Het geslacht dat ons bij onze geboorte wordt toegewezen, hangt grotendeels af van een genetische toss: X of Y? Twee X-chromosomen en je krijgt (bijna altijd) eierstokken. Een X en een Y-chromosoom? Testikels. Deze pakketjes genetisch materiaal verschillen niet alleen wat betreft de lichaamsdelen die ze ons geven. Met 45 genen (in vergelijking met zo’n 1000 op het X-chromosoom) is het Y-chromosoom niet veel. En uit onderzoek blijkt dat het in de loop der tijd is gekrompen – een stelling die door sommigen om beurten glunderend of juist vrolijk wordt opgevat als een voorspelling van de ondergang van mannen.
Dus is het Y-chromosoom echt aan het uitsterven? En wat zou dat voor mannen kunnen betekenen?
Om deze vragen te kunnen beantwoorden, moeten we terug in de tijd. “Onze geslachtschromosomen waren niet altijd X en Y,” zegt Melissa Wilson, een evolutiebiologe aan de Arizona State University. “Wat mannelijkheid of vrouwelijkheid bepaalde, was niet specifiek aan hen gekoppeld.”
Gerelateerd: Waarom hebben mannen tepels?
Toen de allereerste zoogdieren tussen de 100 en 200 miljoen jaar geleden ontstonden, hadden ze helemaal geen geslachtschromosomen. In plaats daarvan waren de X- en Y-chromosomen net als alle andere chromosomen – identiek in grootte en met overeenkomstige structuren, aldus Wilson.
Het is belangrijk om op te merken dat dieren geen geslachtschromosomen nodig hebben. Dat was toen zo, en dat is nu nog steeds zo, aldus Jennifer Graves, geneticus aan de La Trobe University in Melbourne, Australië. Al onze chromosomen zijn een cocktail van geslachtsgerelateerde en niet-geslachtsgerelateerde genen. De enige speciale eigenschap van het Y-chromosoom is één gen, SRY, dat fungeert als een aan-uit-schakelaar voor de ontwikkeling van testikels, voegde Graves eraan toe. In het geval van alligators en schildpadden is een aan/uit-schakelaar niet eens nodig – de temperatuur waarin de embryo’s zich ontwikkelen bepaalt hun geslacht. Onze voorouders van zoogdieren deelden waarschijnlijk deze eigenschap, schreef Graves in 2006 in een overzichtsartikel over dit onderwerp, gepubliceerd in het tijdschrift Cell. Maar op een bepaald moment ontwikkelde een gewoon, niet-sekse chromosoom in een van deze voorouders een gen met een dergelijke aan/uit-schakelaar. En dat was het: je had opeens een Y nodig om mannelijke voortplantingsorganen te ontwikkelen.
Maar zodra het Y-chromosoom bestond, werd het klaargestoomd om te krimpen. In de loop der tijd ontwikkelen genen mutaties, waarvan vele schadelijk zijn, zei Wilson. Chromosomen kunnen voorkomen dat ze deze mutaties doorgeven door met elkaar te recombineren. Tijdens de meiose, wanneer ons lichaam sperma en eicellen produceert, worden de armen van de vader- en moederchromosomen willekeurig gemengd en aan elkaar gekoppeld. Deze genetische dans breekt varianten van genen – zowel schadelijke als gunstige – en maakt het waarschijnlijker dat alleen functionele kopieën worden doorgegeven. Alle chromosomen doen dit: chromosoom 1 van moeder wisselt van arm met chromosoom 1 van vader, enzovoort. De Y heeft echter geen verwisselende metgezel. Hoewel X-chromosomen met elkaar kunnen recombineren, lijken Y-chromosomen en X-chromosomen niet genoeg op elkaar om te recombineren. En omdat je zelden twee Y-chromosomen in een individu hebt, kan Y niet met zichzelf recombineren.
“Als er een slechte mutatie optreedt, zou je normaal gesproken met je partner kunnen ruilen. Maar de Y kan dat niet,” zei Wilson. Dus stapelden de Y-chromosomen schadelijke mutaties op; na verloop van tijd werden die mutaties door natuurlijke selectie uitgewist, totdat de Y steeds kleiner werd.
Graves’ onderzoek suggereert dat 166 miljoen jaar geleden het Y-chromosoom 1.669 genen had – “hetzelfde als het X-chromosoom” in die tijd, zei ze. “Je hoeft dus geen groot brein te zijn om te beseffen dat als de snelheid van het verlies uniform is – 10 genen per miljoen jaar – en we er nog maar 45 over hebben, de hele Y over 4,5 miljoen jaar verdwenen zal zijn.”
Gelijkmatig is hier het sleutelwoord. Recenter onderzoek suggereert dat het tempo van de afbraak in de loop der tijd is vertraagd. In een studie uit 2005, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, vergeleken onderzoekers het menselijke Y-chromosoom met dat van een chimpansee. Vervolgens heeft hetzelfde team van onderzoekers in 2012 het Y-chromosoom van een resusaap gesequenced en de resultaten opnieuw in Nature gepubliceerd. De onderzoekers ontdekten dat het menselijke Y-chromosoom slechts één gen heeft verloren sinds de mens en de resusaap 25 miljoen jaar geleden evolutionair divergeerden. Het heeft geen genen verloren sinds de chimpansees 6 miljoen jaar geleden uit elkaar zijn gegaan. Deze resultaten suggereren dat het verval niet heeft plaatsgevonden op de lineaire manier die Graves oorspronkelijk suggereerde, waarbij 10 genen per miljoen jaar verloren gaan.
Gerelateerd: Waarom hebben vrouwen orgasmes?
Het verlies van het Y-chromosoom is niet van de baan – het is ook bij andere soorten gebeurd, aldus Graves. Twee soorten ondergrondse knaagdieren, molmuizen genaamd, hebben onafhankelijk van elkaar hun Y-chromosomen verloren. Dat geldt ook voor drie bedreigde soorten stekelratten die op verschillende kleine eilanden in Japan leven.
Maar zoals deze soorten laten zien, is het verlies van het Y-chromosoom niet de doodsteek voor overleving; zowel stekelratten als woelmuizen hebben nog steeds mannetjes en vrouwtjes. “Mensen denken dat geslacht iets heel bepaalds is,” zegt Rasmus Nielsen, een geneticus aan de Universiteit van Californië in Berkeley, “dat als je een Y-chromosoom hebt, je een man bent, of je hebt geen Y-chromosoom, dan ben je een vrouwtje. Maar zo werkt het niet.”
In feite ligt 95% van de genen die bij mannen en vrouwen verschillend tot expressie komen, niet op de X- en Y-chromosomen, aldus Wilson. ESR1 bijvoorbeeld, een gen dat codeert voor oestrogeenreceptoren, is te vinden op chromosoom 6. Deze receptoren zijn van vitaal belang voor de groei en seksuele ontwikkeling van vrouwen.
“Het verlies van het Y-chromosoom betekent niet het verlies van het mannelijke,” voegde Nielsen eraan toe. Instead, the loss of the Y chromosome would likely mean that another gene would take over the job as the main determinant of sex — the on-off switch, Graves said. “There are heaps of genes out there that will do a perfectly good job.”
But how likely is that to happen? “It’s possible,” Wilson said, “but not in our lifetime.”
Originally published on Live Science.