Chromozom Y může být symbolem maskulinity, ale je stále jasnější, že je něco jiného než silného a trvalého. Ačkoli nese gen „master switch“, SRY, který určuje, zda se embryo bude vyvíjet jako samec (XY) nebo samice (XX), obsahuje velmi málo dalších genů a je jediným chromozomem, který není nezbytný pro život. Ženy přece jen zvládají dobře bez jednoho.
Chromozom Y navíc rychle degeneroval a ženy ponechaly dva zcela normální chromozomy X, ale samce s X a scvrklé Y. Pokud stejná rychlost degenerace přetrvává, zbývá chromosom Y jen 4, 6 m roku, než úplně zmizí . Může to znít jako dlouhá doba, ale není tomu tak, když si uvědomíte, že život na Zemi existuje 3, 5 miliardy let.
Chromozom Y nebyl vždy takový. Pokud převineme hodiny na 166 metrů před lety, na úplně první savce, byl příběh úplně jiný. Časný chromozom „proto-Y“ měl původně stejnou velikost jako chromozom X a obsahoval všechny stejné geny. Chromosomy Y však mají zásadní vadu. Na rozdíl od všech ostatních chromozomů, které máme v každé z našich buněk dvě kopie, jsou chromozomy Y vždy přítomny pouze v jediné kopii, předávané otci jejich synům.
To znamená, že geny na chromozomu Y nemohou podstoupit genetickou rekombinaci, „zamíchání“ genů, které se vyskytuje v každé generaci, což pomáhá eliminovat škodlivé genové mutace. Chromozomální geny Y, zbavené výhod rekombinace, v průběhu času degenerují a nakonec se z genomu ztratí.
Chromozom Y v červené barvě vedle mnohem většího chromozomu X (Národní výzkumný ústav pro lidský genom) Navzdory tomu nedávný výzkum ukázal, že chromozom Y vyvinul některé docela přesvědčivé mechanismy, aby „zabrzdil“ a zpomalil rychlost ztráty genů na možné zastavení.
Například nedávná dánská studie, publikovaná v PLoS Genetics, sekvenovala části chromozomu Y od 62 různých mužů a zjistila, že je náchylná k rozsáhlým strukturálním přestavbám umožňujícím „amplifikaci genu“ - získávání více kopií genů, které podporují zdravé funkce spermií a zmírnění ztráty genů.
Studie také ukázala, že chromozom Y vyvinul neobvyklé struktury zvané „palindromy“ (sekvence DNA, které čtou to samé dopředu jako dozadu - jako je slovo „kajak“), které jej chrání před další degradací. Zaznamenali vysokou míru „událostí genové konverze“ v palindromických sekvencích na chromozomu Y - jedná se v podstatě o proces „kopírování a vložení“, který umožňuje opravu poškozených genů pomocí nepoškozené záložní kopie jako šablony.
Když se podíváme na jiné druhy (chromosomy Y existují u savců a některých dalších druhů), rostoucí počet důkazů naznačuje, že amplifikace genu Y-chromozomů je obecný princip napříč deskou. Tyto amplifikované geny hrají kritickou roli při produkci spermií a (přinejmenším u hlodavců) při regulaci pohlavního poměru potomstva. Vědci v publikaci Molecular Biology and Evolution nedávno prokázali, že toto zvýšení počtu genových kopií u myší je výsledkem přirozené selekce.
Pokud jde o otázku, zda skutečně chromozom Y skutečně zmizí, je vědecká komunita, stejně jako v současné době Spojené království, rozdělena na „absolventy“ a „zbývající“. Druhá skupina tvrdí, že její obranné mechanismy odvedly skvělou práci a zachránily chromozom Y. Ale ti, kdo to nechali, říkají, že vše, co dělají, je umožnit chromozomu Y, aby se držel nehtů, než nakonec spadne z útesu. Debata tedy pokračuje.
Krtek voly nemají žádné chromozomy Y. (Wikipedia) Přední zastánce argumentu o dovolené, Jenny Graves z La Trobe University v Austrálii, tvrdí, že pokud se podíváte z dlouhodobého hlediska, chromozomy Y jsou nevyhnutelně odsouzeny - i když někdy drží o něco déle, než se očekávalo. V článku z roku 2016 poukazuje na to, že japonské ostnaté krysy a krtek voly úplně ztratily své Y chromozomy - a tvrdí, že procesy genů, které se ztratí nebo vytvoří na chromozomu Y, nevyhnutelně vedou k problémům s plodností. To zase může nakonec vést k vytvoření zcela nového druhu.
Zánik lidí? Ne
Jak argumentujeme v kapitole v nové elektronické knize, i když chromozom Y u lidí zmizí, nutně to neznamená, že samy samy jsou na cestě ven. I u druhů, které skutečně ztratily chromozomy Y úplně, jsou samci i samice stále potřební pro reprodukci.
V těchto případech se gen SRY „master switch“, který určuje genetickou malebnost, přesunul na jiný chromozom, což znamená, že tyto druhy produkují samce bez potřeby chromozomu Y. Nový chromozom určující pohlaví - ten, k němuž se SRY posune - by však měl znovu zahájit proces degenerace znovu kvůli stejnému nedostatku rekombinace, která zkázala jejich předchozí Y chromozom.
Zajímavé však je, že zatímco chromozom Y je potřebný pro normální reprodukci člověka, mnoho genů, které nese, není nutné, pokud používáte techniky asistované reprodukce. To znamená, že genetické inženýrství může být brzy schopno nahradit genovou funkci chromozomu Y, což umožní otěhotnění párů stejného pohlaví nebo neplodných mužů. I když by však bylo možné, aby si každý takto představil, zdá se vysoce nepravděpodobné, že by se úrodní lidé přirozeně přestali množit.
I když je to zajímavá oblast, o které se diskutuje geneticky, je třeba se obávat. Nevíme ani, zda chromozom Y vůbec zmizí. A jak jsme ukázali, i když se tak stane, budeme s největší pravděpodobností nadále potřebovat muže, aby pokračovala normální reprodukce.
Vyhlídka na systém typu „hospodářská zvířata“, ve kterém je několik otců „šťastných“ mužů vybráno pro otce většiny našich dětí, rozhodně není na obzoru. V každém případě bude v příštích 4, 6 milionech let daleko větší naléhavost.
Tento článek byl původně publikován v The Conversation.
Darren Griffin, profesor genetiky, University of Kent
Peter Ellis, přednášející v oboru molekulární biologie a reprodukce, University of Kent
