Y kromosom Y je lahko simbol moškosti, vendar postaja vse bolj jasno, da je vse prej kot močan in trajen. Čeprav nosi gen "glavno stikalo", SRY, ki določa, ali se bo zarodek razvil kot moški (XY) ali samica (XX), vsebuje zelo malo drugih genov in je edini kromosom, ki ni potreben za življenje. Ženske navsezadnje brez vsakega dobro uspejo.
Še več, kromosom Y se hitro razkraja, pri čemer so puščali samice z dvema povsem normalnima X kromosomoma X, samci pa z X in skrhanim Y. Če se ista stopnja degeneracije nadaljuje, ima Y kromosom le še 4, 6 milijona let, preden popolnoma izgine . To se morda sliši že dolgo, vendar ni, če upoštevate, da na Zemlji živi življenje že 3, 5 milijarde let.
Y kromosom ni bil vedno tak. Če smo uro previli nazaj na 166m let, do prvih sesalcev, je bila zgodba povsem drugačna. Zgodnji kromosom "proto-Y" je bil prvotno iste velikosti kot kromosom X in je vseboval enake gene. Vendar imajo Y kromosomi temeljno napako. Za razliko od vseh drugih kromosomov, ki jih imamo v vsaki od svojih celic po dve kopiji, so Y kromosomi vedno prisotni le kot ena kopija, ki so jih prenašali od očetov do njihovih sinov.
To pomeni, da geni na Y kromosomu ne morejo biti podvrženi genetski rekombinaciji, "premešanju" genov, ki se pojavi pri vsaki generaciji, kar pomaga odstraniti škodljive genske mutacije. Ker so kromosomski geni Y odvzeti prednosti rekombinacije, se sčasoma degenerirajo in se na koncu izgubijo iz genoma.
Kromosom Y v rdeči barvi, poleg veliko večjega X kromosoma (Nacionalni inštitut za človeški genom) Kljub temu so nedavne raziskave pokazale, da je kromosom Y razvil nekaj precej prepričljivih mehanizmov za "zaviranje", s čimer je upočasnil hitrost izgube genov.
Na primer, nedavna danska študija, objavljena v PLoS Genetics, je sekvencirane dele kromosoma Y opravila pri 62 različnih moških in ugotovila, da je nagnjena k obsežnim strukturnim preureditvam, ki omogočajo "razširitev genov" - pridobitev več kopij genov, ki spodbujajo zdravo delovanje sperme in ublažitev izgube genov.
Študija je tudi pokazala, da je Y kromosom razvil nenavadne strukture, imenovane "palindromi" (DNK zaporedja, ki se glasijo enako kot nazaj - kot beseda "kajak"), ki jo ščitijo pred nadaljnjo razgradnjo. Zabeležili so visoko stopnjo "dogodkov pretvorbe genov" znotraj palindromskih zaporedij na Y kromosomu - to je v bistvu postopek "kopiraj in prilepi", ki omogoča popravljanje poškodovanih genov s pomočjo nepoškodovane varnostne kopije kot predloge.
Če pogledamo druge vrste (Y kromosomi obstajajo pri sesalcih in nekatere druge vrste), vse več dokazov kaže na to, da je amplifikacija genov Y-kromosomov splošno načelo. Ti ojačani geni igrajo kritično vlogo pri proizvodnji sperme in (vsaj pri glodalcih) pri uravnavanju spolnega razmerja med potomci. Pred kratkim pišejo v oddaji Molecular Biology and Evolution, raziskovalci dokazujejo, da je povečanje števila kopij genov pri miših posledica naravne selekcije.
Na vprašanje, ali bo kromosom Y dejansko izginil, je znanstvena skupnost, tako kot trenutno Velika Britanija, trenutno razdeljena na »zapustnike« in »ostanke«. Slednja skupina trdi, da njeni obrambni mehanizmi odlično delujejo in so rešili kromosom Y. Toda levičarji pravijo, da vse, kar počnejo, omogočajo, da se Y kromosom oprijema nohtov, preden na koncu pade s pečine. Razprava se torej nadaljuje.
Mole voluharji nimajo Y kromosomov. (Wikipedija) Jenny Graves z univerze La Trobe v Avstraliji, vodilna zagovornica dopusta, trdi, da so Y kromosomi, če dolgoročno gledate, neizogibno obsojeni - četudi se včasih zadržijo nekoliko dlje, kot so pričakovali. V prispevku za leto 2016 poudarja, da so japonske bodičaste podgane in molove voluharice v celoti izgubile Y kromosome - in trdi, da procesi izgube ali ustvarjanja genov na kromosomu Y neizogibno vodijo v težave s plodnostjo. To pa lahko na koncu spodbudi tvorbo povsem novih vrst.
Pogin moških? Ne
Kot trdimo v poglavju nove e-knjige, tudi če kromosom Y pri ljudeh izgine, to ne pomeni nujno, da so samci sami na poti. Tudi pri vrstah, ki so v celoti izgubile Y kromosome, sta za razmnoževanje še vedno potrebna samca in samica.
V teh primerih se je gen "master switch" SRY, ki določa genetsko moškost, premaknil na drugačen kromosom, kar pomeni, da te vrste proizvajajo samce, ne da bi potrebovali kromosom Y. Vendar bi novi kromosom, ki določa spol, - tisti, na katerega se SRJ premakne - moral začeti postopek degeneracije znova zaradi istega pomanjkanja rekombinacije, ki je obsojal njihov prejšnji kromosom Y.
Pri ljudeh pa je zanimivo to, da čeprav je kromosom Y potreben za normalno razmnoževanje človeka, mnogi geni, ki jih nosi, niso potrebni, če uporabljate tehnike podprtega razmnoževanja. To pomeni, da bo genskemu inženiringu kmalu uspelo nadomestiti gensko funkcijo kromosoma Y, kar bo omogočilo istospolnim ženskim parom ali neplodnim moškim. Kljub temu pa se zdi, da bi se rodovitni ljudje naravnost nehali razmnoževati, četudi bi lahko na vsak način zanosili na tak način.
Čeprav je to zanimivo in vroče razpravljeno področje genetskih raziskav, je malo skrbi. Sploh ne vemo, ali bo Y kromosom sploh izginil. In kot smo pokazali, tudi če bomo, bomo moški še naprej potrebovali moške, da se lahko normalno razmnoževanje nadaljuje.
V resnici možnosti za sistem vrste "domače živali", v katerem je za očeta izbranih nekaj "srečnih" samcev, večina naših otrok zagotovo ni na obzorju. Vsekakor bo v naslednjih 4, 6 milijona let veliko več skrbi.
Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru.
Darren Griffin, profesor genetike, Univerza v Kentu
Peter Ellis, predavatelj molekularne biologije in reprodukcije, Univerza v Kentu
