شموئيل قلق على مستقبلنا، الرجال "سمعت أن كروموسوم Y الذكري ينضب مع مرور الوقت، هل من الممكن أن كل جيل من الثدييات الذكور يفقد المزيد والمزيد من خصائصه؟ هل من الممكن أن يختفوا؟"
بل إن هناك من يقدر أن أيام الرجل قد شارفت على الانتهاء. في عام 2002، قدر مقال في مجلة "الطبيعة" المرموقة متوسط العمر المتوقع لدينا بـ 10 ملايين سنة. من المخيف أن نعتقد أنه لم يتبق لدينا سوى 9,999,981 سنة قبل أن ننقرض (ومن المحزن أن نعتقد أننا قد لا نكون إلى هذا الحد). لفهم سبب تمجيد بعض علماء الأحياء للذكور، يجب ذكر بعض الحقائق المتعلقة بجينات الأنواع الزائدة عن الحاجة.
بينما تظهر جميع الكروموسومات الأخرى في أزواج، أحدهما موجود في بويضة الأم والآخر من الحيوانات المنوية للأب، زوج واحد من الكروموسومات غير عادي: الرجال لديهم كروموسوم X من الأم وكروموسوم غريب وصغير وخالي من الجينات تقريبًا ، ويدعى ي. عندما تتشكل الخلايا الجنسية في المبيضين أو الخصيتين، تحدث عملية مهمة تشكل أساس التكاثر الجنسي: إعادة التركيب. يلتصق كل زوج من الكروموسومات (وهناك 22 منها بالإضافة إلى الكروموسومات الجنسية) ببعضهما البعض، وتتبادل الكروموسومات، أحدهما من الأب والآخر من الأم، قطع الحمض النووي. هذه هي الطريقة التي يحصل بها النسل على كروموسومات مختلطة: كل واحد منها ينشأ من دمج قطع من الجد. تتيح هذه العملية عملية الانتقاء الطبيعي. وبفضل الاستبدال، يتم اختبار كل طفرة في الاختبار القاسي لحرب الوجود ضمن مجموعات جديدة من الجينات وليس بالضرورة تلك الموجودة في الكروموسوم الأصلي الذي حدثت فيه. وبالتالي، يمكن فصل الجين المعيب عن البيئة الطبيعية، ويمكن أن تنتشر الطفرة الإيجابية حتى لو كان الكروموسوم الأصلي يحتوي على جينات أقل نجاحًا. والكروموسوم Y هو الوحيد الذي ينتقل من الأب إلى الابن دون أن ينتقل، أي ككتلة واحدة من المعلومات الوراثية دون وسيلة للطفرة للتعبير عن نفسها بشكل منفصل عن الجينات المحيطة بها. في الواقع، كروموسوم Y هو نوع من وحدة الوراثة اللاجنسية داخل الكائن الجنسي. كما أن Y غير عادي بطرق أخرى: فهو أصغر الكروموسومات - أقل من 50 جينًا نشطًا مقارنة بحوالي 1,000 جين على الكروموسوم X. بينما يحتوي كل كروموسوم على مجموعة عشوائية من الجينات، فإن بعضها نشط في الصيانة المستمرة لكل كروموسوم الخلية وبعضها فريد من نوعه في أنسجة معينة، بعد كل شيء، الكروموسوم Y هو المحدد الوحيد وجميع جيناته تقريبًا تعمل في نسيج واحد: الخصيتين.
XY هي آلية شائعة ولكنها ليست الآلية الوحيدة
آلية XY التي تمتلك فيها الأنثى كروموسومين X والذكر XY موجودة في الثدييات والذباب وبعض أنواع السلاحف والسحالي وحتى في النباتات. وفي مجموعة أخرى من المخلوقات: الطيور والبرمائيات والفراشات والثعابين، تمتلك الأنثى في الواقع كروموسومًا فريدًا صغيرًا ومنحطًا، بينما يتلقى الذكر كروموسومين جنسيين متطابقين. في سلسلة النحل (غشائية الأجنحة)، يمتلك الذكور مجموعة واحدة من الكروموسومات (أحادية الصيغة الصبغية) والإناث مجموعتان. كما أن هناك كائنات يظهر فيها الكروموسوم الجنسي بدون شريك، أي أن الذكر أو الأنثى لديه عدد فردي من الكروموسومات. لا توجد "شجرة" تطورية تقسم عالم الحيوان بهذه الطريقة، وهذا هو نتيجة التطور المتقارب حيث تقوم الكائنات التي تختار الانقسام إلى نوعين متميزين، ذكر وأنثى، بإنشاء كروموسوم فريد لأحد النوعين ثم تتحلل حتى تختفي أو تقترب منها. وفي الكائنات الخنثى - وهي مجموعة تضم على سبيل المثال الرخويات والديدان والنباتات أحادية المسكن، يحمل كل فرد أعضاء تناسلية ذكرية وأنثوية وينشط جميع الجينات اللازمة لذلك الغرض، وبناء على ذلك لا توجد كروموسومات خاصة بالجنس .
