Czy chromosom Y wymiera?

Płeć, jaką przypisuje się nam przy urodzeniu, zależy w dużej mierze od genetycznego rzutu monetą: X czy Y? Dwa chromosomy X i (prawie zawsze) pojawiają się jajniki. Chromosom X i chromosom Y? Jądra. Te pakiety materiału genetycznego różnią się nie tylko pod względem części ciała, które nam dają. Chromosom Y, posiadający 45 genów (w porównaniu z około 1000 genów na chromosomie X), jest maleńki. A badania sugerują, że skurczył się z czasem – propozycja, którą niektórzy z kolei interpretują jako zapowiedź upadku mężczyzn.

Czy zatem chromosom Y naprawdę wymiera? I co to może oznaczać dla mężczyzn?

Aby zacząć odpowiadać na te pytania, musimy cofnąć się w czasie. „Nasze chromosomy płciowe nie zawsze były chromosomami X i Y” – mówi Melissa Wilson, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Stanowego w Arizonie. „To, co decydowało o męskości lub kobiecości, nie było z nimi konkretnie powiązane”.

Related: Dlaczego mężczyźni mają sutki?

Gdy pierwsze ssaki ewoluowały między 100 a 200 milionów lat temu, nie miały w ogóle żadnych chromosomów płciowych. Zamiast tego, X i Y były jak każdy inny zestaw chromosomów – identycznej wielkości z odpowiednimi strukturami, powiedział Wilson.

Ważne jest, aby zauważyć, że zwierzęta nie potrzebują chromosomów płciowych. To było prawdą wtedy i nadal jest prawdą teraz, powiedziała Jennifer Graves, genetyk z La Trobe University w Melbourne, Australia. Wszystkie nasze chromosomy to koktajl genów związanych i niezwiązanych z płcią. Jedyną cechą szczególną chromosomu Y jest jeden gen, SRY, który działa jak włącznik i wyłącznik dla rozwoju jąder – dodaje Graves. W przypadku aligatorów i żółwi włącznik nie jest nawet konieczny – temperatura, w której rozwijają się embriony, determinuje ich płeć. Nasi przodkowie ssaków prawdopodobnie mieli tę samą cechę, pisze Graves w recenzji na ten temat z 2006 roku, opublikowanej w czasopiśmie „Cell”. Ale w pewnym momencie u jednego z tych przodków, na zwykłym, starym chromosomie, nie związanym z płcią, pojawił się gen z takim właśnie przełącznikiem. I to było to: nagle potrzebowałeś Y, aby rozwinąć męskie części rozrodcze.

Ale jak tylko chromosom Y istniał, był przygotowany do kurczenia się. Z czasem geny rozwijają mutacje, z których wiele jest szkodliwych, powiedział Wilson. Chromosomy mogą uniknąć przekazania tych mutacji, rekombinując ze sobą. Podczas mejozy, kiedy nasze ciała produkują plemniki i jaja, chromosomy ojcowskie i matczyne losowo mieszają i dopasowują swoje ramiona. Ten genetyczny taniec rozbija warianty genów – zarówno szkodliwe, jak i korzystne – i zwiększa prawdopodobieństwo, że tylko funkcjonalne kopie zostaną przekazane dalej. Wszystkie chromosomy tak robią: chromosom 1 od mamy zamienia się ramionami z chromosomem 1 od taty, i tak dalej. Chromosom Y nie ma jednak towarzysza do zamiany. Chociaż chromosomy X mogą się ze sobą rekombinować, chromosomy Y i X nie są na tyle podobne, by się rekombinować. A ponieważ rzadko masz dwa chromosomy Y w osobniku, Y nie może rekombinować z samym sobą.

„Jeśli wystąpi zła mutacja, zazwyczaj będziesz w stanie zamienić się ze swoim partnerem. Ale Y nie może tego zrobić” – powiedział Wilson. Tak więc chromosomy Y gromadziły szkodliwe mutacje; z czasem mutacje te były usuwane przez dobór naturalny, aż Y stawał się coraz mniejszy.

Badania Gravesa sugerują, że 166 milionów lat temu chromosom Y miał 1,669 genów – „tyle samo, co chromosom X” w tym czasie, powiedziała. „Więc nie trzeba wielkiego mózgu, aby zdać sobie sprawę, że jeśli tempo utraty jest jednolite – 10 genów na milion lat – a my mamy tylko 45 w lewo, cały Y zniknie w ciągu 4,5 miliona lat”.

Jednolite jest tu słowem kluczowym. Nowsze badania sugerują, że tempo degradacji z czasem uległo spowolnieniu. W badaniu z 2005 roku opublikowanym w czasopiśmie Nature, naukowcy porównali ludzki chromosom Y z chromosomem szympansa. Następnie w 2012 roku ten sam zespół badaczy przeprowadził sekwencjonowanie chromosomu Y małpy rhesus, ponownie publikując wyniki w Nature. Badacze odkryli, że ludzki chromosom Y stracił tylko jeden gen od czasu, gdy ludzie i małpy człekokształtne rozeszły się ewolucyjnie 25 milionów lat temu. Nie stracił on również żadnych genów od czasu, gdy 6 milionów lat temu wyodrębniły się szympansy. Wyniki te sugerują, że rozkład nie nastąpił w sposób liniowy, który Graves pierwotnie zasugerował, w którym 10 genów jest traconych na milion lat.

Powiązane: Dlaczego kobiety mają orgazmy?

RELATED MYSTERIES

Utrata chromosomu Y nie jest poza tabelą – zdarzyło się to innym gatunkom, wskazał Graves. Dwa gatunki podziemnych gryzoni zwanych nornicami kretowymi niezależnie straciły swoje chromosomy Y. Tak samo trzy zagrożone gatunki szczurów kolczastych żyjących na kilku małych wyspach w Japonii.

Ale jak pokazują te gatunki, utrata chromosomu Y nie przekreśla szans na przeżycie; zarówno szczury kolczaste, jak i nornice kretowe nadal mają samce i samice. „Ludzie myślą, że płeć jest czymś bardzo określonym,” powiedział Rasmus Nielsen, genetyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, „Że jeśli masz chromosom Y, to jesteś mężczyzną, albo nie masz chromosomu Y, to jesteś samicą. Ale to nie działa w ten sposób.”

W rzeczywistości 95% genów, które są wyrażane inaczej między mężczyznami i kobietami, faktycznie nie żyją na chromosomach X i Y, powiedział Wilson. Na przykład ESR1, gen, który koduje receptory estrogenowe, znajduje się na chromosomie 6. Receptory te są niezbędne dla kobiecego wzrostu i rozwoju seksualnego.

„Utrata chromosomu Y nie oznacza utraty mężczyzny”, dodał Nielsen. 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.

Recent news

{{ articleName }}

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *