Роль половых хромосом в эволюции млекопитающих: как изменения хромосом могли приводить к видообразованию
Согласно новой гипотезе, радикальные изменения половых хромосом могли напрямую способствовать разделению основных линий млекопитающих, создавая репродуктивные барьеры.
Стабильность и изменения половых хромосом
У плацентарных млекопитающих (включая человека) пол определяется парой хромосом XY (ген SRY на Y). Однако сравнение половых хромосом трёх основных групп млекопитающих показывает, что в их эволюции произошло два крупных переворота:
- Расхождение однопроходных (утконос, ехидна) от остальных ~190 млн лет назад.
- Расхождение сумчатых от плацентарных ~105 млн лет назад.
У однопроходных странные множественные половые хромосомы, не связанные с человеческими XY, но родственные птичьим ZW. Наша XY-пара у них представлена обычной аутосомой. Это означает, что система SRY/XY довольно молода и возникла уже после отделения однопроходных.
Эволюционный механизм: "война" половых генов
Половые хромосомы эволюционируют особым образом:
- Сначала это обычные аутосомы.
- Появление нового полопределяющего гена (например, SRY) на одной из них запускает быструю деградацию этой хромосомы (как у человеческой Y).
- Когда старая система разрушается, её может сменить новая. Это
опасно: взаимодействие старых и новых систем определения пола у гибридов
может вызывать:
- Интерсексуальное развитие ("война" мужского Y и женского W).
- Тяжёлое бесплодие из-за проблем с дозировкой генов или слияния хромосом.
Такой барьер бесплодия может репродуктивно изолировать популяции с разными системами и способствовать видообразованию.
Подтверждения гипотезы
- У млекопитающих смена половых хромосом происходила редко, и каждая чётко коррелирует с крупным эволюционным расхождением.
- Современные примеры: У двух линий грызунов в Японии и Восточной Европе Y-хромосома полностью исчезла, а SRY заменён другим геном на другой хромосоме. В каждой из этих линий без-Y грызуны недавно дивергировали в три вида.
Будущее человеческой Y-хромосомы
Приматия Y-хромосома стабильнее, чем у грызунов, но продолжает деградировать. При текущей скорости она может исчезнуть примерно через 4.6 млн лет. Если она будет заменена новой системой, это потенциально может запустить новый видообразовательный процесс среди гоминид.
