آیا کروموزوم Y در حال ناپدید شدن است؟

در سال ۲۰۰۲، جنی گریوز، زیست‌شناس تکاملی، محاسبه‌ای جنجالی منتشر کرد. او دو سال بعد در یک تفسیر علمی نوشت که «کروموزوم Y زمان زیادی ندارد.»

به گزارش انتخاب و به نقل از sciencealert؛ این کروموزوم تعیین‌کنندهٔ جنس مذکر، طی ۳۰۰ میلیون سال گذشته ۹۷ درصد از ژن‌های اولیهٔ خود را از دست داده است. اگر این روند ادامه پیدا کند، گریوز محاسبه کرد که Y می‌تواند طی چند میلیون سال دیگر کاملاً ناپدید شود.

سرنوشت شوم کروموزوم Y به سرعت توجه رسانه‌ها را جلب کرد و در بسیاری موارد بدون ظرافت و معنایی که گریوز در نظر داشت، منتشر شد.

اندیشه‌های تکاملی او قرار نبود «پایان مردان» یا نابودی گونهٔ انسان را پیش‌بینی کنند؛ همه چیز یک محاسبهٔ ساده و اولیه در یک مقالهٔ دانشگاهی بود که باعث «واکنشی هیجانی» شد.

گریوز به ScienceAlert گفت: «واقعاً تعجب می‌کنم که چرا مردم نگران انقراض مردان طی پنج یا شش میلیون سال آینده‌اند. ما تنها حدود ۱۰۰ هزار سال است که انسان شده‌ایم. به‌نظرم اگر تا قرن آینده زنده بمانیم، خوش‌اقبال خواهیم بود!»

اما اگر محاسبهٔ گریوز درست باشد، این موضوع چه معنایی برای کروموزوم Y — و برای آیندهٔ مردان — دارد؟

خبر خوب این است که کروموزوم‌های مشابه در پستانداران دیگر، و حتی در ماهی‌ها و دوزیستان، در جریان تغییرات ژنتیکی نقش تعیین‌کنندهٔ جنس را از دست داده‌اند و با این حال، گونه‌ها کاملاً ادامه یافته‌اند.

در برخی جوندگان، کروموزوم Y کاملاً و بی‌سروصدا جایگزین شده است. سه گونه از موش‌های کور فاقد Y — Ellobius talpinus، Ellobius tancrei و Ellobius alaicus — اکنون فقط کروموزوم X دارند. ژن‌های تعیین‌کنندهٔ جنس که قبلاً روی Y بودند، به کروموزوم دیگری منتقل شده‌اند.

در موش‌های خارپشتی (Tokudaia osimensis)، کروموزوم Y به‌طور کامل حذف شده و نسخهٔ جدیدی جای آن را گرفته که اکنون تعیین‌کنندهٔ جنس است.

گریوز پیش‌بینی می‌کند: «اگر یک نسخهٔ جدید … که بهتر از کروموزوم Y فرسودهٔ ما عمل می‌کند پدیدار شود، می‌تواند خیلی سریع جایگزین آن شود. شاید همین حالا در یک جمعیت انسانی اتفاق افتاده باشد — از کجا باید بدانیم؟»

در هر حال، در مطالعات ژنوم انسانی معمولاً به‌دنبال نسخه‌های جایگزین تعیین‌کنندهٔ جنس نمی‌گردند. اگر نقش تعیین جنس از Y به کروموزوم دیگری منتقل شده باشد، تفاوت واضحی دیده نمی‌شود. مردان همچنان وجود خواهند داشت، و همچنان قادر به تولید مثل خواهند بود.

سرنوشت کروموزوم Y سال‌ها توجه جهانی را جلب کرده، اما زیر سطح تیترهای هیجان‌زده، یک بحث علمی عمیق و جدی جریان دارد که دو دیدگاه کاملاً ناسازگار تکاملی را در برابر یکدیگر قرار داده است.

یک دیدگاه — که گریوز طرفدار آن است — کروموزوم Y را ساختاری روبه‌فروپاشی می‌داند که محکوم به ناپدیدشدن است و در هر لحظه ممکن است جایگزین شود. دیدگاه دیگر Y را بازمانده‌ای سرسخت می‌داند که سرانجام به ثبات رسیده است.

جِن هیوز، زیست‌شناس تکاملی از مؤسسه وایت‌هد MIT، با دیدگاه دوم موافق است. بیش از یک دهه است که هیوز و گریوز با احترام علمی، اما با اختلاف‌نظر جدی، در مورد تفسیر داده‌ها بحث می‌کنند.

