روند از بین رفتن کروموزم Y انسان و بررسی رابطه آن با خطر انقراض نسل مردان

کروموزم Y حاوی ژن اصلی تغییر یعنی SRY است. این ژن مشخص می‌کند که جنین دارای جنسیت مرد (XY) باشد یا جنسیت زن (XX). با این حال، این کروموزم حاوی ژن‌های دیگری هم است. از طرفی تنها کروموزمی است که وجود آن برای حیات ضروری نیست.

زن‌ها بدون این کروموزم هم راحت زندگی می‌کنند. کروموزم Y به‌سرعت درحال ازبین رفتن است. زن‌ها با دو کروموزم ایکسی که کاملا سالم است باقی می‌مانند، درحالیکه مردان با یک کروموزم X و یک کروموزم Y نامناسب باقی‌مانند. اگر نرخ از بین رفتن کروموزم Y به همین منوال ادامه پیدا کند، کروموزم فوق ۴/۶ میلیون سال دیگر کاملا از بین خواهد رفت. این زمان شاید خیلی طولانی به‌نظر برسد، ولی وقتی عمر حیات روی زمین را بررسی می‌کنیم (۳/۵ میلیارد سال ) چنین زمانی چندان هم بزرگ نیست.

کروموزم Y همیشه به این شکل نبوده است. اگر به ۱۶۶ میلیون سال پیش برگردیم، یعنی زمان اولین پستانداران، داستان کاملا متفاوت می‌شود. کروموزم اولیه‌ی Y، درابتدا به‌اندازه کروموزم‌ی X بود و تمامی ژن‌های یکسان با آن را دربرداشت.

اما کروموزم Y یک نقص اساسی دارد. کروموزم Y برخلاف سایر کروموزم‌ها که دو نسخه از خود در هر سلول دارند، تنها یک نسخه دارد که از پدران به پسران منتقل می‌شود. این بدین معناست که ژن‌های موجود در کروموزم Y نمی‌توانند نوترکیبی ژنتیکی انجام دهند؛ نوترکیبی ژنتیکی عبارتست‌ از: آمیختن ژن‌های هر نسل برای کمک‌ به حذف جهش‌های ژنتیکی مضر.

ژن‌های کروموزم Y که از مزایای نوترکیبی محروم هستند، باگذشت زمان از بین می‌ٰروند و در نهایت از ژنوم حذف خواهند شد.  باوجود این مشکلات، تحقیقات نشان می‌دهد که کروموزم Y درحال توسعه‌ی مکانیزم‌های متقاعد‌کننده‌ای برای کند کردن نرخ از‌دست دادن ژن‌ها تاحد ممکن است. به‌عنوان مثال، در مطالعه‌ای دانمارکی که در PLoS Genetics منتشر شد، بخش توالی کروموزم Y از ۶۲ مرد مختلف نشان داد که این امر مستلزم تغییرات ساختاری در مقیاس بزرگ است و امکان تقویت ژن (دریافت نسخه‌های متعدد از ژن‌هایی که عملکرد اسپرم سالم را تقویت می‌کنند و مقدار از‌دست رفتن ژن را کاهش می دهند) را فراهم می کند.

این مطالعه همچنین نشان داد که کروموزم Y با ایجاد ساختارهایی غیرطبیعی به‌نام پالیندروم (توالی‌های DNA که از دوطرف یکسان خوانده می‌شوند، مثل کلمه کبک) از تباهی بیشتر خود جلوگیری می‌کند. آنها نرخ عظیمی از رویدادهای مربوط‌ به کانورژن ژن را در توالی‌های پالیندرومی روی کروموزم Y ثبت کردند. این روند که اساسا یک عمل کپی و چسباندن است باعث می‌شود ژن‌های آسیب‌دیده با استفاده‌ از یک کپی پشتبیان به‌عنوان الگو، اصلاح شوند.

شواهد به‌دست آمده از گونه‌های دیگر (کروموزم Y در پستانداران و چندین گونه‌ی دیگر وجود دارد) نشان داد که تقویت ژن کروموزم Y، یک اصل کلی در این مجموعه است. ژن‌های تقویت‌شده، نقش‌هایی اساسی در تولید اسپرم و تنظیم نسبت جنسیت فرزندان (حداقل در جوندگان) بازی می‌کنند. پژوهشگران اخیرا با انتشار مقاله‌ای در Molecular Biology and Evolution شواهدی نشان دادند مبنی بر این که این افزایش کپی‌ ژنی در تعدادی از موش‌ها، نتیجه‌ی انتخاب طبیعی است.