في كثير من الكائنات، لا يتم تحديد النوع وراثيا ولكن يتم تحديده حسب الظروف البيئية. التماسيح وأنواع الأسماك المختلفة تسمح لدرجة حرارة البيئة بتحديد جنس الجنين وبعض الأسماك (وأشهرها سمكة المهرج من فيلم "البحث عن نيمو") تغير جنسها تبعا لوجود ذكور وإناث آخرين في البيئة . يبدو أن أصل الثدييات هو الزواحف التي تم تحديد أنواعها حسب درجة الحرارة، لكن مثل هذه الآلية لا تعمل في الحيوانات ذات الدم الحار، أي بيئة داخلية حيث سيتعرض كل جنين لنفس الحرارة.
آلية مهيمنة في الثدييات
عندما ظهرت الأنواع الأولى من الثدييات قبل حوالي 300 مليون سنة، تم أيضًا إنشاء الآلية التي يقوم فيها جين واحد مهيمن بتنشيط المفتاح ويتسبب في أن تصبح الغدة ذات الإمكانات المزدوجة خصية وليس مبيضًا. الجنس هو سمة معقدة ويتم التعبير عن الفرق بين الذكور والإناث في عدة جينات. الجين المفيد للأنثى سيكون ضارا للذكر وبسبب هذا هناك ضغط الانتقاء الطبيعي لتركيز عدة جينات ذكورية قريبة من بعضها البعض على نفس الكروموسوم الذي يحمل الجين الذكري والجينات الأنثوية الكروموسوم الآخر وما هو مهم جداً للاستمرار: منع تبادل الجينات بين هذه الكروموسومات بحيث يكون النسل ذكراً أو أنثى ولكن ليس بأشكال وسيطة. تتمثل إحدى طرق منع العبور في عكس جزء من الكروموسوم بحيث لا تلتصق الكروموسومات في هذا القسم ببعضها البعض ولن يحدث العبور. في الواقع، فإن كروموسوم Y غني بالأجزاء التي خضعت لمثل هذا الانقلاب أثناء التطور. المرحلة الأولى التي تشكلت فيها القطعة المناعية من بديل على سلف كروموسوم Y حدثت منذ حوالي 240 مليون سنة وتضمنت المنطقة التي يوجد فيها الجين المحدد للجنس SRY والأخيرة التي أصبح فيها Y جينًا كاملاً. وحدة منفصلة منذ 30 مليون سنة. هذه الآلية التطورية للفصل التدريجي للكروموسومات الجنسية قد حدثت مرارا وتكرارا في تطور الأنواع الحيوانية والنباتية التي ليست خنثى، أي تلك التي يوجد فيها اختلاف وراثي بين الذكور والإناث. لكن عالم الحيوان متنوع والتطور لديه طرق مختلفة للوصول إلى نفس الهدف: فالكروموسوم المقابل لـ "Y" الخاص بنا في الفراشات (حيث يحدد في الواقع الأنوثة) قد تم إنشاؤه بطريقة مختلفة - في انقسام الجين الذي يحدد النوع من الكروموسوم الطبيعي.
الكروموسوم الثاني الذي يظهر في نسختين في إناث الثدييات (أو الذكور في الطيور) يخضع أيضًا لتطور فريد: بما أن إناث الثدييات لديها ضعف عدد نسخ جينات الكروموسوم X، يتم إسكات أحد هذه الكروموسومات في كل خلية. أي أن الأنثى هي "مخلوق هجين" (كيميرا) حيث تعبر نصف الخلايا عن X من الأم والنصف الآخر من الأب. في الذكر، يتم التعبير عن كروموسوم X من الأم دون توازن من كروموسوم الأب. في حين أن الطفرة في أي كروموسوم آخر عادة ما تكون مخفية في ظل الكروموسوم المجاور، فإن أي تغيير في الكروموسوم X سيتم التعبير عنه في نصف خلايا الفتيات وفي جميع الأولاد. الكروموسوم X هو المكان الذي "يجب" أن تحدث فيه طفرة إيجابية، وهي طفرة تعمل على تحسين لياقة الفرد. كما ذكر،
في البشر، X هو الكروموسوم الأكثر جاذبية والأكثر ذكاءً. يحتوي على تركيز عالٍ نسبيًا من الجينات التي تعمل على الجهاز التناسلي والدماغ، ويُعزى التطور السريع للذكاء البشري على مدى ملايين السنين الماضية إلى حد كبير إلى الطفرات في الكروموسوم X. وبناء على ذلك، فإن الأمراض الوراثية الناتجة عن غالبًا ما يتجلى الضرر الذي يلحق بـ X في وقت واحد في التخلف العقلي والنمو الجنسي الأذى. ومن ناحية أخرى، يعاني كروموسوم Y من جميع الأضرار التي تصيب أولئك الذين لا يستطيعون تجديد أنفسهم وتبادل المعلومات مع الأصدقاء - فمن الصعب جدًا على التطور تصحيح العيوب في كروموسوم الجنين كوحدة واحدة دون عزل الجينات الجيدة بشكل منفصل. والمعيبة بشكل منفصل. الطفرات السلبية تلحق بـ Y بسرعة أكبر ويمكن أن تختفي الطفرات الإيجابية إذا حدثت في "أبو البنات" الذي ليس له ذرية ذكور. بالإضافة إلى ذلك، يخضع كروموسوم Y لطفرات أكثر بكثير من أي كروموسوم آخر - طفرات أكثر بخمس مرات من أي جزء آخر من الجينوم. وذلك لأن الكروموسوم Y يمر بجميع دورات انقسام الخلايا في بيئة معادية للخصية: تحدث الطفرات أثناء الانقسام وتمر خلية الحيوان المنوي بانقسامات أكثر بكثير من البويضة. يكون الحيوان المنوي أكثر عرضة للضرر التأكسدي ويفتقر إلى إنزيمات إصلاح الحمض النووي التي تعمل في البويضة، وكما أذكر، ليس لدى Y شريك يجده في المأوى المحمي للمبيض. كلما زاد إنتاج الحيوانات المنوية كثافة، زادت فرصة حدوث طفرات في الكروموسوم Y.
