Frekvenca X

Moški kromosom Y izginja, a brez skrbi!

Tudi v najslabšem scenariju človek zaradi degeneracije kromosoma Y ne bo izumrl

Genetika 16:9
foto: Micah Baldwin, Flickr

Osnovna biološka razlika med moškim in žensko je ta, da ima ženska v svojih celicah dve kopiji spolnega kromosoma X, moški pa ima v svojih celicah eno kopijo spolnega kromosoma X in eno kopijo spolnega kromosoma Y. Kromosom Y torej moškega naredi moškega, saj ima gene, ki so odgovorni za nastanek moškega telesa, med drugim testisov in spermijev.

Malce ironično pa je, da je moško telo na splošno močnejše in bolj “robato” od ženskega, kromosom Y pa je v resnici tretji najmanjši kromosom, obenem pa ima najmanjše število genov od vseh človeških kromosomov. V tem primeru bi torej lahko rekli, da drži rek, da velikost ni pomembna. Kar je zaskrbljujoče pri kromosomu Y, je to, da je bil pred nekako 300 milijoni let enako velik kot kromosom X, nato pa se je začel krčiti in izgubljati gene.

Po ocenah se je do danes skrčil na eno tretjino svoje začetne velikosti in izgubil okrog 95 % genov, tako da mu jih je ostalo samo od 50 do 70. Po prepričanju nekaterih genetikov se ta proces degeneracije nadaljuje in po nekaterih izračunih naj bi v naslednjih 10. milijonih let izgubil vse gene in s tem tudi svojo funkcijo (vlogo). Seveda so te raziskave sprožile polemični odziv med genetiki in strašljive naslovnice v medijih, ki so hitro začele razglašali konec moških.

Da je ponos moških še bolj prizadet, pa je eden glavnih raziskovalcev na tem področju in glavni zagovornik teorije degeneracije kromosoma Y – ženska. Prof. dr. Jennifer Graves z avstralske univerze La Trobe je namreč na podlagi svojih raziskav in ugotovitev, da se kromosom Y krči, postavila teorijo, da kromosom Y izumira, s tem pa, da so moški na poti izginotja. Seveda moški ob tej grožnji niso ostali tiho.

Leta 2012 je prišel protiudarec tej teoriji, zadal pa ga je moški genetik. Prof. dr. David Page z ameriškega Whitehead Institute for Biomedical Research je kromosom Y še enkrat vzel pod drobnogled in pri tem prišel do zaključka, da se je moški kromosom v milijonih let evolucije res zelo skrčil, vendar pa je obenem našel tudi iznajdljiv način, kako se obdržati pri življenju. Prof. Page je zmagoslavno oznanil, da se je propad kromosoma Y zaustavil in da se je stabiliziral, torej bo ostal z nami še veliko milijonov let.

Da bi bil razumeli razpravo, ki se je razvnela okrog usode kromosoma Y in razlog za njegovo krčenje, je treba poznati dva osnovna pojma v genetiki: pojav mutacij in rekombinacijo. Naš genski zapis, se pravi DNK v kromosomih, je namreč naravno nagnjen k mutacijam – naključnim napakam, ki se neizogibno pojavljajo ob – na primer – delitvi celic. Narava je izumila več načinov, kako se boriti proti kopičenju teh mutacij in s tem degeneraciji našega genskega zapisa.

Eden od zelo prebrisanih načinov je rekombinacija, ki je razlog, zakaj imamo ljudje v svojih celicah dve kopiji vsakega kromosoma. Dve kopiji imamo zato, ker lahko celica poškodovano kopijo enega kromosoma popravi tako, da jo v procesu rekombinacije prepozna in povrne v prvotno stanje s pomočjo nepoškodovane kopije istega kromosoma.

Ta mehanizem deluje sijajno, vendar pa pri kromosomu Y ne pride v poštev, saj ta v celici nima svoje kopije. In ker je kromosom Y tak samotar, se ne more obnavljati in popravljati s pomočjo rekombinacije, kar pomeni, da se je v dolgih milijonih let počasi krčil in izgubljal gene, v katerih so se nabrale usodne napake. Prof. Page verjame, da je odkril, kako se kromosom Y pred to degeneracijo brani. Po njegovih izsledkih naj bi kromosom Y po ostalih kromosomih vsadil nekakšne kopije svojih genov in te kopije uporablja za to, da se lahko popravlja.

Prav tako naj bi njegove raziskave kazale, da se je zmanjševanje kromosoma Y v zadnjih nekaj milijonih let zaustavilo in da je njegova velikost že nekaj časa enaka. Seveda pa te raziskave niso prepričale prof. Gravesove, ki ostaja neomajna pri svoji napovedi o koncu kromosoma Y. Seveda pa s tem ne misli tudi na konec človeštva. Po njenem bo evolucija ob propadu kromosoma Y iznašla nov način za določenje moškega spola, čeprav ostaja vprašanje, ali se bo pri tem razvila tudi nova vrsta moškega, odprto.

