آيا كرومواخبار تخصصي Y در حال از‌بين‌رفتن است؟

جنسي كه از لحظه‌ي تشكيل به ما اختصاص داده مي‌شود، تا حد زيادي به پرتاب ژنتيكي يك سكه بستگي دارد: X يا Y. اگر دو كرومواخبار تخصصي X وجود داشته باشد، تقريبا هميشه صاحب تخمدان خواهيد شد. اگر يك كرومواخبار تخصصي X و يك كرومواخبار تخصصي Y وجود داشته باشد، بيضه‌ها تشكيل خواهد شد. اين بسته‌هاي مواد ژنتيكي فقط ازانديشه متخصصين اعضاي بدني كه به ما مي‌دهند، باهم فرق ندارد. كرومواخبار تخصصي Y كه حاوي ۴۵ ژن است، در‌مقايسه‌با حدود ۱،۰۰۰ ژن واقع روي كرومواخبار تخصصي X كوتاه است. پژوهش‌ها حاكي ‌از آن است كه اين كرومواخبار تخصصي در طول زمان كوچك‌تر شده است. اين پيشنهاد را برخي به‌عنوان پيش‌بيني نابودي مردان تفسير كرده‌اند. بنابراين، آيا واقعا كرومواخبار تخصصي Y در حال نابودي است؟ اين امر چه معنايي براي مردان مي‌تواند داشته باشد؟

براي اينكه بتوانيم به اين سؤالات جواب دهيم، ابتدا بايد به گذشته برگرديم. مليسا ويلسون، متخصص زيست‌شناسي تكاملي در دانشگاه ايالتي آريزونا گفت:

كرومواخبار تخصصي‌هاي جنسي ما هميشه Y و X نبودند و آنچه جنس فرد را تعيين مي‌كرد، به‌طورخاص با آن‌ها در ارتباط نبود. وقتي نخستين پستانداران حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ ميليون سال پيش تكامل پيدا كردند، اصلا هيچ كرومواخبار تخصصي جنسي نداشتند. درعوض، كرومواخبار تخصصي‌هاي X و Y درست مانند ديگر مجموعه‌هاي كرومواخبار تخصصيي بودند و اندازه و ساختار مشابهي داشتند.

توجه به اين نكته مهم است كه حيوانات به كرومواخبار تخصصي‌هاي جنسي نيازي ندارند. جنيفر گريوز، ژنتيك‌دان دانشگاه لاتروب در استراليا، گفت اين موضوع در آن زمان صادق بود و اكنون نيز درست است. همه‌ي كرومواخبار تخصصي‌هاي ما تركيبي از ژن‌هاي مرتبط با جنس و ژن‌هاي غيرمرتبط با جنس هستند. تنها ويژگي خاص كرومواخبار تخصصي Y ژني است كه SRY ناميده مي‌شود و به‌عنوان كليد روشن‌وخاموشي براي توسعه‌ي بيضه‌ها عمل مي‌كند. درباره‌ي اليگاتور (تمساح پوزه‌پهن) و لاك‌پشت‌ها حتي به كليد روشن‌وخاموش نيازي نيست و دمايي كه رويان‌ها در آن رشد مي‌كنند، جنس آن‌ها را تعيين مي‌كند. در سال ۲۰۰۶، گريوز مطالعه‌ي مروري در مجله‌ي Cell منتشر كرد و در آن نوشت:

«احتمالا اجداد پستاندار ما اين ويژگي را داشتند؛ اما در مقطعي از زمان، يك كرومواخبار تخصصي ساده و غيرجنسي قديمي در يكي از اين اجداد داراي ژني با كليد روشن‌وخاموشي نظير اين شد. با اين اتفاق، شما به‌ناگهان براي ايجاد قسمت‌هاي توليدمثلي مردانه به كرومواخبار تخصصي Y نياز پيدا كرديد.

به‌محض اينكه كرومواخبار تخصصي Y وجود پيدا كرد، آمادگي كوچك‌شدن را داشت. ويلسون گفت در طول زمان، ژن‌ها دچار جهش‌هايي مي‌شوند كه بسياري از آن‌ها مضر هستند. كرومواخبار تخصصي‌ها مي‌توانند با نوتركيبي با همديگر از انتقال اين جهش‌ها جلوگيري كنند. در جريان ميوز، يعني زماني‌كه بدن‌هاي ما اسپرم و تخمك توليد مي‌كند، كرومواخبار تخصصي‌هاي پدري و مادري به‌طور تصادفي باهم تركيب مي‌شوند و بازوهاي خود را باهم مطابقت مي‌دهند. اين رقص ژنتيكي به‌طور يكسان واريانت‌هاي ژني مضر و مفيد را مي‌شكند و احتمال انتقال نسخه‌هاي عملكردي را افزايش مي‌دهد. تمامي كرومواخبار تخصصي‌ها اين كار را انجام مي‌دهند: كرومواخبار تخصصي شماره‌ي‌ يك مادري بازوهاي خود را با كرومواخبار تخصصي شماره‌ي يك پدري مبادله مي‌كند و...؛ اگرچه كرومواخبار تخصصي Y همتايي ندارد تا اين تبادل ژني را با آن انجام دهد.

