لطالما اعتُبر حارس الهوية الذكورية لدى الثدييات، لكن يثير الكروموسوم Y اليوم فضول علماء الوراثة أكثر من أي وقت مضى، فالكروموسوم Y  أصغر من نظيره X  وأفقر منه من حيث عدد الجينات، كما أنه يفقد تدريجيًا جزءً من مادته الوراثية منذ ملايين السنين. ويثير هذا التآكل البطيء سؤالًا بالغ الأهمية: ماذا سيحدث إذا اختفى الكروموسوم Y تمامًا؟

هل الكروموسوم الذكري محكوم عليه بالاختفاء؟ دراسة تكشف كيف تكون الطبيعة قد وجدت بالفعل حلًا

قدّمت دراسة نُشرت عام 2024  في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)  رؤية جديدة لهذا الموضوع. فقد اكتشف باحثون يابانيون أن أحد أنواع الجرذان الشوكية فقد بالفعل الكروموسوم Y ، ومع ذلك لم يتوقف عن التكاثر، ويُظهر هذا الاكتشاف أن التطور قادر على ابتكار آليات جديدة لتحديد الجنس، وقد يغيّر فهمنا لعملية التكاثر لدى الثدييات.

الكروموسوم:Y عنصر أساسي لكنه هش في الجينوم

عند الإنسان يُحدَّد الجنس البيولوجي عادةً بواسطة الكروموسومات الجنسية.

• تمتلك الإناث كروموسومين X (XX).
• بينما يمتلك الذكور كروموسومًا X وآخر Y (XY).

ويحتوي الكروموسوم Y على الجين SRY (المنطقة المحددة للجنس على الكروموسوم Y)، وهو بمثابة مفتاح وراثي يطلق عملية تكوّن الخصيتين خلال الحياة الجنينية. وبعد ذلك تنتج الخصيتان الهرمونات المسؤولة عن تطور الصفات الجنسية الذكرية.

لكن وعلى عكس الكروموسومات الأخرى، يُعد الكروموسوم Y  شديد الهشاشة، فمع مرور الزمن التطوري، فقد جزءً كبيرًا من جيناته.

كروموسوم يتلاشى منذ 166 مليون سنة

تُظهر التحليلات الجينية أن الكروموسوم Y  لم يتوقف عن الانكماش منذ أن تمايز عن الكروموسوم X

• قبل نحو 166  مليون سنة كان الكروموسومان متشابهين تقريبًا.
• ومنذ ذلك الحين فقد الكروموسوم Y  ما يقارب 850  جينا.
• أما اليوم فلم يعد يحتفظ إلا بحوالي 55  جينا فقط، معظمها يشارك في:
  • تحديد الجنس الذكري؛
  • إنتاج الحيوانات المنوية؛
  • بعض الوظائف المرتبطة بالخصوبة.

ووفقًا لعدة نماذج تطورية إذا استمرت هذه الخسارة بالمعدل نفسه، فإن الكروموسوم Y  قد يختفي نظريًا خلال نحو 11  مليون سنة، ومع ذلك يؤكد الباحثون أن هذا مجرد إسقاط رياضي وليس توقعًا مؤكدًا، لأن التطور ليس عملية خطية؛ فقد يتباطأ أو يتسارع أو يسلك مسارات غير متوقعة تمامًا.

هل يعني اختفاء الكروموسوم Y نهاية البشرية؟

للوهلة الأولى، قد يبدو اختفاء الكروموسوم Y  كارثيا.

• بدون الكروموسوم Y، لن يوجد جين SRY
• وبدون جين SRY، لن تتطور الخصيتان.
• وبدون الخصيتين لن يتم إنتاج الحيوانات المنوية بصورة طبيعية.
• وبدون الحيوانات المنوية سيصبح التكاثر الجنسي لدى البشر مستحيلًا.

وعلى عكس بعض أنواع الزواحف أو الأسماك القادرة على التكاثر دون إخصاب تحتاج الثدييات إلى الموروثين الوراثيين الأمومي والأبوي، لضمان النمو الطبيعي للجنين.

ومع ذلك يرى العلماء أن انقراض الجنس البشري بعيد كل البعد عن أن يكون أمرًا حتميًا، إذ يمتلك التطور في كثير من الأحيان آليات تكيف غير متوقعة.

