Het Y-chromosoom mag dan een symbool van mannelijkheid zijn, maar het wordt steeds duidelijker dat het allesbehalve sterk en duurzaam is, volgens professor Darren Griffin en dr. Peter Ellis.

Het Y-chromosoom mag dan een symbool van mannelijkheid zijn, maar het wordt steeds duidelijker dat het allesbehalve sterk en duurzaam is. Hoewel het het “hoofdschakelaar”-gen, SRY, draagt, dat bepaalt of een embryo zich als man (XY) of vrouw (XX) zal ontwikkelen, bevat het zeer weinig andere genen en is het het enige chromosoom dat niet noodzakelijk is voor het leven. Vrouwen redden zich immers prima zonder één.

Wat meer is, het Y-chromosoom is snel gedegenereerd, waardoor vrouwen twee perfect normale X-chromosomen hebben, maar mannen met een X en een verschrompelde Y. Als de degeneratie in hetzelfde tempo doorgaat, heeft het Y-chromosoom nog maar 4,6 miljoen jaar te gaan voordat het volledig verdwijnt. Dat klinkt misschien als een lange tijd, maar dat is het niet als je bedenkt dat er al 3,5 miljard jaar leven op aarde is.

Het Y-chromosoom is niet altijd zo geweest. Als we de klok terugspoelen naar 166 miljoen jaar geleden, naar de allereerste zoogdieren, was het verhaal heel anders. Het vroege “proto-Y” chromosoom was oorspronkelijk even groot als het X-chromosoom en bevatte alle dezelfde genen. Y-chromosomen hebben echter een fundamentele tekortkoming. In tegenstelling tot alle andere chromosomen, waarvan we in elk van onze cellen twee exemplaren hebben, zijn Y-chromosomen slechts als één exemplaar aanwezig, doorgegeven van vaders op hun zonen.

Dit betekent dat genen op het Y-chromosoom geen genetische recombinatie kunnen ondergaan, het “schudden” van genen dat in elke generatie plaatsvindt en dat helpt om schadelijke genmutaties te elimineren. Zonder de voordelen van recombinatie degenereren de genen op het Y-chromosoom na verloop van tijd en gaan ze uiteindelijk uit het genoom verloren.

Desondanks heeft recent onderzoek aangetoond dat het Y-chromosoom een aantal behoorlijk overtuigende mechanismen heeft ontwikkeld om “op de rem te trappen”, waardoor het tempo waarin genen verloren gaan, wordt vertraagd tot een mogelijke stilstand.

Een recent Deens onderzoek, gepubliceerd in PLoS Genetics, bijvoorbeeld, sequentieerde delen van het Y-chromosoom van 62 verschillende mannen en ontdekte dat het vatbaar is voor grootschalige structurele herschikkingen die “genversterking” mogelijk maken – de verwerving van meerdere kopieën van genen die een gezonde spermafunctie bevorderen en het genverlies beperken.

De studie toonde ook aan dat het Y-chromosoom ongebruikelijke structuren heeft ontwikkeld die “palindromen” worden genoemd (DNA-sequenties die voorwaarts hetzelfde lezen als achterwaarts – zoals het woord “kajak”), die het beschermen tegen verdere afbraak. Zij registreerden een hoog percentage van “genconversie gebeurtenissen” binnen de palindromische sequenties op het Y-chromosoom – dit is in feite een “kopiëren en plakken” proces dat het mogelijk maakt beschadigde genen te repareren met behulp van een onbeschadigde reservekopie als sjabloon.

Kijkend naar andere soorten (Y-chromosomen komen voor bij zoogdieren en enkele andere soorten), wijst een groeiende hoeveelheid bewijsmateriaal erop dat Y-chromosoom genversterking een algemeen principe is over de hele linie. Deze versterkte genen spelen een cruciale rol bij de productie van sperma en (althans bij knaagdieren) bij het regelen van de geslachtsverhouding van het nageslacht. In een recent artikel in Molecular Biology and Evolution tonen onderzoekers aan dat deze toename van het aantal genkopieën bij muizen het resultaat is van natuurlijke selectie.

