Chromosom Y może być symbolem męskości, ale staje się coraz bardziej jasne, że nie jest on niczym innym, jak tylko silnym i trwałym. Chociaż zawiera on gen „przełącznika głównego”, SRY, który decyduje o tym, czy embrion rozwinie się jako męski (XY) czy żeński (XX), zawiera bardzo niewiele innych genów i jest jedynym chromosomem, który nie jest niezbędny do życia. Kobiety, mimo wszystko, radzą sobie świetnie bez niego.

Co więcej, chromosom Y uległ szybkiej degeneracji, pozostawiając samice z dwoma całkowicie normalnymi chromosomami X, ale samców z X i wyschniętym Y. Jeśli to samo tempo degeneracji będzie się utrzymywać, chromosom Y ma tylko 4,6 mln lat, zanim zniknie całkowicie. Może to brzmieć jak długi czas, ale tak nie jest, gdy weźmie się pod uwagę, że życie istnieje na Ziemi od 3,5 miliarda lat.

Chromosom Y nie zawsze tak wyglądał. Jeśli przewijamy zegar do 166m lat temu, do bardzo pierwszych ssaków, historia była zupełnie inna. Wczesny chromosom „proto-Y” był pierwotnie tej samej wielkości co chromosom X i zawierał wszystkie te same geny. Chromosom Y ma jednak zasadniczą wadę. W przeciwieństwie do wszystkich innych chromosomów, których mamy dwie kopie w każdej z naszych komórek, chromosom Y występuje tylko jako pojedyncza kopia, przekazywana z ojców na synów.

Oznacza to, że geny na chromosomie Y nie mogą ulegać rekombinacji genetycznej, czyli „tasowaniu” genów, które zachodzi w każdym pokoleniu i pomaga wyeliminować szkodliwe mutacje genów. Pozbawione korzyści płynących z rekombinacji, geny chromosomu Y z czasem ulegają degeneracji i ostatecznie zostają utracone z genomu.

Mimo to, ostatnie badania wykazały, że chromosom Y opracował kilka całkiem przekonujących mechanizmów, aby „położyć hamulce na”, spowalniając tempo utraty genów do możliwego zastoju.

Na przykład, ostatnie duńskie badania, opublikowane w PLoS Genetics, sekwencjonowały fragmenty chromosomu Y od 62 różnych mężczyzn i odkryły, że jest on podatny na duże rearanżacje strukturalne pozwalające na „amplifikację genów” – nabywanie wielu kopii genów, które promują zdrową funkcję spermy i łagodzą utratę genów.

Badania wykazały również, że chromosom Y rozwinął niezwykłe struktury zwane „palindromami” (sekwencje DNA, które czytane są tak samo do przodu jak i do tyłu – jak słowo „kajak”), które chronią go przed dalszą degradacją. Odnotowali oni wysoki wskaźnik „zdarzeń konwersji genów” w obrębie sekwencji palindromicznych na chromosomie Y – jest to w zasadzie proces „kopiuj-wklej”, który pozwala na naprawę uszkodzonych genów przy użyciu nieuszkodzonej kopii zapasowej jako szablonu.

Patrząc na inne gatunki (chromosomy Y istnieją u ssaków i niektórych innych gatunków), rosnąca ilość dowodów wskazuje, że amplifikacja genów chromosomu Y jest ogólną zasadą na całej planszy. Te wzmocnione geny odgrywają kluczową rolę w produkcji spermy i (przynajmniej u gryzoni) w regulacji stosunku płci potomstwa. Pisząc w Molecular Biology and Evolution niedawno, naukowcy dają dowody, że ten wzrost liczby kopii genów u myszy jest wynikiem naturalnej selekcji.

Na pytanie, czy chromosom Y rzeczywiście zniknie, społeczność naukowa, jak Wielka Brytania w tej chwili, jest obecnie podzielony na „leavers” i „remainers”. Ta druga grupa argumentuje, że jej mechanizmy obronne wykonują świetną robotę i uratowały chromosom Y. Natomiast „odchodzący” twierdzą, że wszystko, co robią, to pozwalają chromosomowi Y trzymać się za paznokcie, zanim w końcu spadnie z klifu. Dlatego debata trwa nadal.

Wiodąca zwolenniczka argumentu opuszczenia, Jenny Graves z La Trobe University w Australii, twierdzi, że jeśli przyjąć długoterminową perspektywę, chromosomy Y są nieuchronnie skazane na zagładę – nawet jeśli czasami trzymają się nieco dłużej niż oczekiwano. W pracy z 2016 r. wskazuje ona, że japońskie szczury kolczaste i nornice kretowe całkowicie utraciły swoje chromosomy Y – i twierdzi, że procesy utraty lub tworzenia genów na chromosomie Y nieuchronnie prowadzą do problemów z płodnością. To z kolei może ostatecznie prowadzić do powstania zupełnie nowych gatunków.

Upadek mężczyzn?

Jak twierdzimy w rozdziale w nowym e-booku, nawet jeśli chromosom Y u ludzi zniknie, nie musi to oznaczać, że mężczyźni sami są na ich drodze. Nawet w gatunkach, które rzeczywiście straciły chromosom Y całkowicie, samce i samice są nadal niezbędne do reprodukcji.

W tych przypadkach gen SRY „przełącznika głównego”, który określa genetyczną męskość, przeniósł się na inny chromosom, co oznacza, że te gatunki produkują samce bez potrzeby posiadania chromosomu Y. Jednakże nowy chromosom determinujący płeć – ten, na który przenosi się SRY – powinien wtedy rozpocząć proces degeneracji od nowa z powodu tego samego braku rekombinacji, który skazał na zagładę ich poprzedni chromosom Y.

Jednakże interesującą rzeczą dotyczącą ludzi jest to, że podczas gdy chromosom Y jest potrzebny do normalnego ludzkiego rozmnażania, wiele z genów, które przenosi, nie jest koniecznych, jeśli używasz technik wspomaganego rozrodu. Oznacza to, że inżynieria genetyczna może wkrótce być w stanie zastąpić funkcję genów chromosomu Y, pozwalając parom kobiet tej samej płci lub niepłodnym mężczyznom na poczęcie dziecka. Jednakże, nawet jeśli stałoby się możliwe dla wszystkich, aby począć w ten sposób, wydaje się bardzo mało prawdopodobne, że płodni ludzie po prostu przestaliby się rozmnażać w sposób naturalny.

Ale chociaż jest to interesujący i gorąco dyskutowany obszar badań genetycznych, nie ma zbytniej potrzeby się martwić. Nie wiemy nawet, czy chromosom Y w ogóle zniknie. I, jak pokazaliśmy, nawet jeśli tak się stanie, najprawdopodobniej nadal będziemy potrzebować mężczyzn, aby normalna reprodukcja mogła trwać.

Indeed, perspektywa „zwierzęcia hodowlanego” typu systemu, gdzie kilka „szczęśliwych” mężczyzn jest wybranych do ojcostwa większości naszych dzieci z pewnością nie jest na horyzoncie. W każdym razie, w ciągu następnych 4,6 miliona lat będą o wiele bardziej palące problemy.

.