Y-хромосома начала исчезать. Это может привести к вымиранию человека как вида
Принадлежность к мужскому полу у человека и других млекопитающих определяется геном Y-хромосомы. Но Y-хромосома человека деградирует и может исчезнуть через несколько миллионов лет, что приведет к нашему вымиранию, если мы не выработаем новый половой ген. Однако два вида грызунов уже потеряли свою Y-хромосому и дожили до наших дней. В статье, опубликованной в 2022 году в журнале Proceedings of the National Academy of Science, рассказывается о том, как у колючей крысы развился новый ген, определяющий мужской пол.
У человека, как и у других млекопитающих, самки имеют две Х-хромосомы, а самцы — одну Х и одну Y. Х содержит около 900 генов, которые выполняют самую разную работу, не связанную с полом. А вот Y содержит мало генов (около 55) и массу простой повторяющейся ДНК, которая, кажется, ничего не делает.
Но Y-хромосома обладает огромным потенциалом, потому что содержит важный ген, который запускает развитие мужского пола у эмбриона. Примерно через 12 недель после зачатия этот главный ген активирует другие, которые регулируют развитие семенников, вырабатывающих мужские гормоны (тестостерон и его производные), и в результате рождается мальчик.
В 1990 году этот главный половой ген был идентифицирован как SRY. Он запускает генетический процесс, начинающийся с гена SOX9, который является ключевым для определения мужского пола у всех позвоночных, хотя он и не расположен на половых хромосомах.
У большинства млекопитающих, включая человека, есть X- и Y-хромосомы: X с большим количеством генов, а Y с SRY и рядом других. Эта система сопряжена с проблемами из-за неравной дозировки X-генов у самцов и самок.
Удивительным открытием стало то, что австралийский утконос имеет совершенно другие половые хромосомы, больше похожие на те, что есть у птиц. У утконоса пара XY — это обычная хромосома, состоящая из двух одинаковых членов. Это говорит о том, что не так давно у млекопитающих X и Y были обычной парой хромосом.
В свою очередь, это означает, что Y-хромосома потеряла 900-55 активных генов за 166 млн лет, в течение которых люди и утконосы развивались раздельно. Это примерно пять генов на миллион лет. При таких темпах последние 55 генов исчезнут через 11 млн лет.
Утверждение о скорой гибели Y-хромосомы стало сенсацией, и по сей день ведутся споры об ожидаемом сроке жизни Y-хромосомы, который оценивается от бесконечности до нескольких тысяч лет. Однако известны два вида грызунов, которые уже потеряли свою Y-хромосому и до сих пор выживают. Кротовые полевки в Восточной Европе и колючие крысы в Японии могут похвастаться видами, у которых Y-хромосома и SRY полностью исчезли. Х-хромосома осталась, в единственном или двойном варианте у обоих полов.
Хотя пока неясно, как кротовые полевки дифференцируются по полу в отсутствии гена SRY, команде под руководством биолога Университета Хоккайдо Асато Куроива повезло больше с колючей крысой — группой из трех видов на разных японских островах, все они находятся под угрозой исчезновения. Ученые обнаружили, что большинство генов на Y колючих крыс были перемещены в другие хромосомы. Но они не нашли ни признаков SRY, ни гена, который его заменяет.
В 2022 году команда опубликовала результаты исследования в PNAS. Ученые обнаружили последовательности, которые присутствовали в геномах самцов, но не самок, затем уточнила их и проверила на наличие последовательности у каждой отдельной крысы. Они выявили различие вблизи ключевого полового гена SOX9 на хромосоме 3 колючей крысы. Небольшая дупликация присутствовала у всех самцов, но ни у одной самки ее не было обнаружено.
Они предположили, что этот небольшой участок дублированной ДНК содержит «переключатель», который обычно включает SOX9 в ответ на SRY. Когда они ввели эту дупликацию мышам, то обнаружили, что она повышает активность SOX9, так что это изменение может позволить SOX9 работать без SRY.
Неминуемое с эволюционной точки зрения исчезновение Y-хромосомы человека вызвало предположения будущем человечества. Некоторые ящерицы и змеи являются исключительно женскими видами и могут производить яйца из собственных генов посредством так называемого партеногенеза. Но у человека и других млекопитающих это невозможно, потому что у нас есть по меньшей мере 30 важнейших «запечатленных» генов, которые работают только в том случае, если они поступают от отца через сперму.
Чтобы размножаться, необходимы мужчины, а это значит, что конец Y-хромосомы может означать вымирание человеческой расы. Новое исследование подтверждает альтернативную возможность — что люди могут эволюционировать с новым геном, определяющим пол.
Это может привести к выделению новых видов, что и произошло с кротовыми полевками и колючими крысами. Таким образом, если кто-то посетит Землю через 11 млн лет, он может обнаружить отсутствие людей или несколько разных видов людей, разделенных различными системами определения пола.
Другая группа ученых выявила крупную нейронную сеть, которая обеспечивает поток творческих идей в мозге. Креативное мышление не ограничено каким-либо конкретным участком мозга и не связано с выполнением определенных движений или реакций на чувства. Однако исследовательская группа под руководством медицинского колледжа Бейлора считает, что они обнаружили основные нейронные сети, ответственные за определенные аспекты творчества.