الجرذان الشوكية اليابانية تقلب المفاهيم في علم الوراثة

وهذا تحديدًا ما أثبته فريق البروفيسور” أساتو كورويوا ” من جامعة هوكايدو، فقد درس الباحثون عدة أنواع من الجرذان الشوكية اليابانية (Tokudaia) التي تعيش في جزر مختلفة من الأرخبيل الياباني، ولدهشتهم الكبيرة فقدت هذه الحيوانات بالكامل:

• الكروموسوم Y؛
• والجين SRY

ومع ذلك لا تزال الذكور موجودة، وما تزال هذه الأنواع تتكاثر بصورة طبيعية، ويُعد هذا الاكتشاف استثناءً لافتًا بين الثدييات.

اكتشاف “مفتاح” وراثي جديد

وبفضل التسلسل الكامل للجينوم تمكن الباحثون من تحديد تضاعف صغير جدًا في الحمض النووي يقع بالقرب من الجين SOX9، ويبلغ طول هذا التضاعف 17  ألف زوج قاعدي فقط، أي جزءًا ضئيلًا للغاية من نحو 3  مليارات زوج قاعدي يتكون منها الجينوم البشري، ورغم صغر حجمه يبدو أن هذا التسلسل قادر على تنشيط الجين SOX9، المعروف مسبقًا بدوره الأساسي في تكوين الخصيتين، وبعبارة أخرى قد يحل هذا التضاعف لدى هذه الجرذان محل الوظيفة التي يؤديها عادةً الجين SRY، ويُثبت هذا الاكتشاف أن نظامًا جديدًا لتحديد الجنس يمكن أن يظهر خلال عملية التطور.

الجين SOX9 : عنصر رئيسي في التطور الذكري

يعمل الجين SOX9  في الظروف الطبيعية مباشرة بعد تنشيط الجين SRY، فهو يحفّز تمايز الخلايا الجنينية إلى نسيج خصوي، أما لدى الجرذان الشوكية فيبدو أن هذه المنطقة الجديدة من الحمض النووي تُنشّط الجين SOX9  مباشرة، دون المرور عبر الجين SRY .

وتُظهر هذه الآلية أن عدة مسارات بيولوجية مختلفة يمكن أن تؤدي إلى النتيجة نفسها، وهي تكوّن الأعضاء التناسلية الذكرية.

التطور يبتكر باستمرار حلولًا جديدة

يجسد هذا الاكتشاف أحد المبادئ الأساسية في علم الأحياء التطوري وهو قدرة الكائنات الحية على التكيف، فعندما تصبح إحدى الآليات أقل كفاءة أو تختفي، قد تظهر آلية أخرى تدريجيًا بفعل الطفرات التي يجري انتقاؤها عبر الأجيال، وقد شهد تاريخ الحياة العديد من هذه الابتكارات الوراثية التي مكّنت الأنواع من البقاء رغم التغيرات التي طرأت على بيئاتها أو على موروثها الجيني.

نحو ظهور أنواع جديدة؟

ومع ذلك يشير الباحثون إلى أن هذه التحولات قد تكون لها عواقب مهمة، فإذا طورت مجموعات سكانية مختلفة كلٌّ منها نظامًا جديدًا لتحديد الجنس، فقد تصبح تدريجيًا غير متوافقة من الناحية الإنجابية.

وعلى المدى البعيد جدًا قد تؤدي هذه الظاهرة إلى نشوء أنواع جديدة أي ظهور أنواع حية جديدة، وقد حدثت عملية مماثلة بالفعل خلال تطور الإنسان، مع أنواع مثل الإنسان العاقل وإنسان نياندرتال والإنسان المنتصب.

ربما لا يكون الكروموسوم Y قائد الأوركسترا الوحيد

يضاف هذا الاكتشاف إلى دراسات حديثة أخرى أظهرت أن التنظيم ثلاثي الأبعاد للكروموسومات يؤدي دورًا محوريًا في تنظيم عمل الجينات، فالكروموسومات لا تعمل كأنها مجرد قضبان من الحمض النووي مصطفة بجانب بعضها البعض، بل إنها تنتظم داخل نواة الخلية في بُنى معقدة حيث يمكن لمناطق متباعدة جدًا أن تتفاعل فيما بينها، ويؤثر هذا التنظيم البنيوي مباشرة في التعبير الجيني، ويسهم في التحكم في التطور الجنيني، وتفتح هذه الملاحظات بُعدًا جديدًا في علم الوراثة الحديث، لا يزال إلى حد كبير غير مستكشف.