جامعه‌ی علمی در پاسخ به سوال در مورد اینکه آیا کروموزم Y در آینده‌ی ناپدید خواهد شد یا خیر، به‌ دو دسته موافقان و مخالفان تبدیل شده است. مخالفان معتقدند که مکانیزم‌های دفاعی کروموزم Y کارهای مهمی انجام می‌دهد و کروموزم Y را نجات خواهد داد. اما موافقان معتقدند که این مکانیزم دفاعی تنها برای مدت کوتاه جواب خواهد داد و سرانجام کروموزم Y ازبین خواهد رفت. بحث میان این دو گروه ادامه دارد.

جنی گریوز، یکی از موافقان نابودی کروموزم Y، از دانشگاه لاتروب استرالیا، ادعا می‌کند که اگر به این موضوع در طولانی‌مدت نگاه کنیم، کروموزم Y قطعا نابود خواهد شد؛ حتی اگر زمان این نابود شدن کمی بیشتراز حد انتظار طول بکشد. او در مقاله‌ای درسال ۲۰۱۶ می‌گوید که موش‌های صحرایی ژاپنی و ول‌حفار‌ها به‌طور کامل کروموزم Y خودشان را ازدست داده‌اند و معتقد است که روندهای تولید یا ازبین رفتن ژن‌ها در کروموزم Y قطعا مشکلاتی را در باروری به‌وجود می‌آورند. این امر نهایتا موجب تشکیل گونه‌های کاملا جدید می‌شود. 

آیا ازبین رفتن جنسیت مرد و مردان محتمل است؟

حتی اگر کروموزم Y در انسان‌ها ناپدید شود، لزوما به این معنا نیست که مردان به پایان راه خود می‌ٰرسند. حتی در گونه‌هایی که کروموزم Y خود را به‌طور کامل ازدست داده‌اند، وجود نرها و ماده‌ها باهم، برای تولید مثل ضروری است.

در این موارد، ژن SRY که مسئول مشخص کردن مرد شدن جنین بود به کروموزم دیگری وارد می‌شود، به این معنا که این‌گونه بدون نیاز به کروموزم Y جنسیت نر تولید می‌کند. اما این کروموزم جدید که SRY قرار است به آن برود، بازهم به‌دلیل عدم نوترکیبی که قبلا موجب ازبین رفتن کروموزم Y شده بود، شروع‌به ازبین رفتن می‌کند.

نکته‌ی جالب توجه درمورد گونه‌ی انسان‌ها این است که با وجود ضروری بودن کروموزم Y برای تولید مثل، بسیاری از این ژن‌هایی که این کروموزم در خود دارد، اصلا برای تولید مثل ضروری نیستند (اگر شما از تکنیک‌های تولید مثل کمک بگیرید). این بدین معناست که مهندسی ژنتیک ممکن است در آینده‌ای نزدیک بتواند چیزی را جایگزین عملکرد ژن‌ها در کروموزم Y کند و به زوج‌های هم‌جنس زن یا مردان نابارور اجازه‌ی باروری دهد.

البته حتی اگر این روش از باروری برای همه ممکن شود، بعید به‌نظر می‌رسد که انسان‌های بارور نسبت‌ به تولید مثل طبیعی متوقف شوند. اگرچه این موضوع بسیار جالب است و یکی از بحث‌های داغ این روز‌های پژوهشات دنیای ژنتیک است، جای نگرانی زیادی وجود ندارد.

ما حتی نمی‌دانیم که اصلا کروموزم Y ناپدید خواهد شد یا خیر؛ و حتی (همان‌طور که نشان دادیم) اگر چنین چیزی رخ دهد به‌احتمال زیاد هنوز هم به جنس مرد برای ادامه روند تولید مثل عادی نیاز خواهد بود. درواقع این ایده از سیستم کتاب مزرعه‌‌ی حیوانات که تعداد کمی‌ از مردان خوش‌شانس برای تبدیل شدن به پدر اکثریت جامعه بچه‌های ما شانس دارند، مطرح نیست و در ۴/۶ میلیون سال دیگر، نکات حائز اهمیت دیگری وجود خواهند داشت.