Революционное исследование выявило шокирующую возможность: человеческая Y-хромосома, играющая решающую роль в определении мужского пола, может исчезнуть через несколько миллионов лет. Хотя это может показаться тревожным, последствия для выживания человека более сложны, чем изначально опасались.
Роль Y-хромосомы В человеческой генетике женщины имеют две X-хромосомы, а мужчины — одну X-хромосому и одну Y-хромосому. X-хромосома содержит около 900 генов, отвечающих за различные функции, не связанные с полом, в то время как Y-хромосома содержит около 55 генов и значительное количество некодирующей ДНК. Среди этих генов SRY играет ключевую роль в инициировании мужского развития на стадии эмбриогенеза.
За 166 миллионов лет эволюции Y-хромосома претерпела значительное дегенеративное изменение. Оценки показывают, что она потеряла около 845 генов, со скоростью примерно пять генов на миллион лет. Если эта тенденция сохранится, Y-хромосома теоретически может потерять оставшиеся гены за примерно 11 миллионов лет.
Что произойдет, если Y-хромосома исчезнет? Чтобы оценить потенциальное воздействие исчезновения Y-хромосомы, ученые изучили виды грызунов, которые уже потеряли свои Y-хромосомы. Два примечательных примера — это восточноевропейские кротовые мыши и шипящие крысы Японии. Эти виды показывают, что жизнь может продолжаться даже в отсутствие Y-хромосомы, при этом X-хромосома остается функциональной у обоих полов.
Выводы из исследований грызунов Недавнее исследование, проведенное Асато Куроива из Хоккайдского университета, сосредоточилось на шипящей крысе, виде, который потерял свою Y-хромосому. Исследование показало, что большинство генов Y-хромосомы были перенесены на другие хромосомы. Удивительно, но при этом ген SRY, необходимый для мужского развития, отсутствовал, и вид продолжал процветать.
Исследование обнаружило ключевую разницу вблизи гена SOX9 на 3-й хромосоме шипящей крысы. Этот ген участвует в определении пола и обычно требует активации гена SRY. Исследователи обнаружили небольшое дублирование ДНК (17 000 пар оснований из более чем 3 миллиардов), которое присутствует у всех самцов, но отсутствует у самок. Это дублирование, похоже, заменяет функцию отсутствующего гена SRY, усиливая активность SOX9.
Когда это дублирование ДНК было введено в мышей, оно успешно увеличивало активность SOX9, что указывает на то, что SOX9 может функционировать без SRY. Это предполагает, что могут развиться новые механизмы определения пола, даже если Y-хромосома исчезнет.
Последствия для человеческой эволюции Результаты исследования шипящей крысы показывают, что, хотя исчезновение Y-хромосомы является значительным эволюционным событием, это не обязательно означает конец выживания человека. Исследование предполагает, что могут развиться альтернативные механизмы определения пола, что обеспечит продолжение видов даже в отсутствие Y-хромосомы.
Будущее определения пола и человеческой эволюции Возможность исчезновения Y-хромосомы вызывает важные вопросы о будущем определения пола у человека. Результаты исследований видов грызунов предполагают, что, хотя Y-хромосома может постепенно терять свои основные гены, альтернативные механизмы определения пола могут появиться.
С эволюционной точки зрения, адаптация, наблюдаемая у шипящих крыс, демонстрирует, как организмы могут развивать новые генетические решения для поддержания репродуктивных функций. По мере продолжения эволюции человека возможно развитие новых генетических путей, аналогичных тем, что наблюдаются у грызунов. Эта адаптивность подчеркивает устойчивость биологических систем и потенциал для продолжения выживания и воспроизводства, несмотря на значительные генетические изменения.
Будущие исследования будут иметь решающее значение для понимания того, как эти эволюционные изменения могут повлиять на человеческую генетику и развитие. По мере того как ученые продолжают исследовать сложности определения пола, текущие исследования помогут прояснить, как наш вид может адаптироваться к этим изменениям и какие последствия они могут иметь для будущих поколений. Путешествие генетической эволюции остается динамичным, и наша способность адаптироваться может кардинально изменить будущее человеческой биологии.
