Spol ljudskih i beba drugih sisara određuje prisustvo muškog gena na Y hromozomu. Ali ljudski Y kromozom se degeneriše i može nestati za nekoliko miliona godina, što će dovesti do našeg izumiranja - osim ako ne razvijemo novi spolni gen.
Dobra vijest je, kako piše profesorica genetike Jenny Grawes na Univerzitetu La Trob, da su “dva ogranka glodara već izgubila svoj Y hromozom i žive kako bi ispričali svoju priču”. Studija iz 2022. objavljena u Zborniku radova Nacionalne akademije nauka pokazuje kako je tzv. bodljikavi pacov evoluirao novi gen koji određuje muški spol.
Kako hromozom Y određuje muški spol?
Kod ljudi, kao i kod drugih sisara, ženke imaju dva X hromozoma, a mužjaci jedan X i mali hromozom koji se zove Y. Imena nemaju nikakve veze sa njihovim oblikom; X je označavalo “nepoznato”, navodi profesorica.
Hromozom X sadrži oko 900 gena koji obavljaju različite funkcije koje nisu povezane sa polom. Ali, Y kromozom sadrži svega 55 gena, kao i mnogo ne-kodirajuće, ponavljajuće DNK. Ipak, Y hromozom jer sadrži gen SRY (faktor određivanja testisa poznat i kao region Y koji određuje spol), koji pokreće razvoj muškog spola kod embriona.
Približno 12 sedmica nakon začeća, ovaj SRY gen se prebacuje na druge koji regulišu razvoj testisa kod embrionu, koji proizvode muške hormone poput testosterona, što obezbjeđuje da se embrion razvija kao muško. Ovaj gen je identifikovan kao SRY 1990. Radi tako što aktivira genetski put koji započinje sa genom SOX9, ključnim za određivanje muškog pola kod svih kičmenjaka, iako se sam ne nalazi na spolnim hromozomima.
Nestajući Y
Većina sisara ima hromozom X i Y sličan našima – X sa mnogo gena, a Y sa SRY i nekoliko drugih. Ovaj sistem dolazi sa problemima zbog nejednake doze X gena kod muškaraca i žena.
Kako je evoluirao tako čudan sistem?
Iznenađujuće otkriće je da australijski kljunar ima potpuno različite spolne hromozome, više poput onih kod ptica. Kod kljunara, ili platipusa, XY par je samo običan hromozom, sa dva jednaka člana. Ovo sugeriše da su X i Y kod sisara ne tako davno bili običan par hromozoma. Zauzvrat, to mora da znači da je Y hromozom izgubio 900–55 aktivnih gena tokom 166 miliona godina koliko su ljudi i kljunari evoluirali odvojeno.
To je gubitak od oko pet gena na milion godina. Ovom brzinom, posljednjih 55 gena će nestati za 11 miliona godina.
"Naša tvrdnja o neminovnoj smrti ljudskog kromozoma Y podigla je prašinu, a do danas postoje i tvrdnje i protivtvrdnje o očekivanom životnom vijeku našeg Y hromozoma – procjene su između beskonačnosti i nekoliko hiljada godina", ukazuje grawes, saradnica prorektora na Univerzitetu La Trob.
Glodari bez hromozoma Y
Dobra vijest je da znamo za dva roda glodara koji su već izgubili svoj Y hromozom - i još uvijek opstaju. Vrsta voluharice iz Istočne Evrope
Ellobius talpinus i bodljikavi pacovi u Japanu mogu se pohvaliti nekim vrstama kod kojih su Y hromozom i SRY potpuno nestali. Hromozom X je ostao, u jednoj ili dvostrukoj dozi kod oba pola, navodi profesorica. Iako još nije jasno kako ove voluharice određuju spol bez gena SRY, tim na čelu sa biologom Asato Kuroivom sa Univerziteta Hokaido imao je više sreće sa bodljikavim pacovima – grupom od tri vrste na različitim japanskim ostrvima koje su sve ugrožene.
Kuroivin tim je otkrio da je većina gena na hromozomu Y bodljikavog pacova premještena na druge hromozome. Ali, ona nije našla nikakav znak SRY, niti gen koji ga zameknjuje. Tim je pronašao sekvence koje su bile u genomima mužjaka, ali ne i ženki, a potom je testirao sekvencu na svakom pojedinačnom pacovu. Ono što su otkrili je bila sićušna razlika blizu ključnog gena za pol SOX9, na hromozomu 3 bodljikavog pacova. Mala duplikacija – svega 17.000 baznih parova od više od tri milijarde – bila je prisutna kod svih mužjaka i nijedne ženke.
Oni sugerišu da ovaj mali dio duplicirane DNK sadrži prekidač koji obično aktivira SOX9 kao odgovor na SRY. Kada su uveli ovo dupliranje kod miševa, otkrili su da to povećava aktivnost SOX9, tako da bi promjena mogla da omogući SOX9 da radi bez SRY, piše Grejvs.
Šta to znači za budućnost muškaraca?
Evoluciono gledano, neizbježni nestanak ljudskog Y hromozoma izazvao je spekulacije o našoj budućnosti.
Neki gušteri i zmije su samo vrste ženki i mogu da prave jaja od sopstvenih gena putem onoga što je poznato kao partenogeneza. Ali, to ne može da se desi kod ljudi ili drugih sisara jer mi imamo najmanje 30 ključnih “utisnutih” gena koji rade samo ako potiču od oca putem sperme. Da bismo se razmnožavali, potrebni su nam sperma i muškarci, što znači da bi kraj hromozoma Y mogao da najavi izumiranje ljudske rase, navodi Grawes.
Novo otkriće podržava alternativnu mogućnost da ljudi mogu da razviju novi gen koji određuje spol. Međutim, evolucija novog gena koji određuje spol dolazi sa rizicima. Šta ako, pita profesorica, više od jednog novog sistema evoluira u različitim dijelovima svijeta?
“Rat” gena za spol mogao bi da dovede do odvajanja novih vrsta, što se upravo dogodilo sa vrstom voluharica i bodljikavim pacovima.
Dakle, ako bi neko posjetio Zemlju za 11 miliona godina, možda ne bi našao nijednog čovjeka – ili nekoliko različitih ljudskih vrsta odvojenih njihovim različitim sistemima za određivanje spola, zaključila je profesorica.
