Nhiễm sắc thể Y đang tiêu biến, liệu 4,6 triệu năm tới đàn ông sẽ tuyệt chủng?

Nhiễm sắc thể Y được coi là biểu tượng của nam tính, nhưng ngày càng có nhiều bằng chứng cho rằng nó không thực sự mạnh mẽ và bền bỉ cho lắm.

Trong lịch sử tiến hóa của sinh vật, nhiễm sắc thể Y đã suy thoái nhanh chóng. Hệ quả đến thế hệ của chúng ta ngày nay, con cái sở hữu hoàn toàn 2 nhiễm sắc thể X, còn con đực sở hữu một nhiễm sắc thể X với một nhiễm sắc thể Y bị teo nhỏ.

Sự thoái hóa thậm chí chưa dừng lại. Và với tốc độ này, khoảng 4,6 triệu năm nữa nhiễm sắc thể Y sẽ hoàn toàn biến mất. Nếu bạn nghĩ 4,6 triệu năm là một con số dài, hãy đặt nó vào bức tranh tổng thế của 3,5 tỷ năm, tính từ thời điểm sự sống xuất hiện trên Trái Đất.

Nhiễm sắc thể Y đang tiêu biến, liệu 4,6 triệu năm tới đàn ông sẽ tuyệt chủng?

Cũng phải nói rằng không phải lúc nào nhiễm sắc thể Y của chúng ta cũng bị teo nhỏ đi như vậy. Nếu quay ngược đồng hồ lại 166 triệu năm trước, câu chuyện là hoàn toàn khác khi sinh vật có vú đầu tiên ra đời. Nhiễm sắc thể Y "nguyên bản" ban đầu có cùng kích thước với nhiễm sắc thể X và chứa tất cả các gen giống nhau.

Tuy nhiên, nhiễm sắc thể Y có một lỗ hổng cơ bản. Không giống như tất cả các nhiễm sắc thể khác đều có hai bản sao trong mỗi tế bào của chúng ta, nhiễm sắc thể Y chỉ có một bản duy nhất, được truyền từ người cha sang người con.

Điều này có nghĩa là các gen trên nhiễm sắc thể Y không thể được tái tổ hợp, quá trình "xáo trộn" các gen xảy ra trong mỗi thế hệ giúp loại trừ các đột biến gen gây hại. Không có khả năng tái tổ hợp, các gen của nhiễm sắc thể Y bị thoái hóa theo thời gian và cuối cùng biến mất hoàn toàn khỏi hệ gen.

Mặc dù vậy, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra nhiễm sắc thể Y đã phát triển một số cơ chế khá thuyết phục để làm chậm và "hãm phanh" tốc độ mất gen của nó.

Ví dụ, một nghiên cứu gần đây của Đan Mạch, xuất bản trên tạp chí PLoS Genetics, đã sắp xếp lại các mảnh của nhiễm sắc thể Y từ 62 người đàn ông khác nhau. Kết quả chỉ ra một cơ chế "khuếch đại gen" thúc đẩy sức khỏe tinh trùng và giảm sự mất gen trong nhiễm sắc thể.

Nghiên cứu cũng chỉ ra nhiễm sắc thể Y đã phát triển các cấu trúc bất thường gọi là "palindromes" (các trình tự DNA đọc ngược hay xuôi đều giống nhau). Cấu trúc này cũng góp phần bảo vệ nhiễm sắc thể Y khỏi sự xuống cấp.

Các nhà khoa học ghi nhận được một tỷ lệ cao các sự kiện biến đổi gen trong các chuỗi palindrom trên nhiễm sắc thể Y. Các biến đổi này về cơ bản là quá trình "sao chép và dán" cho phép sửa gen bị hư hỏng bằng cách sử dụng một bản sao lưu không bị tổn hại làm mẫu.

Nhiễm sắc thể Y tồn tại ở động vật có vú và một số loài khác. Khi nhìn vào chúng, các nhà khoa học đều tìm thấy điểm chung trong sự khuyếch đại gen trên nhiễm sắc thể Y.

