Y-хромозомата изчезва – какво ще стане с мъжете
Y-хромозомата може и да е символ на мъжествеността, но става все по-ясно, че тя не е никак силна и устойчива. Въпреки че носи гена SRY, който определя дали ембрионът ще се развие като мъжки (XY) или женски (XX), тя съдържа много малко други гени и е единствената хромозома, която не е необходима за живота. В края на краищата жените се справят и без нея…
Нещо повече, Y-хромозомата дегенерира бързо, оставяйки жените с две напълно нормални X-хромозоми, а мъжете – с една X и една изсъхнала Y. Ако темпото на тази дегенерация се запази, на Y-хромозомата й остават само 4,6 млн. години, преди да изчезне напълно. Това може да звучи като дълъг период, но не е така, ако се вземе предвид, че животът на Земята съществува от 3,5 милиарда години.
Но ситуацията с хромозомата не винаги е била такава. Ако върнем часовника назад до преди 166 млн. години, до първите бозайници, нещата са съвсем различни. Ранната „прото-Y“ хромозома първоначално е била със същия размер като Х и е съдържала същите гени. Тя обаче има един основен недостатък: за разлика от всички останали хромозоми, от които имаме по две копия във всяка наша клетка, Y винаги присъства само в едно копие, предавано от бащите на синовете им.
Това означава, че гените на Y-хромозомата не могат да се подлагат на генетична рекомбинация – своеобразно „разбъркване“, което се случва във всяко поколение и помага за премахване на вредните генни мутации. Лишени от предимствата на рекомбинацията, Y-хромозомните гени дегенерират с течение на времето и в крайна сметка се изгубват от генома…
Въпреки това последните изследвания показват, че Y е разработила някои доста убедителни механизми, които забавят темпото на загубата на гени чак до възможното ѝ пълно спиране.
Например в едно скорошно датско проучване, публикувано в PLoS Genetics, са секвенирани части от Y-хромозомата на 62 различни мъже и е установено, че тя е способна на мащабни структурни пренареждания, които позволяват „генна амплификация“ – придобиване на множество копия на гени, които подпомагат здравословното функциониране на сперматозоидите и смекчават загубата на гени.
Проучването показа също, че Y-хромозомата е развила необичайни структури, наречени „палиндроми“ (ДНК последователности, които се четат по един и същи начин както напред, така и назад – като думата „потоп“), които я предпазват от по-нататъшно разграждане. Регистрирана е висока честота на „събитията за преобразуване на гени“ в палиндромните последователности – което по същество е процес на копиране, който позволява повредените гени да бъдат поправени, като се използва тяхно неповредено резервно копие като шаблон.
Ако погледнем към други видове – Y-хромозоми има при бозайниците и някои други видове – все повече доказателства сочат, че усилването на гените в тези хромозоми е общ принцип при всичките им носители. И тези усилени гени играят решаваща роля в производството на сперматозоиди и (поне при гризачите) в регулирането на съотношението между половете на потомството. В скорошна статия в Molecular Biology and Evolution изследователи дават доказателства, че това увеличаване на броя на генните копия при мишките е резултат от естествения подбор.
По въпроса дали Y-хромозомата действително ще изчезне, научната общност е разделена на „напускащи“ и „оставащи“ (подобно на Великобритания доскоро…). Вторите твърдят, че нейните защитни механизми вършат чудесна работа и са успели да спасят Y хромозомата през годините. Но „напускащите“ твърдят, че работата на тези механизми е много компромисна и минимална, което позволява на Y-хромозомата да се задържи едвам-едвам, и в крайна сметка рано или късно ще изчезне. Следователно дебатът продължава.
Един от водещите поддръжници на аргумента за напускането, Джени Грейвс от университета Ла Троуб в Австралия, твърди, че ако се погледне в дългосрочна перспектива, Y-хромозомите неизбежно са обречени – дори ако понякога се задържат малко по-дълго от очакваното. В статия от 2016 г. тя посочва, че японските бодливи плъхове и къртиците са изгубили изцяло Y хромозомите си – и твърди, че процесите на загуба или създаване на гени в Y хромозомата неизбежно водят до проблеми с плодовитостта. Това от своя страна може да доведе до формирането на изцяло нови видове.
Вижда ли се залезът на мъжете?
Но дори ако Y-хромозомата при хората наистина изчезне, това не означава непременно, че самите мъже са на път да изчезнат; дори при видовете, които действително са я загубили напълно, мъжките и женските индивиди все още са необходими за размножаването.
В тези случаи генът SRY, който определя генетичната мъжка природа, се е преместил в друга хромозома, което означава, че тези видове произвеждат мъжки индивиди, без да се нуждаят от Y хромозома. Новата определяща пола хромозома обаче би трябвало след това да започне процеса на дегенерация отначало поради същата липса на рекомбинация, която обрече на гибел предишната им Y хромозома.
Интересното при хората обаче е, че макар Y да е необходима за нормалното човешко възпроизводство, много от гените, които тя носи, не са необходими, ако се използват техники за асистирана репродукция. Това означава, че генното инженерство скоро може да успее от своя страна да замени функцията на гените в хромозомата, което ще позволи на еднополовите женски двойки или на безплодните мъже да си имат детенце. Въпреки това, дори ако стане възможно всички да зачеват по този начин, изглежда, разбира се, малко вероятно плодовитите хора просто да спрат да се възпроизвеждат по естествен път.
Въпреки че това е интересна и горещо обсъждана област на генетичните изследвания, няма защо да се притесняваме – в момента дори не знаем дали хромозомата изобщо ще изчезне. А както казахме, дори това да се случи, обществото най-вероятно ще продължи да се нуждае от мъже, за да продължи традиционното размножаване.
Във всеки случай през следващите 4,6 млн. години ще има много по-належащи проблеми.
