Das Geschlecht von Babys von Menschen und anderen Säugetieren wird durch ein männlich bestimmendes Gen auf dem Y-Chromosom bestimmt. Sondern der Mensch Das Y-Chromosom degeneriert und kann in ein paar Millionen Jahren verschwinden und zu unserem Aussterben führen, wenn wir kein neues Geschlechtsgen entwickeln.
Die gute Nachricht ist, dass zwei Zweige von Nagetieren bereits ihr Y-Chromosom verloren haben und überlebt haben, um die Geschichte zu erzählen.
Ein neues Papier rein Proceedings of the National Academy of Sciences zeigt, wie die Stachelratte ein neues männlich bestimmendes Gen entwickelt hat.
Wie das Y-Chromosom das menschliche Geschlecht bestimmt
Beim Menschen, wie bei anderen Säugetieren, haben Weibchen zwei X-Chromosomen und Männchen ein einzelnes X und ein winziges kleines Chromosom namens Y. Die Namen haben nichts mit ihrer Form zu tun; das X stand für „unbekannt“.
Das X enthält ungefähr 900 Gene, die alle möglichen Aufgaben erledigen, die nichts mit Sex zu tun haben. Aber das Y enthält wenige Gene (ca. 55) und viel nichtkodierende DNA– einfache sich wiederholende DNA, die nichts zu tun scheint.
Aber das Y-Chromosom hat es in sich, weil es ein überaus wichtiges Gen enthält, das die männliche Entwicklung im Embryo ankurbelt. Etwa 12 Wochen nach der Empfängnis schaltet dieses Master-Gen andere ein, die die Entwicklung eines Hodens regulieren. Der embryonale Hoden produziert männliche Hormone (Testosteron und seine Derivate), die dafür sorgen, dass sich das Baby als Junge entwickelt.
Dieses Master-Sex-Gen wurde als SRY (sex region on the Y) identifiziert. in 1990. Es funktioniert, indem es einen genetischen Weg auslöst, der mit einem Gen namens SOX9 beginnt, das bei allen Wirbeltieren für die männliche Bestimmung entscheidend ist, obwohl es nicht auf Geschlechtschromosomen liegt.
Das verschwindende Y
Die meisten Säugetiere haben ein ähnliches X- und Y-Chromosom wie wir; ein X mit vielen Genen und ein Y mit SRY und ein paar anderen. Dieses System ist aufgrund der ungleichen Dosierung von X-Genen bei Männern und Frauen mit Problemen verbunden.
Wie hat sich so ein seltsames System entwickelt? Das überraschende Ergebnis ist das Australiens Schnabeltier hat ganz andere Geschlechtschromosomen, eher wie die von Vögeln.
Beim Schnabeltier ist das XY-Paar nur ein gewöhnliches Chromosom mit zwei gleichen Mitgliedern. Dies deutet darauf hin, dass die Säugetiere X und Y vor nicht allzu langer Zeit ein gewöhnliches Chromosomenpaar waren.
Dies wiederum muss bedeuten, dass das Y-Chromosom in den 166 Millionen Jahren, in denen sich Menschen und Schnabeltiere getrennt entwickelt haben, 900–55 aktive Gene verloren hat. Das ist ein Verlust von etwa fünf Genen pro Million Jahre. Bei dieser Rate werden die letzten 55 Gene eingearbeitet 11 Millionen Jahre.
Unsere Behauptung des bevorstehenden Untergangs des menschlichen Y sorgte für Furoreund bis heute gibt es Behauptungen und Gegenbehauptungen über die erwartete Lebensdauer unseres Y-Chromosoms – Schätzungen zwischen unendlich und ein paar tausend Jahre
Nagetiere ohne Y-Chromosom
Die gute Nachricht ist, dass wir von zwei Nagetierlinien wissen, die ihr Y-Chromosom bereits verloren haben – und noch überleben.
Die Maulwürfe Osteuropas und die Stachelratten Japans weisen jeweils einige Arten auf, bei denen das Y-Chromosom und SRY vollständig verschwunden sind. Das X-Chromosom bleibt in einfacher oder doppelter Dosis bei beiden Geschlechtern erhalten.
Obwohl noch nicht klar ist, wie die Maulwurfsmäuse das Geschlecht bestimmen ohne das SRY-Genein Team unter der Leitung des Biologen Asato Kuroiwa von der Hokkaido-Universität hatte mehr Glück mit der Stachelratte – einer Gruppe von drei Arten auf verschiedenen japanischen Inseln, die alle gefährdet sind.
Kuroiwas Team entdeckte, dass die meisten Gene auf dem Y von Stachelratten auf andere Chromosomen verlagert worden waren. Aber sie fand weder Anzeichen von SRY noch das Ersatzgen.
Jetzt haben sie es endlich veröffentlichte eine erfolgreiche Identifizierung in PNAS. Das Team fand Sequenzen, die in den Genomen von Männchen, aber nicht von Weibchen vorhanden waren, verfeinerte diese und testete die Sequenz an jeder einzelnen Ratte.
Was sie entdeckten, war ein winziger Unterschied in der Nähe des Schlüsselgeschlechtsgens SOX9 auf Chromosom 3 der Stachelratte. Eine kleine Duplikation (nur 17.000 Basenpaare von mehr als 3 Milliarden) war bei allen Männern und nicht bei Frauen vorhanden.
Sie schlagen vor, dass dieses kleine Stück duplizierter DNA den Schalter enthält, der normalerweise SOX9 als Reaktion auf SRY einschaltet. Als sie diese Duplikation in Mäuse einführten, stellten sie fest, dass sie die SOX9-Aktivität steigert, sodass die Änderung es SOX9 ermöglichen könnte, ohne SRY zu arbeiten.
Was das für die Zukunft der Männer bedeutet
Das bevorstehende – evolutionär gesprochen – Verschwinden des menschlichen Y-Chromosoms hat Spekulationen über unsere Zukunft ausgelöst.
Einige Eidechsen und Schlangen sind rein weibliche Arten und können Eier aus ihren eigenen Genen über sogenannte Eier herstellen Parthenogenese. Aber das kann bei Menschen oder anderen Säugetieren nicht passieren, weil wir mindestens 30 entscheidende „eingeprägte“ Gene haben, die nur funktionieren, wenn sie vom Vater über das Sperma kommen.
Zur Fortpflanzung brauchen wir Spermien und wir brauchen Männer, was bedeutet, dass das Ende des Y-Chromosoms das Aussterben der Menschheit einläuten könnte.
Der neue Befund unterstützt eine alternative Möglichkeit – dass Menschen ein neues geschlechtsbestimmendes Gen entwickeln können. Puh!
Die Evolution eines neuen geschlechtsbestimmenden Gens ist jedoch mit Risiken verbunden. Was ist, wenn sich in verschiedenen Teilen der Welt mehr als ein neues System entwickelt?
Ein „Krieg“ der Geschlechtsgene könnte zur Abspaltung neuer Arten führen, wie es bei Maulwürfen und Stachelratten geschehen ist.
Wenn also jemand die Erde in 11 Millionen Jahren besucht, findet er möglicherweise keine Menschen – oder mehrere verschiedene menschliche Spezies, die durch ihre unterschiedlichen Geschlechtsbestimmungssysteme voneinander getrennt sind.
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