Over de vraag of het Y-chromosoom daadwerkelijk zal verdwijnen, is de wetenschappelijke gemeenschap, net als het Verenigd Koninkrijk op dit moment, verdeeld in de “leavers” en de “remainers”. De laatste groep beweert dat haar verdedigingsmechanismen uitstekend werk leveren en het Y-chromosoom hebben gered. Maar de “leavers” zeggen dat het enige wat zij doen is het Y-chromosoom aan zijn vingernagels vastklampen om uiteindelijk van de klif te vallen. Het debat gaat dus door.

Een vooraanstaande voorstander van het verlofargument, Jenny Graves van de La Trobe University in Australië, beweert dat, als je een langetermijnperspectief hanteert, de Y-chromosomen onvermijdelijk ten dode zijn opgeschreven – zelfs als ze het soms wat langer volhouden dan verwacht. In een paper uit 2016 wijst ze erop dat Japanse stekelratten en molmuizen hun Y-chromosomen volledig zijn kwijtgeraakt – en stelt dat de processen waarbij genen verloren gaan of ontstaan op het Y-chromosoom onvermijdelijk leiden tot vruchtbaarheidsproblemen. Dit kan uiteindelijk weer leiden tot de vorming van geheel nieuwe soorten.

De ondergang van mannen?

Zoals wij in een hoofdstuk in een nieuw e-book betogen, betekent het niet noodzakelijkerwijs dat mannen zelf op hun retour zijn, zelfs als het Y-chromosoom bij de mens verdwijnt. Zelfs in de soorten die daadwerkelijk hun Y-chromosomen volledig hebben verloren, zijn mannetjes en vrouwtjes nog steeds beide nodig voor de voortplanting.

In deze gevallen is het SRY “master switch” gen, dat genetische mannelijkheid bepaalt, verplaatst naar een ander chromosoom, wat betekent dat deze soorten mannetjes produceren zonder dat ze een Y-chromosoom nodig hebben. Het nieuwe geslachtsbepalende chromosoom – het chromosoom waar SRY naartoe verhuist – zou dan echter het degeneratieproces helemaal opnieuw moeten beginnen als gevolg van hetzelfde gebrek aan recombinatie dat hun vorige Y-chromosoom de das omdeed.

Het interessante van de mens is echter dat, hoewel het Y-chromosoom nodig is voor normale menselijke voortplanting, veel van de genen die het draagt niet nodig zijn als je geassisteerde voortplantingstechnieken gebruikt. Dit betekent dat genetische manipulatie binnenkort in staat zou kunnen zijn om de genfunctie van het Y-chromosoom te vervangen, waardoor paren van hetzelfde geslacht of onvruchtbare mannen zwanger kunnen worden. Maar zelfs als het voor iedereen mogelijk zou worden om op deze manier zwanger te worden, lijkt het hoogst onwaarschijnlijk dat vruchtbare mensen zomaar zouden stoppen met natuurlijke voortplanting.

Hoewel dit een interessant en veelbesproken gebied van genetisch onderzoek is, is er weinig reden tot bezorgdheid. We weten niet eens of het Y-chromosoom überhaupt zal verdwijnen. En, zoals we hebben laten zien, zelfs als dat gebeurt, zullen we waarschijnlijk mannen nodig blijven hebben, zodat de normale voortplanting door kan gaan.

Het vooruitzicht van een “boerderijdier”-achtig systeem, waarbij een paar “gelukkige” mannetjes worden uitgekozen om het merendeel van onze kinderen te verwekken, ligt zeker niet in het verschiet. In ieder geval zullen er de komende 4,6 miljoen jaar veel dringender zorgen zijn.

Darren Griffin, hoogleraar genetica, Universiteit van Kent en Peter Ellis, docent moleculaire biologie en voortplanting, Universiteit van Kent

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.