لقد مر حوالي 5 ملايين سنة منذ أن انفصلنا عن أسلاف الشمبانزي، ومن كل الناحية التشريحية والسلوكية تغيرنا أكثر بينما بقي الشمبانزي مشابها لذلك الجد. الكروموسوم Y غير عادي: على وجه التحديد في الشمبانزي حيث تهدف المنافسة بين الذكور على الإخصاب إلى نشاط أكثر قوة للخصيتين، مر الكروموسوم Y بتغييرات أكثر دراماتيكية وفي تلك الزاوية الصغيرة من الجينوم بقينا مشابهين نسبيًا للكروموسوم Y. سلف.
إن طريقة التطور في التعامل مع الكروموسوم الضال هي إسكاته. إذا كان معدل التآكل في كروموسوم Y ثابتًا، فالحساب بسيط: خلال 300 مليون سنة من الثدييات الأولى، تم استنفاد كروموسوم Y بنسبة 95٪، لذا سيستغرق الأمر حوالي 15 مليون سنة لإفراغه تمامًا. اختفاء الـ Y سيكون نهاية النوع الذكوري وبالتالي نهاية الإنسان العاقل بشكل عام لأن هناك جينات تعمل فقط عندما تنشأ في الخلية المنوية. لكن عالم الحيوان يوفر الراحة. وقد أكملت بعض القوارض العملية بالفعل وأصبح ذكرها مكتفيًا بالكروموسوم X الذي ليس له شريك. وفي مثل هذه الحالات ينتقل الجين المحدد للذكور إلى كروموسوم آخر، كما حدث بالفعل في الجرابيات، وهناك دليل على إعادة تكوين كروموسوم جنسي شاب حول هذا الجين بعد فقدان الكروموسوم السابق.
نهاية Y ستكون بالفعل نهاية الجنس البشري لأن التكاثر لن يكون ممكنا بين أولئك الذين لديهم نظام XY وأولئك الذين لديهم الطفرة التي ستزيله، لكن علم الأحياء يظهر أن الكائنات تستمر في التكاثر حتى عندما تتحرك الجينات. والحقيقة الأخرى المطمئنة هي أن التآكل ليس عملية خطية بل يتلاشى وهناك نماذج تتنبأ بتوقفه عندما يحتوي كروموسوم Y على عدد صغير ولكن ثابت من الجينات. يتم الحصول على تعزيز لهذا النموذج من خلال المقارنة بين الكروموسومات الجنسية لعدة أنواع من ذباب ذبابة الفاكهة التي تكونت فيها الكروموسومات الجنسية في الماضي البعيد أو القريب. البشر والقردة الريسوسية: نوعان انقسما قبل حوالي 30 مليون سنة، لديهما مجموعة مماثلة من الجينات على كروموسوم Y، مما يعزز الاعتقاد بأن كروموسوم Y الخاص بنا قد وصل بالفعل إلى حجمه النهائي ولا يتوقع حدوث المزيد من التقصير.
هل خطر في ذهنك سؤال مثير للاهتمام أو مثير للاهتمام أو غريب أو وهمي أو مضحك؟ أرسل إلى: ysorek@gmail.com
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
هناك قدر لا بأس به من الأدلة على أن "الإخصاب الذاتي"، كما هو الحال في أنواع معينة من الحيوانات في أوقات الحاجة مثل الحوت في الأسر، ممكن أيضًا عند البشر، وإذا لم أكن مخطئًا فقد أجريت تجربة أيضًا حيث تم خلالها نقل شخص من بويضة طبيعية وبويضة معدلة وراثيا ظلت على قيد الحياة بعد خمسة أيام من ولادتها. بمعنى، دعونا لا نتأكد من أننا بدون الرجال لم نعد جنسًا بشريًا. ربما لسنا بالأهمية التي نعتقدها، وربما كان دورنا مجرد مرحلة انتقالية كأداة مساعدة للحفاظ على الإناث جسديًا وتخصيبها جنسيًا حتى منحهن التطور هذه القدرات بأنفسهن.