецессивном (скрытом) состоянии ген длинношерстности (l).

Признаки, которыми обладают все живые организмы, принято делить на две категории: качественные и количественные. Качественными называются признаки, имеющие четко различимые формы, как, например, окрас, генетические аномалии, передаваемые отдельными генами. На фенотипическое проявление качественных признаков условия среды влияют мало. Количественные признаки проявляют, в основном, непрерывную изменчивость и могут быть измерены. Это – рост, вес, плодовитость, особенности нервной системы. Они в большей степени зависят от условий среды.

Большинство признаков у собак имеет полигенное наследование, поэтому очень трудно бывает сделать подбор, результат которого можно получить в чистом виде. А с другой стороны, исключительно редко на практике приходится анализировать признаки, определяемые одной парой генов. При возрастании количества пар генов, возрастает и количество возможных комбинаций.

Весьма обобщенно можно распределить отдельные, наиболее изученные признаки у немецкой овчарки, на доминантные и рецессивные:

При скрещивании собак с одинаковыми рецессивными признаками, которые всегда являются гомозиготными, все потомство будет иметь этот признак в фенотипе.

При скрещивании же собак с одинаковыми доминантными признаками, которые чаще бывают гетерозиготными, чем гомозиготными, всегда имеется вероятность того, что на фенотип потомков будет оказано влияние рецессивного гена.