Мужская хромосома не исчезнет

Не столь давно научный мир забил тревогу, которая передалась и людям, далеким от биологии. Ученые сообщили, что мужчинам грозит вымирание. Этот вывод был основан на исследованиях Y-хромосомы: в процессе эволюции она якобы стремительно теряла гены. Группа американских генетиков успокаивает: слухи об исчезновении сильного пола сильно преувеличены.

Фото:

В середине 2009 года британский профессор Дженнифер Грейвс сделала ошеломляющее заявление. По ее мнению, род мужской стоял на грани вымирания. Грейвс исследовала Y-хромосомы и пришла к выводу, что с течением эволюции они постепенно деградируют. Правда, сроки ее окончательного отмирания оказались не столь короткими. Грейвс предрекала У-хромосоме исчезновение в течение ближайших пяти миллионов лет. Но сама перспектива была очень и очень неприятной. "Триста миллионов лет назад Y-хромосома состояла примерно из 1400, а сегодня — лишь из 45 генов, со временем она может исчезнуть вовсе", — сообщила исследовательница.

Разделение на мужские и женские хромосомы произошло, как предполагается, во время некой мутации. У многих холоднокровных позвоночных есть деление на два пола, но половые хромосомы тем не менее отсутствуют. Зародыш "определяется", кем ему быть, во многом под влиянием среды.

Считается что, X- и Y-хромосомы произошли от пары идентичных хромосом- аутосом в тот период, когда у древних млекопитающих развилось аллельное разнообразие. Все пары хромосом были одинаковы у мужских и женских организмов — а вот в последней произошла некая мутация. Эта крупная хромосома, имеющая форму латинской буквы Х, на определенном этапе эволюции превратилась в меньшую по размеру хромосому, по форме напоминающую букву Y. С тех пор у большинства млекопитающих женские особи имеют 23-ю пару хромосом XX, а у представителей сильного пола последняя пара выглядит как XY.

Читайте также: За сколько лет мышь превратится в слона?

Эта относительно новая хромосома определила не только половой диморфизм, но и способ размножения. Y-хромосома содержит ген SRY, определяющий мужской пол организма и гены, необходимые для нормального формирования сперматозоидов. Этот ген произошел от гена Х-хромосомы под названием SOX3. Хромосома, которая получила SRY-ген, стала мужской, хромосома с геном SOX3 — женской.

Сначала X и Y, как и другие парные хромосомы, обменивались сходными участками в процессе рекомбинации. Но постепенно мужская хромосома утрачивала фрагменты ДНК, и у нее оставалось все меньше генов, пригодных для обмена с Х-хромосомой. Сейчас половые хромосомы у людей могут обмениваться только материалом из небольших концевых участков.

Именно это наблюдение навело ученых на мысль о "вымирании" мужской хромосомы. Согласно исследованиям, количество генов в "мужской" хромосоме за последние 300 миллионов лет сократилось с 1400 всего-навсего до 45. В 2002 году в журнале Nature появилась статья австралийских ученых, предсказывавшая мужской хромосоме гибель в течение 10 миллионов лет. Американские исследователи под руководством Дженнифер Грейвс, как мы знаем, были еще более пессимистичны: они отвели главной хромосоме сильного пола всего пять миллионов лет жизни.

Теория "вымирания мужчин" бурно обсуждалась в научных и ненаучных кругах, пока в феврале 2012 года группа генетиков из Института Уайтхеда не опубликовала данные о сравнении половых хромосом человека, шимпанзе и макаки-резуса. Результаты их изысканий оказались весьма успокаивающими. Шимпанзе отделились от общего с человеком предка около шести миллионов лет назад. За это время их Y-хромосома растеряла еще больше генов, чем человеческая. Тем не менее, самцы шимпанзе чувствуют себя прекрасно и, как мы видим, ничуть не утратили своей мужественности.

По свидетельству ученых, одна группа генов в Y-хромосоме этих обезьян не только сохранилась, но и преумножилась. Эти гены отвечают за производство спермы. Для тех видов, самцы которых склонны к многочисленным половым связям, важно иметь как можно больше сперматозоидов — и это главное, что требуется от Y-хромосомы.

Читайте также: Шимпанзе более разумны, чем кажутся

У макак ситуация с Y-хромосомой оказалась еще интереснее. Хотя макак и человека разделяет 25 миллионов лет эволюции, однако между Y-хромосомами человека и макак-резусов обнаружилось различие всего в один ген!

Исследователи предположили, что человеческая хромосома стремительно теряла гены на каком-то этапе эволюции, но сейчас этот процесс замедляется. Биологи полагают, что каждый сегмент в мужской хромосоме развивается по одному сценарию в два этапа. В первое время тот или иной участок переживает стадию бурных мутаций: они приводят к "удалению" ненужных участков хромосомы, оставляя лишь самые эволюционно полезные. Затем сегмент переходит в стабильную фазу, во время которой рабочие гены в хромосоме не изменяются и передаются из поколения в поколение.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"