Y hromozom se degeneriše: U potpunosti bi mogao da nestane za nekoliko miliona godina
Y hromozom, koji se smatra ključnim za određivanje pola kod muškaraca, polako se degeneriše, i prema nekim naučnim procjenama mogao bi u potpunosti da nestane za nekoliko miliona godina. Ovaj proces postavlja pitanje opstanka ljudske vrste, jer je Y hromozom od suštinskog značaja za muški pol.
Istraživanje iz 2022. godine ipak uliva nadu da bi ljudska vrsta mogla evoluirati novi polni gen, kao što su to već učinile dvije grane glodara, prenosi portal The Conversation.
Kako Y hromozom određuje pol
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. Inače, 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
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 primjer 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 procjene 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
Dobra vijest dolazi iz sveta glodara. Male voluharice iz istočne Evrope i bodljikavi pacovi iz Japana već su izgubili Y hromozom i gen SRY, ali su uspješno prežijveli. Kod ovih vrsta, X hromozom ostaje prisutan u jednoj ili dvije kopije kod oba pola, ali način na koji određuju pol bez SRY gena još uvijek 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 premješteni na druge hromozome, ali SRY gen nije pronađen, niti gen koji ga zamjenjuje. Međutim, 2022. godine tim je uspio 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.
Značaj za budućnost ljudske vrste
Predstojeći nestanak Y hromozoma, iako se čini dalekim sa evolucione tačke gledišta, otvara brojna pitanja o budućnosti ljudske vrste. Postoje primjeri 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.
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.