Das Y-Chromosom mag ein Symbol für Männlichkeit sein, aber es wird immer deutlicher, dass es alles andere als stark und ausdauernd ist. Obwohl es das „Master Switch“ -Gen, SRY, trägt, das bestimmt, ob sich ein Embryo als männlich (XY) oder weiblich (XX) entwickelt, enthält es nur sehr wenige andere Gene und ist das einzige Chromosom, das nicht für das Leben notwendig ist. Frauen kommen schließlich gut ohne aus.Darüber hinaus ist das Y-Chromosom schnell degeneriert, so dass Frauen zwei völlig normale X-Chromosomen haben, Männer jedoch ein X und ein geschrumpftes Y. Wenn die gleiche Degenerationsrate anhält, hat das Y-Chromosom nur noch 4,6 Millionen Jahre, bevor es vollständig verschwindet. Das mag nach einer langen Zeit klingen, ist es aber nicht, wenn man bedenkt, dass das Leben auf der Erde seit 3,5 Milliarden Jahren existiert.
Das Y-Chromosom war nicht immer so. Wenn wir die Uhr vor 166 Millionen Jahren auf die allerersten Säugetiere zurückspulen, war die Geschichte völlig anders. Das frühe „Proto-Y“ -Chromosom hatte ursprünglich die gleiche Größe wie das X-Chromosom und enthielt alle die gleichen Gene. Y-Chromosomen haben jedoch einen grundlegenden Fehler. Im Gegensatz zu allen anderen Chromosomen, von denen wir zwei Kopien in jeder unserer Zellen haben, sind Y-Chromosomen immer nur als eine einzige Kopie vorhanden, die von Vätern an ihre Söhne weitergegeben wird.Dies bedeutet, dass Gene auf dem Y-Chromosom keine genetische Rekombination durchlaufen können, das „Mischen“ von Genen, das in jeder Generation auftritt und dabei hilft, schädliche Genmutationen zu eliminieren. Ohne die Vorteile der Rekombination degenerieren Y-chromosomale Gene im Laufe der Zeit und gehen schließlich aus dem Genom verloren.
Trotzdem haben neuere Forschungen gezeigt, dass das Y-Chromosom einige ziemlich überzeugende Mechanismen entwickelt hat, um „die Bremse zu betätigen“ und die Rate des Genverlusts auf einen möglichen Stillstand zu verlangsamen. Eine kürzlich in PLoS Genetics veröffentlichte dänische Studie sequenzierte beispielsweise Teile des Y–Chromosoms von 62 verschiedenen Männern und stellte fest, dass es anfällig für groß angelegte strukturelle Umlagerungen ist, die eine „Genamplifikation“ ermöglichen – den Erwerb mehrerer Kopien von Genen, die eine gesunde Spermienfunktion fördern und den Genverlust mildern.Die Studie zeigte auch, dass das Y–Chromosom ungewöhnliche Strukturen entwickelt hat, die als „Palindrome“ bezeichnet werden (DNA-Sequenzen, die vorwärts wie rückwärts lesen – wie das Wort „Kajak“), die es vor weiterem Abbau schützen. Sie verzeichneten eine hohe Rate von „Genumwandlungsereignissen“ innerhalb der palindromischen Sequenzen auf dem Y–Chromosom – dies ist im Grunde ein „Kopieren und Einfügen“ -Prozess, bei dem beschädigte Gene mithilfe einer unbeschädigten Sicherungskopie als Vorlage repariert werden können. Mit Blick auf andere Arten (Y-Chromosomen existieren in Säugetieren und einigen anderen Arten), eine wachsende Zahl von Beweisen zeigt, dass Y-Chromosom-Gen-Amplifikation ist ein allgemeines Prinzip auf der ganzen Linie. Diese amplifizierten Gene spielen eine entscheidende Rolle bei der Spermienproduktion und (zumindest bei Nagetieren) bei der Regulierung des Geschlechtsverhältnisses der Nachkommen. Kürzlich haben Forscher in Molecular Biology and Evolution geschrieben, dass diese Zunahme der Anzahl der Genkopien bei Mäusen auf natürliche Selektion zurückzuführen ist.
