Kromosom Y i rött, bredvid den mycket större X-kromosomen. National Human Genome Research Institute

Y-kromosomen kan vara en symbol för maskulinitet, men det blir allt tydligare att det är allt annat än starkt och uthålligt. Även om den bär den "Master switch" genen, SRY, som bestämmer huruvida ett embryo kommer att utvecklas som manligt (XY) eller kvinnligt (XX), det innehåller väldigt få andra gener och är den enda kromosomen som inte är nödvändig för livet. Kvinnor klarar alltför bra utan en.

Y-kromosomen har dessutom degenererat snabbt och lämnar honor med två helt normala X-kromosomer, men hanar med en X och en förkrympad Y. Om samma degenerationshastighet fortsätter har Y-kromosomen just 4.6m år kvar innan det försvinner helt. Det kan låta som en lång tid, men det är inte när man anser att livet har funnits på jorden i 3.5 miljarder år.

Y-kromosomen har inte alltid varit så här. Om vi ​​spolar klockan till 166m år sedan, till de allra första däggdjuren, var historien helt annorlunda. Den tidiga "proto-Y" -kromosomen var ursprungligen lika stor som X-kromosomen och innehöll alla samma gener. Men Y-kromosomer har en grundläggande fel. Till skillnad från alla andra kromosomer, som vi har två kopior av i vart och ett av våra celler, är Y-kromosomer endast närvarande som en enda kopia, överförd från fäder till deras söner.

Det betyder att gener på Y-kromosomen inte kan genomgå genetisk rekombination, "shuffling" av gener som uppstår i varje generation vilket hjälper till att eliminera skadliga genmutationer. Berövad av fördelarna med rekombination, degenereras Y-kromosomgener över tid och förloras så småningom från genomet.

Trots detta har den senaste forskningen visat att Y-kromosomen har utvecklat några ganska övertygande mekanismer för att "sätta bromsarna på", vilket sänker graden av genförlust till en möjlig vila.

Till exempel en nyligen dansk studie, publicerad i PLoS Genetics, sekvenserade delar av Y-kromosomen från 62 olika män och fann att det är benäget för storskaliga strukturella omläggningar som möjliggör "genförstärkning" - förvärv av flera kopior av gener som främjar hälsosam spermfunktion och mildrar genförlust.

Studien visade också att Y-kromosomen har utvecklat ovanliga strukturer som kallas palindromer (DNA-sekvenser som läser samma framåt som bakåt - som ordet "kajak") som skyddar den mot ytterligare nedbrytning. De registrerade en hög grad av "genkonvertering" i de palindroma sekvenserna på Y-kromosomen. Det här är i princip en "kopiera och klistra" -process som gör att skadade gener kan repareras med en oskadad säkerhetskopia som mall.

Letar du efter andra arter (Y kromosomer existerar i däggdjur och några andra arter), a växande bevisuppgift indikerar att Y-kromosomgenförstärkning är en allmän princip över hela linjen. Dessa amplifierade gener spelar kritiska roller i spermaproduktion och (åtminstone hos gnagare) i reglerande avkommans könsförhållande. Skriva i Molekylärbiologi och evolution nyligen ger forskare bevis för att denna ökning av genkopiantalet hos möss är ett resultat av naturligt urval.

På frågan om huruvida Y-kromosomen faktiskt kommer att försvinna, är det vetenskapliga samfundet, som Förenade kungariket för tillfället, är för närvarande delad in i "lämnarna" och "återstående". Den senare gruppen hävdar att dess försvarsmekanismer gör ett bra jobb och har räddat Y-kromosomen. Men försvinnarna säger att allt de gör tillåter Y-kromosomen att klamra sig på sina naglar, innan de slutligen släpper ner klippan. Debatten fortsätter därför.

En ledande förespråkare för orlofsargumentet, Jenny Graves från La Trobe University i Australien hävdar att, om du tar ett långsiktigt perspektiv, Y-kromosomerna oundvikligen är dömda - även om de ibland håller sig lite längre än väntat. I ett 2016-papper, hon påpekar den där Japanska spiny råttor och mole voles har helt och hållet förlorat sina Y-kromosomer - och hävdar att processerna av gener som förloras eller skapas på Y-kromosomen oundvikligen leder till fertilitetsproblem. Detta i sin tur kan i slutändan driva bildandet av helt nya arter.

Övergången av män?

Som vi argumenterar i ett kapitel i a ny e-bok, även om Y-kromosomen hos människor försvinner, betyder det inte nödvändigtvis att manar själva är på väg ut. Även i de arter som faktiskt har förlorat sina Y-kromosomer helt, är både män och kvinnor båda fortfarande nödvändiga för reproduktion.

I dessa fall har SRY "master switch" -genen som bestämmer genetisk maleness flyttat till en annan kromosom, vilket innebär att dessa arter producerar män utan att ha en Y-kromosom. Den nya könsbestämmande kromosomen - den som SRY flyttar vidare till - bör då börja degenerationsprocessen igen på grund av samma brist på rekombination som dömde sin tidigare Y-kromosom.

Men det intressanta med människor är att medan Y-kromosomen behövs för normal mänsklig reproduktion, är många av de gener som den bär, inte nödvändiga om du använder hjälpte reproduktionstekniker. Det innebär att genteknik snart kan ersätta genfunktionen för Y-kromosomen, vilket möjliggör att kvinnliga par av samma kön eller infertila män blir gravid. Men även om det blev möjligt för alla att bli gravid på detta sätt verkar det mycket osannolikt att friska människor bara skulle sluta reproducera naturligt.

Även om detta är ett intressant och varmt diskuterat område för genetisk forskning, finns det lite behov av att oroa sig. Vi vet inte ens om Y-kromosomen kommer att försvinna alls. Och som vi har visat, även om det gör det, kommer vi sannolikt att fortsätta att behöva män så att normal reproduktion kan fortsätta.

Faktum är att utsikten till ett typ av lantbruksdjur där några få "lyckliga" män väljs ut för att fira majoriteten av våra barn, är verkligen inte i horisonten. Under alla omständigheter kommer det att bli mycket mer angelägna bekymmer under de kommande 4.6m-åren.

Om Författarna

Darren Griffin, professor i genetik, University of Kent och Peter Ellis, föreläsare i molekylärbiologi och reproduktion, University of Kent

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon