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  ژن‌های دیگری هم دارد. از طرفی تنها کروموزمی است که وجود آن برای حیات ضروری نیست.

زن‌ها بدون این کروموزم هم راحت زندگی می‌کنند. کروموزم Y به‌سرعت در حال از بین رفتن است. زن‌ها با دو کروموزم ایکسی که کاملا سالم است، باقی می‌مانند؛ درحالی‌که مردان با یک کروموزم X و یک کروموزم Y نامناسب، با مشکل مواجه می‌شوند. 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 به‌ نظر برسد؛ ولی وقتی عمر حیات روی زمین را بررسی می‌کنیم (۳.۵ میلیارد سال) چنین زمانی چندان طولانی نیست.

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

ژن‌های کروموزم Y که از مزایای نوترکیبی محروم هستند، باگذشت زمان از بین می‌ٰروند و در نهایت از ژنوم حذف خواهند شد. با وجود این مشکلات، تحقیقات نشان می‌دهند که کروموزم Y درحال توسعه‌ی مکانیزم‌های متقاعد‌کننده‌ای برای کند کردن نرخ از‌ دست دادن ژن‌ها تا حد ممکن است. به‌عنوان مثال، در مطالعه‌ای 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 از‌ دست رفتن ژن را کاهش می‌دهند) را فراهم می‌کند.

این مطالعه همچنین نشان داد که کروموزم Y با ایجاد ساختارهایی غیر طبیعی به‌ نام پالیندروم (توالی‌های DNA که از دو طرف 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 پشتیبان به‌عنوان الگو، اصلاح شوند.

شواهد به‌دست‌آمده 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، نقشی 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 سؤال 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 مکانیزم‌ 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 از بین 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 بیشتر از حد انتظار طول بکشد. او در مقاله‌ای درسال ۲۰۱۶ می‌گوید که موش‌های صحرایی ژاپنی و ول‌حفار‌ها به‌طور کامل کروموزم Y خودشان را از دست داده‌اند و معتقد است که روند تولید یا از بین رفتن ژن‌ها در کروموزم Y قطعا مشکلاتی در باروری به‌وجود می‌آورد. این امر نهایتا موجب تشکیل گونه‌های کاملا جدید می‌شود. 

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، 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 به‌ دلیل عدم نوترکیبی که قبلا موجب از بین رفتن کروموزم Y شده بود، شروع‌ به از بین 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).؛ بدین معنا 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 باروری برای همه ممکن شود، بعید به‌ نظر می‌رسد که انسان‌های بارور تولید مثل طبیعی را متوقف کنند. اگرچه این موضوع بسیار جالب و یکی از بحث‌های داغ این روز‌های پژوهش‌های 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 ایده‌ی سیستم کتاب مزرعه‌‌ی حیوانات که تعداد کمی‌ از مردان خوش‌شانس برای تبدیل شدن به پدر اکثریت جامعه بچه‌ها شانس دارند، مطرح نیست و ۴.۶ میلیون سال دیگر، نکات حائز اهمیت دیگری وجود خواهند داشت.