آیا با ناپدید شدن کروموزوم Y نسل بشر منقرض می‌شود؟

بررسی ها نشان می دهد کروموزوم Y انسان در حال انحطاط است و ممکن است تا چند میلیون سال آینده ناپدید شود.

به گزارش تکناک، این فرایند ممکن است منجر به انقراض ما شود مگر اینکه ژن جنسی جدیدی را تکامل دهیم.

خبر خوب این است که دو گونه از جوندگان قبلا کروموزوم Y خود را از دست داده اند و زندگی کرده اند تا بتوانند این داستان را تعریف کنند.

کروموزوم Y چگونه جنسیت انسان را تعیین می کند

در انسان، مانند پستانداران دیگر، ماده ها دارای دو کروموزوم X و نرها دارای یک X منفرد و یک کروموزوم کوچک کوچک به نام Y هستند. نام این کروموزوم ها هیچ ارتباطی با شکل آنها ندارند. X مخفف “ناشناخته” است.

X حاوی حدود 900 ژن است که انواع کارهای غیر مرتبط با جنسیت را انجام می دهد. اما Y حاوی تعداد کمی ژن (حدود 55) و تعداد زیادی DNA غیر کدکننده است.  DNA های ساده تکراری که به نظر نمی رسد کاری خاصی انجام دهد.اما کروموزوم Y به این دلیل که حاوی یک ژن حیاتی است که رشد مردانه را در جنین آغاز می کند، بسیار مهم به شمار می رود.

در حدود 12 هفته پس از لقاح، این ژن اصلی، ژن های دیگری را که رشد بیضه را تنظیم می کنند، روشن می کند. بیضه جنینی هورمون‌های مردانه (تستوسترون و مشتقات آن) را تولید می‌کند که باعث می‌شود کودک به عنوان پسر رشد کند.

این ژن اصلی جنسی که به‌عنوان SRY (ناحیه جنسی در Y) نامیده می شود در سال 1990 شناسایی شد. این ژن با راه‌اندازی یک مسیر ژنتیکی کار می‌کند که با ژنی به نام SOX9 که برای تعیین جنسیت نر در همه مهره‌داران کلیدی است شروع می‌شود، اگرچه روی کروموزوم‌های جنسی قرار ندارد.

ناپدید شدن کروموزوم Y

در اکثر پستانداران کروموزوم X و Y مشابه کروموزوم ما هستند. یک X با تعداد زیادی ژن و یک Y با SRY به اضافه چند ژن دیگر. این سیستم به دلیل دوز نابرابر ژن X در مردان و زنان با مشکلاتی همراه است.

چگونه چنین سیستم عجیب و غریبی تکامل یافت؟ یافته شگفت‌انگیز این است که پلاتیپوس یا نوک اردکی (پستاندار بومی استرالیا) کروموزوم‌های جنسی کاملاً متفاوتی دارد که بیشتر شبیه کروموزوم‌های پرندگان است.

در پلاتیپوس، جفت XY فقط یک کروموزوم معمولی با دو عضو مساوی است. این نشان می‌دهد که در پستانداران X و Y یک جفت کروموزوم معمولی در زمانی نه چندان گذشته بوده است.

به نوبه خود، این باید به این معنی باشد که کروموزومY  بین 55-900 ژن فعال را طی 166 میلیون سالی که انسان و پلاتیپوس به طور جداگانه در حال تکامل بوده اند، از دست داده است. این از دست دادن حدود پنج ژن در هر میلیون سال است. با این سرعت، 55 ژن آخر در 11 میلیون سال از بین خواهند رفت.

ادعای ما مبنی بر مرگ قریب الوقوع انسان Y خشم بسیاری را بر انگیخت، و تا به امروز فرضیه ها و ادعاهای متقابلی در مورد طول عمر مورد انتظار کروموزوم Y انسان ها وجود دارد. تخمین ها بین بی نهایت تا چند هزار سال است.

جوندگان بدون کروموزوم Y

خبر خوب این است که ما دو خانواده از جوندگان را می شناسیم که قبلا کروموزوم Y خود را از دست داده اند و هنوز زنده هستند.

اگرچه هنوز مشخص نیست که ول حفار ترکمنی (نوعی جونده)  چگونه جنسیت را بدون ژن SRY تعیین می‌کنند، تیمی به سرپرستی زیست‌شناس آساتو کورویوا از دانشگاه هوکایدو، مطالعات خود را بر روی موش‌های خاردار متشکل از سه گونه در جزایر مختلف ژاپن، که در معرض خطر انقراض داشتند امتحان کردند.

تیم کورویوا کشف کردند که بیشتر ژن‌های Y موش‌های خاردار به کروموزوم‌های دیگر منتقل شده‌اند. اما او هیچ نشانه ای از SRY یا ژنی که جایگزین آن می شود، پیدا نکرد.

اکنون بالاخره این تیم یک شناسایی موفق در PNAS منتشر کرده اند. این تیم توالی‌هایی را پیدا کردند که در ژنوم نرها وجود داشت اما در ماده‌ها نبود، سپس آن‌ها را اصلاح کردند و توالی ها را روی موش صحرایی به صورت انفرادی آزمایش کردند.

چیزی که آنها کشف کردند یک تفاوت کوچک در نزدیکی ژن جنسی کلیدی SOX9 در کروموزوم 3 موش خاردار بود. یک تکرار کوچک (تنها 17هزار جفت پایه از بیش از 3 میلیارد) در همه مردان وجود داشت و در هیچ ماده ای یافت نشد.

آنها پیشنهاد می کنند که این قطعه کوچک DNA تکراری حاوی سوئیچ است که معمولاً SOX9 را در پاسخ به SRY روشن می کند. هنگامی که آنها این تکرار را در موش ها صحرایی آزمایش کردند، متوجه شدند که فعالیت SOX9 را افزایش می دهد، بنابراین این تغییر می تواند به SOX9 اجازه دهد بدون SRY کار کند.

این نتایج چه معنایی برای آینده مردان دارد

ناپدید شدن قریب الوقوع تمام و کمال کروموزوم Y انسان، گمانه زنی هایی را در مورد آینده ما برانگیخته است.

برخی از مارمولک ها و مارها فقط گونه های ماده هستند و می توانند از طریق آنچه به عنوان بکر زایی شناخته می شود از ژن های خود تخم بسازند. اما این نمی تواند در انسان یا سایر پستانداران اتفاق بیفتد، زیرا ما حداقل 30 ژن حیاتی “چاپ شده” داریم که تنها در صورتی کار می کنند که از پدر از طریق اسپرم به دست آمده باشند.

برای تولید مثل، ما به اسپرم و مردان نیاز داریم، به این معنی که پایان کروموزوم Y می تواند انقراض نسل بشر را اعلام کند.

یافته جدید از یک احتمال جایگزین پشتیبانی می کند. اینکه انسان ها می توانند یک ژن جدید تعیین کننده جنسیت را تکامل دهند.

با این حال، تکامل یک ژن جدید تعیین کننده جنسیت با خطراتی همراه است. اگر بیش از یک سیستم جدید در نقاط مختلف جهان تکامل یابد چه؟

نبرد ژن‌های جنسی می‌تواند منجر به جدایی گونه‌های جدید شود، این دقیقاً همان چیزی است که در موش‌های صحرایی و موش‌های خاردار اتفاق افتاده است.

بنابراین، اگر کسی در 11 میلیون سال بعد از زمین بازدید کند، ممکن است هیچ انسانی مشاهده نکند یا چندین گونه مختلف انسانی که توسط سیستم‌های مختلف تعیین جنسیت از هم جدا شده‌اند، پیدا کند.