Da li je budućnost muškaraca ugrožena? Nestajanje Y hromozoma i evolucija novog polnog gena

Foto: Shutterstock / FOTOGRIN

Y hromozom, koji se smatra ključnim za određivanje pola kod muškaraca, polako se degeneriše, i prema nekim naučnim procenama mogao bi potpuno nestati za nekoliko miliona godina. Ovaj proces postavlja pitanje opstanka ljudske vrste, jer je Y hromozom od suštinskog značaja za muški pol.

Međutim, novo istraživanje iz 2022. godine donosi nadu da bi ljudska vrsta mogla evoluirati novi polni gen, kao što su to već učinile dve grane glodara, piše Dženi Grejvs, profesorka Univerziteta La Trob, za The Conversation.

Preporučujemo

Evolucija Y hromozoma i uloga u određivanju pola

Kod ljudi i drugih sisara, pol je određen prisustvom ili odsustvom Y hromozoma. Žene imaju dva X hromozoma, dok muškarci imaju jedan X i jedan Y hromozom. Interesantno je napomenuti da imena ovih hromozoma nemaju veze sa njihovim oblikom; X hromozom je tako nazvan jer je smatran nepoznatim.

X hromozom sadrži oko 900 gena koji obavljaju različite funkcije koje nisu direktno povezane sa polom, dok Y hromozom sadrži svega 55 gena, kao i mnogo ne-kodirajuće DNK koja izgleda nema specifičnu funkciju. Ipak, Y hromozom ima ključnu ulogu jer sadrži gen SRY (region koji određuje pol na Y hromozomu), koji pokreće razvoj muškog pola kod embriona.

Ovaj gen, identifikovan 1990. godine, aktivira genetski put koji započinje sa SOX9, genom ključnim za određivanje muškog pola kod svih kičmenjaka, iako se sam gen SOX9 ne nalazi na polnim hromozomima. Približno 12 nedelja nakon začeća, SRY gen aktivira razvoj testisa u embrionu, a testisi proizvode muške hormone poput testosterona, što osigurava da se embrion razvija kao muško.

Degeneracija Y hromozoma: Koliko je vremena preostalo?

Jedno od intrigantnih pitanja evolucione biologije jeste zašto i kako Y hromozom nestaje. Većina sisara ima X i Y hromozome slične ljudskim; X sa mnogo gena, i Y sa SRY i nekoliko drugih. Međutim, ova neravnoteža u broju gena između X i Y hromozoma uzrokuje brojne probleme.

Zanimljiv je primer australijskog kljunara, koji ima potpuno drugačije polne hromozome, slične onima kod ptica. Kod platipusa, XY par je običan hromozom sa dva jednaka člana, što sugeriše da su X i Y hromozomi kod sisara nekada bili običan par hromozoma. Ovo ukazuje na to da je Y hromozom izgubio oko 900 gena tokom 166 miliona godina koliko su ljudi i platipusi evoluirali od zajedničkog pretka.

Ako se ovaj trend nastavi, preostalih 55 gena moglo bi nestati za 11 miliona godina. Iako su naučne procene o životnom veku Y hromozoma različite – neke predviđaju njegov nestanak za nekoliko hiljada godina, dok druge tvrde da bi mogao trajati beskonačno – pitanje opstanka Y hromozoma ostaje ključno.

Glodari bez Y hromozoma: Kako su preživeli?

Dobra vest dolazi iz sveta glodara. Mole voluharice iz istočne Evrope i bodljikavi pacovi iz Japana već su izgubili Y hromozom i gen SRY, ali su uspešno preživeli. Kod ovih vrsta, X hromozom ostaje prisutan u jednoj ili dve kopije kod oba pola, ali način na koji određuju pol bez SRY gena još uvek nije potpuno jasan.

Tim biologa sa Univerziteta Hokaido, predvođen Asatom Kurovom, proučavao je bodljikave pacove, grupu od tri ugrožene vrste koje žive na različitim japanskim ostrvima. Istraživanje je pokazalo da su geni sa Y hromozoma ovih pacova premešteni na druge hromozome, ali SRY gen nije pronađen, niti gen koji ga zamenjuje.

Međutim, 2022. godine tim je uspeo da identifikuje malu duplikaciju DNK blizu ključnog gena SOX9 na trećem hromozomu pacova. Ova mala duplikacija, od svega 17.000 baza od ukupno 3 milijarde, prisutna je kod svih mužjaka, ali ne i kod ženki. Pretpostavlja se da ova duplikacija omogućava SOX9 da funkcioniše bez potrebe za SRY genom. Rezultati ovog istraživanja objavljeni su u časopisu PNAS.

Šta ovo znači za budućnost ljudske vrste?

Predstojeći nestanak Y hromozoma, iako se čini dalekim sa evolucione tačke gledišta, otvara brojna pitanja o budućnosti ljudske vrste. Postoje primeri životinja poput nekih guštera i zmija koje su se razvile kao vrste sa samo ženkama, sposobne da se razmnožavaju bez mužjaka putem partenogeneze. Međutim, kod sisara, uključujući ljude, ovakva reprodukcija nije moguća jer postoji najmanje 30 ključnih "utisnutih" gena koji funkcionišu samo ako potiču od oca putem sperme.

Bez Y hromozoma i sperme, reprodukcija kod ljudi postaje nemoguća, što bi moglo značiti izumiranje naše vrste. Ipak, otkriće o evoluciji novog gena za određivanje pola kod bodljikavih pacova pruža nadu da bi ljudska vrsta mogla slediti sličan put i evoluirati novi polni gen.

Međutim, evolucija novog gena nosi sa sobom određene rizike. Ako bi se više od jednog novog sistema za određivanje pola razvilo u različitim delovima sveta, moglo bi doći do genetskog "rata", koji bi doveo do stvaranja novih vrsta ljudi, slično onome što se dogodilo kod mole voluharica i bodljikavih pacova.

U dalekoj budućnosti, za 11 miliona godina, Zemlja bi mogla biti bez ljudi kakve poznajemo danas ili bi mogla biti dom nekoliko različitih ljudskih vrsta, odvojenih svojim jedinstvenim sistemima za određivanje pola.

(Telegraf Nauka / Science alert)