كرومواخبار تخصصي‌هاي X مي‌توانند با همديگر نوتركيبي حاصل كنند؛ اما كرومواخبار تخصصي Y و X به‌اندازه‌ي كافي مشابه نيستند كه نوتركيبي انجام دهند. بدين علت كه به‌ندرت در يك فرد دو كرومواخبار تخصصي Y وجود دارد، كرومواخبار تخصصي Y نمي‌تواند با خودش نوتركيبي حاصل كند. ويلسون گفت:

اگر جهش بدي رخ دهد، معمولا مي‌توانيد آن را با همتاي خود مبادله كنيد؛ اما Y نمي‌تواند اين كار را انجام دهد. بنابراين، كروموزموم Y جهش‌هاي مضر را در خود جمع مي‌كند. در طول زمان، اين جهش‌ها با انتخاب طبيعي پاك‌سازي مي‌شوند تا زماني‌كه Y كوچك‌تر و كوچك‌تر شود.

پژوهش‌هاي گريوز نشان مي‌دهد كه ۱۶۶ ميليون سال پيش، كرومواخبار تخصصي Y از ۱،۶۶۹ ژن بهره مي‌برد؛ يعني برابر با همان تعدادي كه روي كرومواخبار تخصصي X قرار داشت. براين‌اساس، محاسبات پيچيده‌اي نياز نداريم تا متوجه شويم اگر نرخ كاهش يكنواخت باشد (۱۰ ژن در يك‌ميليون سال) و تنها ۴۵ ژن باقي مانده باشد، كل Y در ۴/۵ ميليون سال از بين خواهد رفت. البته «يكنواخت» در اينجا كلمه‌ي مهمي است. پژوهش‌هاي جديدتر نشان مي‌دهند كه نرخ كاهش در طول زمان كند شده است.

گريوز خاطرنشان كرد زوال كرومواخبار تخصصي Y پديده‌ي بي‌تكراري نيست؛ زيرا اين پديده براي گونه‌هاي ديگر اتفاق افتاده است. دو گونه از جوندگان زيرزميني كه ول حفار ناميده مي‌شوند، به‌طور مستقل كرومواخبار تخصصي‌هاي Y خود را از دست داده‌اند. همچنين، سه گونه موش‌ صحرايي خاردار كه در چند جزيره‌ي كوچك در ژاپن زندگي مي‌كنند و درمعرض خطر انقراض قرار دارند، اين پديده را تجربه كرده‌اند. باوجوداين، همان‌طوركه اين گونه‌ها نشان مي‌دهند، از‌دست‌دادن كرومواخبار تخصصي Y به‌معناي نابودي نيست. هم موش‌هاي خاردار و هم ول‌هاي حفار هنوز جنس نر و ماده دارند.

راسموس نيلسن، ژنتيك‌دان دانشگاه كاليفرنيا گفت:

مردم فكر مي‌كنند جنس مسئله‌ي بسيار تعيين‌شده‌اي است، اينكه اگر يك كرومواخبار تخصصي Y داشته باشيد، مرد هستيد و اگر اين كرومواخبار تخصصي را نداشته باشيد، زن هستيد؛ اما نحوه‌ي عملكرد آن چنين نيست.

به‌گفته‌ي ويلسون، ۹۵ درصد از ژن‌هايي كه بيان آن‌ها در مردان و زنان متفاوت است، درواقع روي كرومواخبار تخصصي‌هاي X و Y قرار نگرفته‌اند. براي مثال، ژن ESR1 كه كدكننده‌ي گيرنده‌هاي استروژن است، روي كرومواخبار تخصصي ۶ قرار دارد. اين گيرنده‌ها براي رشد و توسعه‌ي جنسي جنس ماده حياتي هستند. از‌دست‌دادن كرومواخبار تخصصي Y به‌معناي نابودي جنس نر نيست. درعوض، از‌دست‌رفتن كرومواخبار تخصصي Y احتمالا بدين‌معنا خواهد بود كه ژن ديگري به‌عنوان تعيين‌كننده‌ي اصلي جنس، يعني كليد روشن‌وخاموش، وارد عمل خواهد شد. ژن‌هايي زيادي خارج از كرومواخبار تخصصي Y وجود دارند كه اين وظيفه را به‌خوبي انجام خواهند دارد.

حال اين سؤال مطرح مي‌شود: احتمال وقوع اين پديده چقدر است؟ ويلسون گفت: «چنين چيزي ممكن است؛ اما در دوران حيات ما رخ نخواهد داد.»