O spolu beba ljudi i drugih sisavaca odlučuje gen koji određuje muškarce na Y hromozomu. Ali ljudski hromozom Y degenerira i mogao bi nestati za nekoliko miliona godina, što dovodi do našeg izumiranja ako ne razvijemo novi spolni gen.
Dobra vijest je da su dvije grane glodavaca već izgubile svoj Y kromosom i njihovu slučajevi nam govore šta će se desiti, piše Science Alert.
Nedavni rad u Proceedings of the National Academy of Science pokazuje kako je bodljikavi štakor razvio novi gen koji određuje mužjaka.
Kako Y hromozom određuje ljudski spol kod ljudi, kao i kod drugih sisavaca, ženke imaju dva hromozoma X, a mužjaci jedan hromozom X i maleni hromozom koji se zove Y. Imena nemaju nikakve veze s njihovim oblikom; X je označavao 'nepoznato'.
X sadrži oko 900 gena koji obavljaju razne poslove koji nisu povezani sa spolom. Ali Y sadrži malo gena (oko 55) i mnogo nekodirajuće DNK – jednostavne DNK koja se ponavlja i koja ne čini ništa.
Ali Y kromosom je snažan jer sadrži vrlo važan gen koji pokreće muški razvoj u embriju.
Oko 12 sedmica nakon začeća, ovaj glavni gen uključuje druge koji reguliraju razvoj testisa. Embrionalni testis proizvodi muške hormone (testosteron i njegove derivate), koji osiguravaju da se beba razvija kao dječak.
Ovaj glavni spolni gen identificiran je kao SRY (spolna regija na Y) 1990. godine. Djeluje tako što pokreće genetski put koji počinje s genom SOX9 koji je ključan za određivanje mužjaka kod svih kralježnjaka, iako ne leži na spolnim hromozomima.
Y koji nestaje
Većina sisavaca ima hromozom X i Y sličan našem; X s puno gena i Y sa SRY plus nekoliko drugih. Ovaj sistem dolazi s problemima zbog nejednake doze X gena kod muškaraca i žena.
Kako se takav čudan sustav razvio?
Iznenađujuće je otkriće da australski kljunar ima potpuno drugačije spolne hromozome, više nalik onima kod ptica.
Kod kljunara, XY par je samo običan hromozom, s dva jednaka člana. Ovo sugerira da su X i Y sisavca ne tako davno bili običan par hromozoma.
Zauzvrat, to mora značiti da je Y hromozom izgubio 900-55 aktivnih gena tokom 166 miliona godina koliko su ljudi i kljunas evoluirali odvojeno. To je gubitak od oko pet gena po milion godina. Ovom brzinom, posljednjih 55 gena nestat će za 11 miliona godina.
Naša tvrdnja o skoroj smrti ljudskog Y-a izazvala je bijes, a do danas postoje tvrdnje i protutvrdnje o očekivanom vijeku trajanja našeg Y hromosoma – procjene između beskonačnosti i nekoliko hiljada godina.
Glodavci bez Y hromozoma
Dobra vijest je da znamo za dvije loze glodavaca koje su već izgubile svoj Y hromozom – i još uvijek preživljavaju.
Krtice voluharice u istočnoj Evropi i bodljikavi štakori u Japanu mogu se pohvaliti nekim vrstama kod kojih su Y hromozom i SRY potpuno nestali. X hromozom ostaje, u jednoj ili dvostrukoj dozi u oba spola.
Iako još nije jasno kako krtice voluharice određuju spol bez SRY gena, tim predvođen biologom sa Univerziteta Hokkaido Asato Kuroiwa imao je više sreće s bodljikavim štakorom – grupom od tri vrste na različitim japanskim otocima, a sve su ugrožene.
Kuroiwin tim otkrio je da je većina gena na Y bodljikavih štakora premještena na druge kromosome. Ali nije pronašla nikakav znak SRY, niti gen koji ga zamjenjuje.
Godine 2022. objavili su uspješnu identifikaciju u PNAS-u. Tim je pronašao sekvence koje su bile u genomima mužjaka, ali ne i ženki, zatim ih je pročistio i testirao sekvencu na svakom pojedinačnom štakoru.
Ono što su otkrili bila je malena razlika u blizini ključnog spolnog gena SOX9, na kromosomu 3 bodljikavog štakora. Malo udvostručenje (samo 17 000 parova baza od više od 3 milijarde) bilo je prisutno kod svih muškaraca i nijedne žene.
Sugeriraju da ovaj mali komad duplicirane DNK sadrži prekidač koji normalno uključuje SOX9 kao odgovor na SRY. Kada su ovo dupliciranje uveli u miševe, otkrili su da ono pojačava aktivnost SOX9, tako da bi promjena mogla omogućiti SOX9 da radi bez SRY.
Šta to znači za budućnost muškaraca
Skori – evolucijski govoreći – nestanak ljudskog Y hromozoma izazvao je nagađanja o našoj budućnosti.
Neki gušteri i zmije samo su ženske vrste i mogu napraviti jajašca iz vlastitih gena putem onoga što je poznato kao partenogeneza . Ali to se ne može dogoditi kod ljudi ili drugih sisavaca jer imamo najmanje 30 ključnih "utisnutih" gena koji rade samo ako dolaze od oca preko sperme.
Da bismo se razmnožavali, trebamo spermu i trebamo muškarce, što znači da bi kraj Y hromozoma mogao biti najava izumiranja ljudske rase.
Novo otkriće podupire alternativnu mogućnost - da ljudi mogu razviti novi gen koji određuje spol. Fuj!
Međutim, evolucija novog gena koji određuje spol dolazi s rizicima. Što ako se više od jednog novog sustava razvije u različitim dijelovima svijeta?
"Rat" spolnih gena mogao bi dovesti do izdvajanja novih vrsta, što se upravo dogodilo s voluharicama i bodljikavim štakorima.
Dakle, ako bi netko posjetio Zemlju u roku od 11 miliona godina, možda ne bi našao ljude – ili nekoliko različitih ljudskih vrsta, razdvojenih svojim različitim sustavima određivanja spola.