هل ينبغي القلق بشأن مستقبل الإنسان؟

في هذه المرحلة يدعو الباحثون إلى التحلي بالحذر.

• اختفاء الكروموسوم Y  ليس وشيكًا ولا حتميًا.
• والتقديرات التي تشير إلى احتمال حدوث ذلك خلال نحو 11  مليون سنة تستند إلى نماذج نظرية فقط.
• وحتى ذلك الحين قد ينجح التطور في تثبيت الكروموسوم Y، أو يؤدي إلى ظهور جينات جديدة، أو يطوّر آليات مشابهة لتلك التي لوحظت لدى الجرذان الشوكية.

ولا توجد أي بيانات علمية حالية تسمح بالقول إن الجنس البشري مهدد على المدى القريب أو المتوسط بسبب هذه الظاهرة.

اكتشاف يغيّر فهمنا للجنس البيولوجي

إلى جانب أهميته في مجال علم الوراثة تُظهر هذه الدراسة أن تحديد الجنس أكثر تعقيدًا مما كان يُعتقد سابقًا، فمن المرجح أن الكروموسوم Y  ليس العامل الوحيد القادر على توجيه التطور الذكري، وتذكرنا هذه المرونة البيولوجية بأن آليات التطور شديدة الديناميكية، وأن الطبيعة قادرة على ابتكار حلول جديدة عندما تقتضي الحاجة ذلك.

ما الآفاق التي يفتحها هذا الاكتشاف أمام الطب؟

قد تكون لهذا الاكتشاف انعكاسات مهمة في عدة مجالات من بينها:

• تحسين فهم اضطرابات التطور الجنسي؛
• تحديد جينات جديدة مرتبطة بخصوبة الذكور؛
• تحسين تشخيص الشذوذات الكروموسومية؛
• تطوير مقاربات جديدة في طب الإنجاب والعلاج الجيني؛
• تعميق فهم الآليات المسؤولة عن بعض حالات العقم لدى الرجال.

ومع ذلك، ستظل هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث قبل أي تطبيق سريري.

توصيات الخبراء

يؤكد الخبراء عدة نقاط أساسية:

• لا يزال اختفاء الكروموسوم Y  لدى الإنسان مجرد فرضية تطورية بعيدة جدًا.
• لا يعني هذا الاكتشاف أن الجنس البشري مهدد بالانقراض.
• تتعلق هذه النتائج بنوع محدد من القوارض، ولا يمكن تعميمها مباشرة على الإنسان.
• هناك حاجة إلى دراسات إضافية لمعرفة ما إذا كانت آليات مشابهة موجودة لدى ثدييات أخرى.
• ومن المرجح أن تتيح التطورات في علم الوراثة، خلال السنوات المقبلة، فهمًا أفضل للآليات التي تحدد الجنس والخصوبة.

الخلاصة

تُظهر دراسة الجرذان الشوكية اليابانية أن اختفاء كروموسوم أساسي مثل الكروموسوم Y  لا يعني بالضرورة اختفاء النوع الحي ، فالتطور قادر على ابتكار آليات جديدة تتولى هذه الوظيفة، وإذا كان هذا الاكتشاف لا يغيّر مستقبل البشرية، فإنه يكشف مرة أخرى عن القدرة المذهلة للكائنات الحية على التكيف، ويفتح آفاقًا غير مسبوقة أمام علم الوراثة، وطب الإنجاب، وفهم تطور الإنسان.

الكلمات المفتاحية: الكروموسوم Y،  الجين  SRY،  الجين  SOX9، علم الوراثة، تطور الإنسان، تحديد الجنس، الجنس البيولوجي، الحمض النووي ، خصوبة الذكور، التكاثر، PNAS، الطفرات الوراثية، علم الأحياء التطوري، طب الإنجاب، الجينوم البشري، البحث العلمي، التطور، الأنواع الحية.

اقرأ أيضاً: