Het Y-chromosoom is misschien een symbool van mannelijkheid, maar het wordt steeds duidelijker dat het allesbehalve sterk en duurzaam is. Hoewel het het "master switch" -gen draagt, SRY, dat bepaalt of een embryo zich zal ontwikkelen als mannelijk (XY) of vrouwelijk (XX), bevat het heel weinig andere genen en is het het enige chromosoom dat niet nodig is voor het leven. Vrouwen kunnen het immers prima zonder.
Bovendien is het Y-chromosoom snel gedegenereerd, waardoor vrouwen twee volkomen normale X-chromosomen hebben, maar mannen met een X en een verschrompelde Y. Als dezelfde degeneratiesnelheid aanhoudt, heeft het Y-chromosoom nog 4, 6 miljoen jaar voordat het volledig verdwijnt . Dit klinkt misschien als een lange tijd, maar het is niet wanneer je bedenkt dat het leven al 3, 5 miljard jaar op aarde bestaat.
Het Y-chromosoom is niet altijd zo geweest. Als we de klok terugdraaien naar 166 miljoen jaar geleden, naar de allereerste zoogdieren, was het verhaal compleet anders. Het vroege 'proto-Y'-chromosoom was oorspronkelijk even groot als het X-chromosoom en bevatte dezelfde genen. Y-chromosomen hebben echter een fundamentele fout. In tegenstelling tot alle andere chromosomen, waarvan we twee kopieën in elk van onze cellen hebben, zijn Y-chromosomen alleen ooit aanwezig als een enkele kopie, doorgegeven van vaders aan hun zonen.
Dit betekent dat genen op het Y-chromosoom geen genetische recombinatie kunnen ondergaan, het "schudden" van genen dat in elke generatie voorkomt en helpt schadelijke genmutaties te elimineren. Beroofd van de voordelen van recombinatie degenereren Y-chromosomale genen in de loop van de tijd en gaan uiteindelijk verloren uit het genoom.
Chromosoom Y in rood, naast het veel grotere X-chromosoom (National Human Genome Research Institute) Ondanks dit, heeft recent onderzoek aangetoond dat het Y-chromosoom een aantal behoorlijk overtuigende mechanismen heeft ontwikkeld om "op de rem te zetten", waardoor de snelheid van genverlies tot een mogelijke stilstand wordt vertraagd.
Bijvoorbeeld, een recente Deense studie, gepubliceerd in PLoS Genetics, onderzocht delen van het Y-chromosoom van 62 verschillende mannen en vond dat het vatbaar is voor grootschalige structurele herschikkingen die "genamplificatie" mogelijk maken - de verwerving van meerdere kopieën van genen die gezonde spermafunctie en matigen van genverlies.
De studie toonde ook aan dat het Y-chromosoom ongebruikelijke structuren heeft ontwikkeld die "palindromen" worden genoemd (DNA-sequenties die voorwaarts en achterwaarts lezen - zoals het woord "kajak"), die het beschermen tegen verdere afbraak. Ze registreerden een hoog aantal "genconversiegebeurtenissen" in de palindromische sequenties op het Y-chromosoom - dit is in feite een proces van 'kopiëren en plakken' waarmee beschadigde genen kunnen worden gerepareerd met een onbeschadigde back-upkopie als sjabloon.
Kijkend naar andere soorten (Y-chromosomen bestaan bij zoogdieren en sommige andere soorten), wijst een groeiend aantal gegevens erop dat amplificatie van het Y-chromosoomgen algemeen een algemeen principe is. Deze versterkte genen spelen een cruciale rol bij de productie van sperma en (althans bij knaagdieren) bij het reguleren van de geslachtsverhouding van de nakomelingen. Onlangs schreven onderzoekers in Molecular Biology and Evolution, waaruit blijkt dat deze toename van het aantal genkopieën bij muizen het gevolg is van natuurlijke selectie.
Over de vraag of het Y-chromosoom daadwerkelijk zal verdwijnen, is de wetenschappelijke gemeenschap, zoals het Verenigd Koninkrijk op dit moment, verdeeld in de "leavers" en de "restanten". De laatste groep stelt dat zijn afweermechanismen uitstekend werken en het Y-chromosoom hebben gered. Maar de verlaters zeggen dat ze alleen maar toestaan dat het Y-chromosoom zich aan zijn nagels vastklampt, voordat het uiteindelijk van de klif afvalt. Het debat gaat daarom verder.
Mol-woelmuizen hebben geen Y-chromosomen. (Wikipedia) Een belangrijke voorstander van het verlofargument, Jenny Graves van La Trobe University in Australië, beweert dat, als je een langetermijnperspectief neemt, de Y-chromosomen onvermijdelijk gedoemd zijn - zelfs als ze soms iets langer volhouden dan verwacht. In een artikel uit 2016 wijst ze erop dat Japanse stekelige ratten en molmuizen hun Y-chromosomen volledig hebben verloren - en betoogt dat de processen van genen die verloren gaan of worden aangemaakt op het Y-chromosoom onvermijdelijk leiden tot vruchtbaarheidsproblemen. Dit kan op zijn beurt uiteindelijk leiden tot de vorming van geheel nieuwe soorten.
De ondergang van mannen? Nah
Zoals we in een hoofdstuk in een nieuw e-boek beweren, betekent dit niet dat, hoewel het Y-chromosoom bij mensen verdwijnt, mannen niet zelf op weg zijn. Zelfs bij de soorten die hun Y-chromosomen volledig hebben verloren, zijn mannen en vrouwen nog steeds nodig voor de voortplanting.
In deze gevallen is het SRY-"hoofdschakelaar" -gen dat de genetische mannelijkheid bepaalt, verplaatst naar een ander chromosoom, wat betekent dat deze soorten mannetjes produceren zonder een Y-chromosoom nodig te hebben. Het nieuwe geslachtsbepalende chromosoom - het chromosoom waarnaar SRY verder gaat - zou dan het degeneratieproces opnieuw moeten beginnen vanwege hetzelfde gebrek aan recombinatie dat hun vorige Y-chromosoom had gedoemd.
Het interessante aan mensen is echter dat hoewel het Y-chromosoom nodig is voor normale menselijke voortplanting, veel van de genen die het bevat niet nodig zijn als je kunstmatige voortplantingstechnieken gebruikt. Dit betekent dat genetische manipulatie binnenkort de genfunctie van het Y-chromosoom kan vervangen, waardoor vrouwelijke paren van hetzelfde geslacht of onvruchtbare mannen zwanger kunnen worden. Zelfs als het voor iedereen mogelijk zou worden om op deze manier zwanger te worden, lijkt het echter zeer onwaarschijnlijk dat vruchtbare mensen gewoon zouden stoppen met reproduceren op natuurlijke wijze.
Hoewel dit een interessant en veelbesproken gebied van genetisch onderzoek is, hoeft u zich geen zorgen te maken. We weten niet eens of het Y-chromosoom helemaal zal verdwijnen. En, zoals we hebben aangetoond, zullen we waarschijnlijk, zelfs als dat zo is, mannen blijven nodig hebben zodat de normale voortplanting kan doorgaan.
Het vooruitzicht van een systeem van het type "boerderijdier", waarbij een paar "gelukkige" mannen worden geselecteerd om de meerderheid van onze kinderen te verwekken, is zeker niet aan de horizon. In elk geval zullen er de komende 4, 6 miljoen jaar veel meer zorgen zijn.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Darren Griffin, hoogleraar genetica, Universiteit van Kent
Peter Ellis, docent Moleculaire biologie en reproductie, Universiteit van Kent
