Tương lai nam giới sẽ ra sao khi nhiễm sắc thể Y đang dần thoái hóa và biến mất?

Theo các nhà khoa học, để sinh sản, chúng ta cần tinh trùng ở đàn ông. Nghĩa là sự kết thúc của nhiễm sắc thể Y có thể báo trước sự diệt vong của loài người.

Giới tính của trẻ sơ sinh ở người và động vật có vú khác được quyết định bởi một gen quy định giới tính nam trên nhiễm sắc thể Y. Nhưng nhiễm sắc thể Y của con người đang bị thoái hóa và có thể biến mất sau vài triệu năm nữa, dẫn đến sự tuyệt chủng của chúng ta trừ khi chúng ta tiến hóa một gen giới tính mới.

Tin tốt là, các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu về 2 loài gặm nhấm bị mất nhiễm sắc thể Y nhưng vẫn sống sót. Một bài báo mới đăng trên Proceedings of the National Academy of Science (Mỹ) cho thấy giống chuột gai đã phát triển một gene mới giúp hình thành giới tính đực, theo Science Alert.

Dưới đây là bài viết của Giáo sư Jenny Graves, chuyên gia Di truyền học và Phó Hiệu trưởng, Đại học La Trobe (Australia) về nguy cơ nam giới mất dần nhiễm sắc thể Y.

Nhiễm sắc thể Y quyết định giới tính như thế nào?

Ở người và các loài động vật có vú khác, phụ nữ/giới cái có 2 nhiễm sắc thể X, còn giới đực/đàn ông có một nhiễm sắc thể X và một nhiễm sắc thể Y. Tên gọi này không liên quan gì đến hình dạng của chúng. X là viết tắt của "không xác định".

Nhiễm sắc thể X chứa khoảng 900 gene thực hiện đủ nhiệm vụ nhưng không liên quan đến giới tính. Nhiễm sắc thể Y chứa ít gene (khoảng 55) và rất nhiều DNA không mã hóa - DNA lặp đi lặp lại đơn giản dường như không làm gì cả.

Nhưng nhiễm sắc thể Y chứa một gene rất quan trọng giúp khởi động sự phát triển của giới tính nam trong phôi thai. Khoảng 12 tuần sau khi thụ thai, gene này tác động tới những gene khác điều chỉnh sự phát triển của tinh hoàn. Tinh hoàn phôi thai tạo ra nội tiết tố nam (testosterone và các dẫn xuất), đảm bảo sự phát triển của một bé trai.

Gene giới tính chính này gọi là SRY, được xác định vào năm 1990. SRY hoạt động bằng cách kích hoạt một lộ trình di truyền bắt đầu bằng gene SOX9. Đây là chìa khóa để xác định giới tính đực ở tất cả các loài động vật có xương sống, mặc dù không nằm trên nhiễm sắc thể giới tính.

Nhiễm sắc thể Y đang dần biến mất

Hầu hết động vật có vú đều có nhiễm sắc thể X và Y tương tự như của chúng ta: nhiễm sắc thể X có nhiều gene và nhiễm sắc thể Y chỉ có SRY và một số ít gene khác. Tại sao hệ thống kỳ lạ này lại có thể vận hành được?

Các nhà nghiên cứu rất ngạc nhiên khi phát hiện loài thú mỏ vịt Australia có nhiễm sắc thể giới tính hoàn toàn khác, giống loài chim hơn là con người. Ở thú mỏ vịt, XY chỉ là một cặp nhiễm sắc thể bình thường, với số lượng gene bằng nhau. Điều này cho thấy trong quá khứ, XY vẫn là một cặp nhiễm sắc thể bình thường trong cơ thể động vật có vú.

Điều này đồng nghĩa nhiễm sắc thể Y ở người đã mất 845 gene trong 166 triệu năm khi con người và thú mỏ vịt tiến hóa riêng rẽ, tương đương khoảng 5 gene/triệu năm. Với tốc độ này, 55 gene cuối cùng sẽ biến mất sau 11 triệu năm nữa.