Kakorkoli že – na srečo so to problemi, s katerimi se bodo morali ukvarjati naši zanamci čez milijone let – če bo – ob trenutnem stanju sveta – človeštvo tedaj seveda sploh še obstajalo. Za zdaj pa se moški še nimajo česa bati in lahko trdno stojijo za tem, da velikost ni vedno pomembna.

Intervju: Profesor Darren Griffin raziskuje na Univerzi Kent v Angliji.

V minulih letih so nekatere raziskave nakazale, da se človeški kromosom Y degenerira. Zakaj se to dogaja in kako hiter je ta proces?

To se resnično dogaja. Znanstveniki razlagajo, da se je v milijardi in pol let kromosom Y pomanjšal z normalne velikosti do velikosti, ko ima le še dobrih 60 ali 70 genov. To je približno petina njegove prvotne velikosti. Teorij, zakaj se je to zgodilo, je veliko. Za vrsto je sicer prednost, če ohranja razmerje spolov ena proti ena. Dober način za ohranjanje tega je gen na enem izmed spolnih kromosomov. Pri sesalcih se gen, ki določa spol, imenuje SRY. Samci ga imajo, samice ne. Ko vrsta razvija ta gen, je dobro, da ne izmenjuje genskih rekombinacij. To je proces križanja genov. Ko pa število rekombinacij pade, se kromosom manjša in pri sesalcih je to primer kromosoma Y.

Kako verjetno je sklepati, da bo v prihodnjih nekaj tisočletjih kromosom Y izginil? Nekateri genetiki pravijo, da se bo to zgodilo, drugi pa se s tem ne strinjajo. Kdo ima prav?

Zanimivo, pred tremi leti sem vodil razpravo na to temo. Obe strani sta predstavili svoje argumente. Argument proti bi bil, da je bil kromosom Y vedno zelo učinkovit pri ohranjanju lastnega življenja. Članek v reviji Nature pred leti je predlagal, da je kromosom Y tako začel zavirati proces izginjanja in dosegel točko stabilnosti. Argumenti proti pa pravijo, da so nekatere vrste glodavcev – voluharji in podgane – že izgubile kromosom Y. Seveda govorimo o zelo dolgem obdobju nekaj milijonov let. Sam se težko odločim za eno ali drugo teorijo. Ko smo o tem povprašali približno 300 udeležencev konference, so se mnenja razdelila na pol.

Če bi se to zgodilo, kaj bi to pomenilo za moške oziroma za našo vrsto? Bi bil to konec moških in konec človeštva?

Ne, genetikom se zdi kar zabavno, da je tema pritegnila toliko zanimanja javnosti! Ne gre namreč za hitro spremembo, vsaj ne prej kot v obdobju deset milijonov let. Raje se ukvarjajmo s perečimi težavami. Tudi če bi se degeneracija nadaljevala – in kot kaže, se je to zgodilo pri nekaterih glodavcih – bi se področje, ki določa spol, preselilo in začel bi se nov cikel degeneracije in tudi ta bi trajal milijone let. Celo po najslabšem scenariju bi se zgodilo le, da bi nastala nova človeška vrsta brez kromosoma Y, a prepričan sem, da bi brez težav živeli skupaj.

Torej se raje posvetimo globalnemu segrevanju?

Da.

Ali je znan kakšen primer živalske vrste, v kateri se je zgodilo kaj podobnega?

Da, japonska podgana je zelo zanimiv primer. Živi na treh japonskih otokih. Na enem ima vrsta oba kromosoma oziroma kombinaciji XX, XY, povsem enako kot ljudje. Na drugem otoku je vrsta izgubila en kromosom Y, a samci in samice imajo še vedno kromosom X. Na tretjem otoku imajo samci in samice para XX, XX. Podobno je pri voluharici. Nekateri trdijo, da imajo glodavci sploh nenavadne kromosome, ki potrjujejo pravilo.

Ali lahko kaj naredimo, da zaustavimo degeneracijo kromosoma Y, ali pa smo pri tem povsem nemočni?

Povsem nesmiselno bi bilo. Bolje bi bilo, da denar za zdravstvo in raziskave namenite za odpravljanje bolj perečih težav. Živali določijo spol na različne načine. Pri nekaterih to določa en gen, pri nekaterih je odločilna temperatura, v kateri ležejo jajca. Kače imajo zelo poseben spolni kromosom – razlika, ki določa spol, je neznatna. Največja prednost vzdrževanja razmerja spolov »pol na pol« je, da tako ni konkurence znotraj istega spola. Na primer, če bi bilo pri ljudeh moških dvakrat več kot žensk, bi to povzročalo veliko konfliktov. Razmerje 50 proti 50 za večino vrst pomeni evolucijsko prednost. Nekatere vrste to razmerje ohranjajo z vedenjem, pri sesalcih pa je razmerje že zapisano v genih.