Mehed on kaduv sugu: Y-kormosoom lihtsalt hääbub, mis edasi?

Kromosoomid. Pilt on illustreeriv. Foto: Shutterstock

Inimese ja teiste imetajate sugu oleneb Y-kromosoomis meessugu määravast geenist. Kuid inimese Y-kromosoom degenereerub ja võib mõne miljoni aasta pärast kaduda, mis viib meie väljasuremiseni, kui ei arene välja uut sugu defineerivat geeni, vahendab The Conversation.

Hea uudis on see, et kaks näriliste gruppi on juba oma Y-kromosoomist ilma jäänud ja endiselt elavate hulgas.

Uus artikkel USA teaduste akadeemia toimetistes edastab, kuidas Echimyidae näriliste perekonnas on välja arenenud isasloomadel sündida laskev uus geneetiline lahendus.

Kuidas Y-kromosoom määrab soo

Inimestel, nagu ka teistel imetajatel, on emastel kaks X-kromosoomi ja isastel üks X-kromosoom ja väike Y-kromosoom. Nimedel pole nende kujuga midagi pistmist; X tähistas «tundmatut».

X-kromosoom sisaldab umbes 900 geeni, mil on igasugused erinevad ülesanded, mis pole üldse seotud sooga. Kuid Y-kromosoom sisaldab vähe geene (umbes 55) ja palju mittekodeerivat DNA-d, mis ei paista midagi tegevat.

Kuid Y-kromosoom on ülioluline, sest see sisaldab ülitähtsat geeni, mis käivitab embrüo arenemise tulevaseks meheks. Umbes 12 nädalat pärast viljastumist lülitab see põhigeen sisse teised, mis reguleerivad munandikoe arengut. See toodab meessuguhormoone (testosteroon ja selle derivaadid), mis tagab lapse kõrvalekalleteta arengu poisina.

Kogu protsessi liikuma lükkav põhigeen tuvastati 1990. aastal ja sai nimeks SRY. See käivitab geneetilise raja, mis algab geenist nimega SOX9, mis on kõigi selgroogsete isaste diferentseerumise võtmeks, kuigi see ei asu sugukromosoomides.

Kaduv Y

Enamikul imetajatel on X- ja Y-kromosoom, mis sarnaneb meie omaga; X paljude geenidega ja Y, kus on SRY ning veel mõned. 

Üllatuslikult avastati Austraalia nokkloomal täiesti erinevad sugukromosoomid –rohkem nagu lindude omad.

Nokklooma XY paar on lihtsalt tavaline kromosoom, millel on kaks võrdset liiget. See viitab sellele, et imetajate X ja Y kromosoomid olid mitte väga kaua aega tagasi tavaline kromosoomipaar.

See omakorda peab tähendama, et Y-kromosoom on kaotanud 166 miljoni aasta jooksul 900-st geenist enamiku, nii et alles on jäänud 55 aktiivset geeni. Sel ajal on inimesed ja nokkloomad arenenud eri tempos. Inimeste jaoks on see tähendanud umbes viie geeni kaotust miljoni aasta kohta. Selle kiirusega kaovad viimased 55 geeni 11 miljoni aasta pärast.

Väide inimese Y-kromosoomi peatsest hukkumisest tekitas furoori ning esinevad ka vastuväited Y-kromosoomi eeldatava eluea kohta.

Y-kromosoomita närilised

Hea uudis on see, et teame kahte näriliste suguvõsa, kes on juba kaotanud oma Y-kromosoomi ja vudivad endiselt ringi.

Ida-Euroopa mutthiirtel ja Echimyidae näriliste hulgas on mõned liigid, mille Y-kromosoom ja SRY on täielikult kadunud. X-kromosoom jääb mõlemal sool ühe- või kahekordsena alles.

Kuigi pole veel selge, kuidas esimeste puhul määratletakse sugu ilma SRY geenita, on Hokkaido ülikooli bioloogi Asato Kuroiwa juhitud töörühmal olnud rohkem õnne Echimyidae närilistega. Töörühm avastas, et enamik muidu Y-kromosoomil olevaid geene oli ümber paigutatud teistesse kromosoomidesse. Kuid ei leitud ühtegi märki SRY-st ega geenist, mis seda asendab.

Lõpuks leiti, mida otsiti. Meeskond tuvastas järjestused, mis olid isaste, kuid mitte emaste genoomides, seejärel täpsustasid neid ja testisid järjestust üksikute näriliste peal.

Nad avastasid väikese erinevuse sugu määrata aitava võtmegeeni SOX9 lähedal, 3. kromosoomil — see esines ainult isastel.

Teadlased viitavad sellele, et see väike osa dubleeritud DNA-st sisaldab lülitit, mis aktiveerib SOX9, mis teistel liikidel saab sisse lülitatud SRY poolt. Katsetes tuvastati, et see dubleeritud geneetiline materjal suurendab SOX9 aktiivsust, nii et muudatus võib võimaldada sel töötada ilma SRY-ta.

Mida see meeste tuleviku jaoks tähendab?

Inimese Y-kromosoomi peatne – evolutsiooniliselt väljendudes – kadumine on tekitanud spekulatsioone tuleviku üle.

Ehkki mõned roomajate liigid võivad ainult oma geenide abil järglasi saada, siis nii hõlpsalt ei lähe inimestel ega teistel imetajatel. Meil on vähemalt 30 olulist geeni, mis töötavad ainult siis, kui need pärinevad isalt.

Paljunemiseks on vaja spermat ja mehi, mis tähendab, et Y-kromosoomi lõpp võib kuulutada inimkonna väljasuremist.

Uus leid toetab alternatiivset võimalust – et inimestel võib välja areneda uus sugu määrav geen. Selle evolutsiooniga kaasnevad aga riskid. Mis siis, kui maailma eri osades areneb välja rohkem kui üks uus süsteem? Soogeenide «sõda» võib viia uute liikide eraldumiseni.

Seega, kui keegi külastaks Maad 11 miljoni aasta pärast, ei pruugiks ta leida inimesi – või mitut erinevat inimliiki, mida hoiavad lahus nende erinevad soomääramise süsteemid.

Aga küll me selle aja jooksul midagi välja mõtleme.