Bei der Frage, ob das Y-Chromosom tatsächlich verschwinden wird, ist die wissenschaftliche Gemeinschaft, wie derzeit Großbritannien, derzeit in die „Leavers“ und die „Remainer“ unterteilt. Die letztere Gruppe argumentiert, dass ihre Abwehrmechanismen einen großartigen Job machen und das Y-Chromosom gerettet haben. Aber die Leavers sagen, dass alles, was sie tun, ist, das Y-Chromosom an seinen Fingernägeln festzuhalten, bevor sie schließlich von der Klippe fallen. Die Debatte wird daher fortgesetzt.
Eine führende Befürworterin des Leave-Arguments, Jenny Graves von der La Trobe University in Australien, behauptet, dass die Y–Chromosomen, wenn man sie langfristig betrachtet, unweigerlich zum Scheitern verurteilt sind – auch wenn sie manchmal etwas länger halten als erwartet. In einem Artikel aus dem Jahr 2016 weist sie darauf hin, dass japanische Stachelratten und Maulwurfswühlmäuse ihre Y–Chromosomen vollständig verloren haben – und argumentiert, dass die Prozesse, bei denen Gene auf dem Y-Chromosom verloren gehen oder entstehen, unweigerlich zu Fruchtbarkeitsproblemen führen. Dies wiederum kann letztendlich die Bildung völlig neuer Arten vorantreiben.
Der Untergang der Menschen?
Wie wir in einem Kapitel in einem neuen E-Book argumentieren, bedeutet das, selbst wenn das Y-Chromosom beim Menschen verschwindet, nicht unbedingt, dass Männer selbst auf dem Weg nach draußen sind. Selbst bei den Arten, die ihre Y-Chromosomen tatsächlich vollständig verloren haben, sind Männchen und Weibchen für die Fortpflanzung noch notwendig. In diesen Fällen hat sich das SRY- „Master Switch“ -Gen, das die genetische Männlichkeit bestimmt, auf ein anderes Chromosom verschoben, was bedeutet, dass diese Arten Männchen produzieren, ohne ein Y-Chromosom zu benötigen. Das neue geschlechtsbestimmende Chromosom – dasjenige, zu dem SRY übergeht – sollte dann den Prozess der Degeneration aufgrund des gleichen Mangels an Rekombination, der ihr vorheriges Y-Chromosom zum Scheitern verurteilt hat, von vorne beginnen. Das Interessante am Menschen ist jedoch, dass das Y-Chromosom zwar für die normale menschliche Fortpflanzung benötigt wird, viele der Gene, die es trägt, jedoch nicht erforderlich sind, wenn Sie assistierte Reproduktionstechniken verwenden. Dies bedeutet, dass die Gentechnik bald in der Lage sein könnte, die Genfunktion des Y-Chromosoms zu ersetzen, so dass gleichgeschlechtliche weibliche Paare oder unfruchtbare Männer schwanger werden können. Selbst wenn es jedem möglich wäre, auf diese Weise schwanger zu werden, scheint es höchst unwahrscheinlich, dass fruchtbare Menschen einfach aufhören würden, sich auf natürliche Weise zu vermehren.
Obwohl dies ein interessantes und heiß diskutiertes Gebiet der genetischen Forschung ist, gibt es wenig Grund zur Sorge. Wir wissen nicht einmal, ob das Y-Chromosom überhaupt verschwinden wird. Und wie wir gezeigt haben, werden wir, selbst wenn dies der Fall ist, höchstwahrscheinlich weiterhin Männer brauchen, damit die normale Fortpflanzung fortgesetzt werden kann. In der Tat ist die Aussicht auf ein „Nutztier“ -System, in dem ein paar „glückliche“ Männchen ausgewählt werden, um die Mehrheit unserer Kinder zu zeugen, sicherlich nicht am Horizont. Auf jeden Fall wird es in den nächsten 4,6 Millionen Jahren weitaus dringendere Bedenken geben.