Chromosom Y ulega degeneracji i powoli zaczyna znikać. Co to właściwie oznacza dla mężczyzn?

Chromosom Y bez wątpienia w jakiś sposób jest symbolem męskości. W końcu tutaj znajduje się gen SRY, który określa, czy zarodek rozwinie się jako mężczyzna (XY), czy kobieta (XX). Problem jednak w tym, że choć inicjuje płeć męską, chromosom Y zawiera niewiele innych genów i przy okazji nie jest niezbędny do życia. W końcu kobiety jakoś dają sobie radę.

Chromosom Y

Na tym nie koniec złych wiadomości, bo chromosom Y ulega szybkiej degeneracji. To sprawia, że samice mają dwa zupełnie normalne chromosomy X, a samce zwyczajny chromosom X i nieco poturbowany Y.

Jeśli poziom degeneracji utrzyma się, chromosom Y ma zaledwie 4,6 miliona lat zanim całkowicie zniknie. Wydaje ci się, że to bardzo długo? Warto dodać, że życie na Ziemi toczy się od 3,5 miliarda lat.

Coś poszło nie tak

Jednak chromosom Y nie zawsze był taki nieudolny. Jeśli cofniemy się 166 milionów lat wstecz, dla pierwszych ssaków wszystko wyglądało nieco inaczej. Wczesny chromosom „proto-Y” pierwotnie był tej samej wielkości co chromosom X i właściwie zawierał te same geny. Miał jednak zasadniczą wadę – występował tylko w jednym egzemplarzu w przeciwieństwie do pozostałych.

Oznacza to, że geny na chromosomie Y nie mogą ulegać rekombinacji, czyli „tasowaniu” genów w każdym pokoleniu, co pomaga wyeliminować szkodliwe mutacje. Bez takiej możliwości, geny na chromosomie Y w miarę czasu zaczęły ulegać degeneracji, by ostatecznie zupełnie zniknąć z genomu.

Dobra wiadomość

Dobra wiadomość jest taka, że ostatnie badania pokazały, jak chromosom Y opracował sprytne mechanizmy, by spowolnić tempo utraty genów, być może zupełnie je zatrzymać. Analiza przeprowadzona przez duński zespół badawczy obejmowała sekwencjonowanie fragmentów chromosomu Y 62 różnych mężczyzn.

Badanie pokazało, że istnieje pewna podatność na rearanżacje strukturalne umożliwiające nabycie wielu kopii genów, które wspierają zdrowe funkcje plemników i łagodzą degradację. Znaleziono także dość niezwykłe struktury zwane sekwencjami palindromowymi, które opracował chromosom Y.

Sekwencje palindromowe

Sekwencje palindromowe również chronią geny przed dalszą degradacją. Podczas badań, naukowcy zarejestrowali wysoki odsetek „konwersji genów” w obrębie sekwencji palindromowych na chromosomie Y.

Właściwie chodzi tu o proces kopiowania i „wklejania” genów, który umożliwia naprawienie tych uszkodzonych korzystając z nieuszkodzonej kopii jako szablonu.

Dobór naturalny

Dysponujemy wieloma dowodami, że amplifikacja genu chromosomu Y jest zasadą, a właśnie te geny odgrywają kluczową rolę w produkcji nasienia. Jak piszą naukowcy w czasopiśmie Molecular Biology and Evolution, wzrost liczby kopii genów jest wynikiem doboru naturalnego, przynajmniej u myszy.

W kwestii tego, czy chromosom Y rzeczywiście zniknie, społeczność naukowa jest bardzo podzielona. Niektórzy twierdzą, że tak, inni, że raczej nie. Ta ostatnia grupa uważa, że posiada mechanizmy ochronne, które go uratują. Debata jest jednak otwarta i trwa.

Długoterminowa perspektywa

Jenny Graves z La Trobe University w Australii uważa jednak, że mechanizm obronny to ostatnia deska ratunku dla chromosomu Y, która w końcu zawiedzie. Spoglądając z perspektywy długoterminowej jest skazany na zagładę.

Graves wskazuje gatunki, które całkowicie straciły chromosom Y. Argumentuje także, że procesy genów, które zostają utracone lub stworzone, nieuchronnie prowadzą do kłopotów z płodnością. To z kolei może doprowadzić do powstania zupełnie nowych gatunków.

Co z mężczyznami?

Zniknięcie chromosomu Y nie oznacza upadku mężczyzn. Nawet u gatunków, które już utraciły chromosomy Y, do rozmnażania nadal konieczna jest samica i samiec. W takich przypadkach gen SRY po prostu przeniósł się do innego chromosomu. Nowy chromosom, który będzie determinował płeć (ten, do którego przeniósł się gen SRY) również z czasem rozpocznie proces degeneracji z tego samego powodu, co chromosom Y – przez brak rekombinacji.

Dysponujemy również różnymi technikami inżynierii genetycznej, dzięki czemu wkrótce funkcje genu chromosomu Y mogą zostać zastąpione, jednak mało prawdopodobne, by ludzie przestali się rozmnażać w sposób naturalny. Choć temat rozpoczął gorącą dyskusję, póki co nie ma powodów do obaw, przynajmniej przez najbliższe 4,6 miliona lat.