Đàn ông có một nhiễm sắc thể X và một nhiễm sắc thể Y bị teo nhỏ

Các gen khuếch đại đóng vai trò quan trọng trong sản xuất tinh trùng và (ít nhất là ở loài gặm nhấm) còn điều chỉnh tỷ lệ giới tính khi sinh sản. Viết trên tạp chí Molecular Biology and Evolution gần đây, các nhà nghiên cứu nghĩ rằng sự gia tăng số lượng gen sao chép ở chuột là kết quả của chọn lọc tự nhiên.

Liệu nhiễm sắc thể Y có thực sự biến mất hay không? Cộng đồng khoa học, chẳng hạn như tại Anh, hiện đang chia thành hai phe. Những người cho rằng điều đó là đúng và những người nói rằng các cơ chế bảo vệ đã giải cứu được nhiễm sắc thể Y khỏi tuyệt chủng.

Dĩ nhiên, những cơ chế này đã được công nhận, nhưng phe ủng hộ cho rằng đó chỉ là một cú bám trên vách đá bằng móng tay, trước khi nhiễm sắc thể Y rơi xuống vực thẳm. Cuộc tranh luận cho đến nay vẫn tiếp tục.

Nhà nghiên cứu Jenny Graves đến từ Đại học La Tréobe ở Australia là một người ủng hộ quan điểm nhiễm sắc thể Y sẽ còn tiêu biến. Trong một bài báo khoa học năm 2016, bà đã chỉ ra một số con chuột đã bị mất toàn bộ nhiễm sắc thể Y. Ngoài ra, hiệu ứng này chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến sự sinh sản của chúng. Điều này cuối cùng có thể thúc đẩy đến sự hình thành của các loài hoàn toàn mới.

Liệu đàn ông sẽ tuyệt chủng?

Mặc dù kịch bản tồi tệ nhất có thể xảy ra là nhiễm sắc thể Y bị tiêu biến hoàn toàn, nó không có nghĩa là đàn ông sẽ tuyệt chủng. Chúng ta đã quan sát được những loài thực sự bị mất hẳn nhiễm sắc thể Y, nhưng chúng vẫn phân chia con đực con cái để có thể sinh sản.

Trong những trường hợp này, gen SRY đã chuyển mục tiêu sang một nhiễm sắc thể khác, có nghĩa là con đực của những loài này không cần nhiễm sắc thể Y. Tuy nhiên, một nhiễm sắc thể xác định giới tính mới - loại mà SRY di chuyển tới – sẽ được hình thành.

Một số con chuột đã bị tiêu biến hoàn toàn nhiễm sắc thế Y

Tuy nhiên, còn một điều thú vị ở con người. Rằng trong khi nhiễm sắc thể Y cần thiết cho sự sinh sản bình thường của chúng ta, rất nhiều gen mà nó đang mang là vô dụng nếu bạn sử dụng kỹ thuật hỗ trợ sinh sản.

Điều này có nghĩa là kỹ thuật di truyền có thể thay thế chức năng gen của nhiễm sắc thể Y, cho phép các cặp vợ chồng đồng tính nữ hoặc nam giới vô sinh có thể thụ thai được.

Cuối cùng, mặc dù đây là một lĩnh vực đang chứng kiến một cuộc tranh luận sôi nổi và thú vị giữa các nhà khoa học, bạn không cần phải lo lắng. Chúng ta thậm chí không biết liệu nhiễm sắc thể Y có thực sự biến mất hay không.

Và thậm chí nếu có, những người đàn ông cũng sẽ không tuyệt chủng. Chắc chắn, chúng ta sẽ không phải chứng kiến một tương lai mà ở đó, động vật có thể phải nhân giống như là thực vật hiện nay, nơi một số người đàn ông khỏe mạnh phải được chọn để “thụ phấn” cho tất cả những người phụ nữ còn lại.

Tham khảo Theconversation