Phỏng đoán về sự diệt vong sắp xảy ra của nhiễm sắc thể Y đã tạo ra một làn sóng tranh luận. Cho đến nay vẫn có những tuyên bố và phản bác về thời gian tồn tại dự kiến của nhiễm sắc thể Y, ước tính từ vô cực đến vài nghìn năm.

Loài gặm nhấm không có nhiễm sắc thể Y

May mắn thay, những nhà nghiên cứu phát hiện 2 loài động vật gặm nhấm dù mất nhiễm sắc thể Y nhưng chúng vẫn còn sống sót. Đó là chuột chũi ở Đông Âu và chuột gai ở Nhật Bản đều đã mất gene SRY hoàn toàn. Nhiễm sắc thể X vẫn tồn tại trong cơ thể chúng với số lượng như cũ hoặc thậm chí, gấp đôi.

Mặc dù họ vẫn chưa rõ làm thế nào chuột chũi xác định giới tính khi không có gene SRY, nhưng một nhóm nghiên cứu do nhà sinh vật học Asato Kuroiwa của Đại học Hokkaido dẫn đầu đã phát hiện ra cách chuột gai Nhật Bản làm được điều này.

Nhóm của Kuroiwa phát hiện hầu hết gene trên nhiễm sắc thể Y của chuột gai được di chuyển đến các nhiễm sắc thể khác. Tuy nhiên, cô không tìm thấy bất kỳ dấu hiệu nào của SRY hay gene thay thế cho nó.

Nhóm nghiên cứu tìm thấy các trình tự gene chỉ xuất hiện ở con đực, sau đó tinh chỉnh bộ gene và thử nghiệm trên từng con chuột. Họ thấy có một sự khác biệt nhỏ gần SOX9, loại gene giới tính quan trọng, trên nhiễm sắc thể số 3 của chuột gai.

Một đoạn DNA nhỏ bị lặp lại xuất hiện ở tất cả con đực và không tồn tại ở con cái. Họ đề xuất đoạn DNA nhân bản nhỏ này chứa "công tắc" để bật SOX9, giống như cách gene SRY kích hoạt SOX9. Khi đưa đoạn DNA này vào chuột, họ nhận thấy hoạt động của SOX9 được tăng cường, vì vậy sự thay đổi này có thể cho phép SOX9 hoạt động mà không cần SRY.

Tương lai của đàn ông sẽ ra sao?

Sự biến mất sắp xảy ra - nói theo cách tiến hóa của nhiễm sắc thể Y ở con người đã gợi ra suy đoán về tương lai của chúng ta.

Một số loài thằn lằn và rắn chỉ có con cái và tạo ra trứng từ gene của chính chúng thông qua quá trình sinh sản đơn tính. Nhưng điều này không thể xảy ra ở người hoặc các động vật có vú khác vì chúng ta có ít nhất 30 gene quan trọng chỉ hoạt động nếu đến từ người cha thông qua tinh trùng.

Để sinh sản, chúng ta cần tinh trùng và cần đàn ông, nghĩa là sự kết thúc của nhiễm sắc thể Y có thể báo trước sự diệt vong của loài người.

Phát hiện mới cho thấy một khả năng thay thế, đó là con người có thể tiến hóa một gene xác định giới tính mới. Tuy nhiên, sự tiến hóa này đi kèm với rủi ro. Điều gì sẽ xảy ra nếu ở những nơi khác nhau có những sự phát triển khác nhau?

Một "cuộc chiến" gene giới tính có thể dẫn đến sự phân tách các loài mới, giống như ở chuột chũi và chuột gai.

Vì vậy, nếu ai đó đến thăm Trái đất trong 11 triệu năm nữa, họ có thể không tìm thấy con người - hoặc một số loài người khác.