Articles

Chromozom Y mizí – co se tedy stane s muži?

Chromozom Y je sice symbolem mužnosti, ale je stále jasnější, že není nijak silný a trvalý. Přestože je nositelem genu „hlavního vypínače“ SRY, který určuje, zda se embryo bude vyvíjet jako mužské (XY) nebo ženské (XX), obsahuje jen velmi málo dalších genů a je jediným chromozomem, který není pro život nezbytný. Ženy si koneckonců poradí i bez něj.

Chromozom Y navíc rychle degeneruje, takže ženy mají dva zcela normální chromozomy X, ale muži jeden X a jeden scvrklý Y. Pokud bude degenerace pokračovat stejným tempem, zbývá chromozomu Y pouhých 4,6 milionu let, než zcela zanikne. To se může zdát jako dlouhá doba, ale není tomu tak, když si uvědomíme, že život na Zemi existuje již 3,5 miliardy let.

Chromozom Y nebyl takový vždy. Pokud přetočíme hodiny do doby před 166 miliony let, k prvním savcům, byl příběh úplně jiný. Raný chromozom „proto-Y“ byl původně stejně velký jako chromozom X a obsahoval všechny stejné geny. Chromozomy Y však mají zásadní vadu. Na rozdíl od všech ostatních chromozomů, které máme v každé buňce ve dvou kopiích, jsou chromozomy Y vždy přítomny pouze v jediné kopii, předávané z otců na syny.

To znamená, že geny na chromozomu Y nemohou procházet genetickou rekombinací, „promícháním“ genů, ke kterému dochází v každé generaci a které pomáhá eliminovat škodlivé genové mutace. Zbaveny výhod rekombinace geny chromozomu Y časem degenerují a nakonec se z genomu ztratí.

Chromozom Y červeně, vedle mnohem většího chromozomu X. National Human Genome Research Institute

Nedávný výzkum přesto ukázal, že chromozom Y vyvinul docela přesvědčivé mechanismy, které „brzdí“ a zpomalují rychlost úbytku genů až k možnému zastavení.

Například nedávná dánská studie, publikovaná v časopise PLoS Genetics, sekvenovala části chromozomu Y od 62 různých mužů a zjistila, že je náchylný k rozsáhlým strukturálním přestavbám umožňujícím „genovou amplifikaci“ – získání více kopií genů, které podporují zdravou funkci spermií a zmírňují ztrátu genů.

Studie také ukázala, že se na chromozomu Y vyvinuly neobvyklé struktury zvané „palindromy“ (sekvence DNA, které se čtou stejně dopředu i dozadu – jako slovo „kajak“), které jej chrání před další degradací. V rámci palindromických sekvencí na chromozomu Y zaznamenali vysokou míru „genových konverzí“ – jde v podstatě o proces „kopírování a vkládání“, který umožňuje opravu poškozených genů s využitím nepoškozené záložní kopie jako předlohy.

Podíváme-li se na jiné druhy (chromozom Y existuje u savců a některých dalších druhů), stále více důkazů naznačuje, že amplifikace genů na chromozomu Y je obecným principem u všech druhů. Tyto amplifikované geny hrají rozhodující roli v produkci spermií a (přinejmenším u hlodavců) v regulaci poměru pohlaví potomků. Vědci, kteří nedávno psali v časopise Molecular Biology and Evolution, podávají důkaz, že toto zvýšení počtu kopií genů u myší je výsledkem přírodního výběru.

V otázce, zda chromozom Y skutečně zmizí, se vědecká komunita, podobně jako v současné době Velká Británie, v současnosti dělí na „zastánce“ a „zastánce“. Druhá skupina tvrdí, že její obranné mechanismy odvádějí skvělou práci a chromozom Y zachránily. Ale „leavers“ tvrdí, že jediné, co dělají, je, že umožňují chromozomu Y držet se zuby nehty, než nakonec spadne z útesu. Debata tedy pokračuje.

Krtci chromozom Y nemají. wikipedia

Přední zastánkyně argumentu opouštějících, Jenny Gravesová z La Trobe University v Austrálii, tvrdí, že při dlouhodobém pohledu jsou chromozomy Y nevyhnutelně odsouzeny k zániku – i když se občas drží o něco déle, než se očekávalo. Ve své práci z roku 2016 poukazuje na to, že japonské ostnaté krysy a krtci zcela ztratili své chromozomy Y – a tvrdí, že procesy ztráty nebo vytváření genů na chromozomu Y nevyhnutelně vedou k problémům s plodností. To zase může v konečném důsledku vést ke vzniku zcela nových druhů.

Zánik mužů?“

Jak tvrdíme v kapitole nové e-knihy, i když chromozom Y u lidí skutečně zmizí, nemusí to nutně znamenat, že samotní muži jsou na odchodu. Dokonce i u druhů, které skutečně chromozom Y zcela ztratily, jsou samci i samice stále nezbytní pro rozmnožování.

V těchto případech se gen SRY „master switch“, který určuje genetickou samčí příslušnost, přesunul na jiný chromozom, což znamená, že tyto druhy produkují samce, aniž by chromozom Y potřebovaly. Nicméně nový chromozom určující pohlaví – ten, na který se SRY přesune – by pak měl začít proces degenerace znovu kvůli stejnému nedostatku rekombinace, který odsoudil k zániku jejich předchozí chromozom Y.

U lidí je však zajímavé, že zatímco chromozom Y je potřebný pro normální lidskou reprodukci, mnoho genů, které nese, není potřeba, pokud se používají techniky asistované reprodukce. To znamená, že genetické inženýrství může být brzy schopno nahradit funkci genů chromozomu Y, což umožní stejnopohlavním ženským párům nebo neplodným mužům otěhotnět. I kdyby však bylo možné tímto způsobem otěhotnět pro každého, zdá se velmi nepravděpodobné, že by se plodní lidé prostě přestali rozmnožovat přirozenou cestou.

Přestože se jedná o zajímavou a vášnivě diskutovanou oblast genetického výzkumu, není třeba se znepokojovat. Dokonce ani nevíme, zda chromozom Y vůbec zmizí. A jak jsme ukázali, i kdyby k tomu došlo, budeme s největší pravděpodobností i nadále potřebovat muže, aby mohlo pokračovat normální rozmnožování.

Jistě, vyhlídka na systém typu „hospodářských zvířat“, kdy bude vybráno několik „šťastných“ mužů, kteří se stanou otci většiny našich dětí, rozhodně není na obzoru. V každém případě budou v příštích 4,6 milionech let mnohem naléhavější starosti.