در سال ۲۰۱۲، هیوز و همکارانش دریافتند که طی حدود ۲۵ میلیون سال گذشته، تعداد بسیار کمی از ژن‌های اصلی Y در تبار انسان از دست رفته‌اند.

شواهد جدیدتر این دیدگاه را تقویت می‌کنند و نشان می‌دهند که ژن‌های اصلی Y در نخستی‌سانان به‌شدت حفظ شده‌اند — برخلاف ماهی‌ها و دوزیستان که Y آن‌ها تدریجاً تحلیل می‌رود — و برخی دانشمندان، مانند هیوز، این را نشانهٔ پایداری بلندمدت Y در پریمات‌ها می‌دانند.

هیوز به ScienceAlert گفت: «کار ما که محتوای ژنتیکی Y را در میان بسیاری از پستانداران مقایسه کرد، نشان داد که در ابتدا از دست رفتن ژن‌ها سریع بوده، اما خیلی زود به سطحی ثابت رسیده و عملاً متوقف شده است.»

«ژن‌هایی که باقی مانده‌اند نقش‌های حیاتی در سراسر بدن دارند، بنابراین فشار انتخاب طبیعی برای حفظ آن‌ها بسیار شدیدتر از آن است که بتوانند از دست بروند.»

گریوز اما با این تفسیرها موافق نیست. او می‌گوید حفظ‌شدن یک ژن الزاماً به این معنا نیست که نمی‌تواند جایگزین شود.

به‌علاوه، بسیاری از ژن‌هایی که در سال‌های اخیر در توالی کروموزوم Y انسان گزارش شده، نسخه‌های تکراری هستند؛ و برخی از آن‌ها ممکن است غیرفعال باشند.

گریوز در گذشته Y را «گورستان DNA» نامیده بود. ایجاد کپی‌های متعدد از یک ژن، احتمال بقای حداقل یکی از نسخه‌ها را افزایش می‌دهد، اما همزمان احتمال تولید نسخه‌های «بی‌اثر» را هم بالا می‌برد.

این وضعیت مثل بازی «تلفن خراب» است: هرچه پیام بیشتر منتقل شود، احتمال ماندگاری آن بیشتر است، اما احتمال تغییر و تحریفش نیز بالا می‌رود.

اما چرا کروموزوم Y این‌گونه شده است؟

پاسخ در تکامل نهفته است.

هیوز می‌گوید: «در نیاکان پستانداران جفت‌زا، کروموزوم‌های X و Y کاملاً مشابه بودند و حدود ۸۰۰ ژن داشتند.»

«وقتی Y حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش در تعیین جنس مذکر تخصصی شد، X و Y دیگر در نرها با یکدیگر نوترکیبی نکردند و Y شروع به از دست دادن ژن‌ها کرد. در مقابل، X در زنان XX همچنان قادر به نوترکیبی بود و تقریباً دست‌نخورده باقی ماند.»

امروز، کروموزوم Y تنها ۳ درصد از ژن‌هایی را دارد که زمانی با X مشترک بود. اما این ژن‌ها با سرعتی ثابت از دست نرفته‌اند — و این همان سوءتفاهم بزرگ است، به گفتهٔ هیوز.

گریوز نیز این موضوع را تأیید می‌کند.

پیش‌بینی انقراض Y طی ۶ میلیون سال بر اساس یک روند کاملاً خطی و ثابت از تحلیل ژنتیکی است، اما گریوز می‌گوید چنین روندی بسیار غیرمحتمل است و محاسبه را با دامنهٔ وسیعی از خطا مواجه می‌کند.

او می‌گوید: «از همین حالا تا هرگز، هر زمانی ممکن است. خودم هم تعجب کردم که چرا آن محاسبه تا این اندازه جدی گرفته شد!»

به باور گریوز، حتی اگر به نظر برسد که Y در مقاطعی به ثبات رسیده، این وضعیت گذراست — حتی اگر ۲۵ میلیون سال دوام آورده باشد.

او می‌گوید: «هیچ دلیل نمی‌بینم که تحلیل رفتن Y در پریمات‌ها یا هر گروه دیگر پستانداران متوقف شده باشد یا متوقف شود. این روند آهسته است و با دوره‌های توقف و شروع دنبال می‌شود؛ و دلایلش را هم به‌خوبی می‌شناسیم.»

در یک مناظرهٔ عمومی میان هیوز و گریوز در سال ۲۰۱۱ دربارهٔ سرنوشت کروموزوم Y، حضار در «هجدهمین کنفرانس بین‌المللی کروموزوم» ۵۰/۵۰ رأی دادند. کاملاً برابر.

امیدواریم قضاوت نهایی ۶ میلیون سال طول نکشد.