Tot voor kort dachten wetenschappers dat de man gedoemd was om te verdwijnen, omdat zijn geslachtschromosoom verschrompelde. Niets aan de hand, blijkt uit recent onderzoek. Wel wordt duidelijk dat geslachtsbepaling een bijzonder flexibele aangelegenheid is. Het hoeft niet te verbazen dat nogal wat mensen worstelen met hun ware aard.
Een jaar of tien geleden voorspelden sommige wetenschappers het roemloze einde van de man. Ze stelden vast dat het mannelijke geslachtschromosoom Y, dat veel kleiner is dan zijn tegenhanger X, in de loop van de evolutie korter werd en steeds meer genen verloor. Als de onderzoekers hun informatie doortrokken naar de toekomst, zou het Y over 5 miljoen jaar verdwenen zijn. Hoe het dan verder moest met onze voortplanting kon niemand zeggen. Het was ook geen probleem dat om een snelle oplossing smeekte.
Zelfs in 2009 bevestigde een studie in Public Library of Science Genetics dat het Y veel sneller evolueert dan het X, en dat het zo veel genen verliest dat het volledig kon verdwijnen. De betrokken onderzoekers maakten zich wel sterk dat het verdwijnen van het Y geen ramp voor de voortplanting zou betekenen: een ander chromosoom zou zich aanpassen om een nieuw geslachtschromosoom te worden. Bij de meeste zoogdieren hebben vrouwen twee X-geslachtschromosomen en mannen een X en een Y. Het Y is nodig om een embryo richting mannelijkheid te sturen. Behalve de geslachtschromosomen heeft een mens ook 44 gewone lichaamschromosomen. Chromosomen zijn de dragers van de erfelijke kenmerken.
Vanaf 2012 keerde het tij. Toen bracht Proceedings of the National Academy of Sciences gegevens die aantonen dat het Y inderdaad miljoenen jaren kromp en veel genen verloor, maar ook dat de resterende genen zo belangrijk zijn dat het onwaarschijnlijk is dat ze zouden verdwijnen. Het Y werd plots niet langer als een genetische ruïne beschouwd. Eind 2013 publiceerde het topvakblad Science een analyse van het Y-chromosoom van de muis, waaruit bleek dat het een sterke herstelcapaciteit heeft en zo de laatste 100 miljoen jaar relatief stabiel kon blijven. De analyse stelde ook dat het chromosoom niet alleen de geslachtsbepaling stuurt, maar ook de fertiliteit, onder meer met genen die een rol spelen in het bepalen van de snelheid en de penetratiekracht van zaadcellen.
Begin dit jaar bevestigden wetenschappers in Public Library of Science Genetics dat het Y zal blijven. Oké, het verloor meer dan 90 procent van zijn genen, maar dat wordt geïnterpreteerd als: ‘het werd herleid tot de essentie’. Het Y bleek maar 27 genen te dragen, terwijl het X er meer dan 1600 zou hebben. Meer dan 200 miljoen jaar geleden, niet lang na het ontstaan van de eerste zoogdieren, waren het X en het Y een paar lichaamschromosomen. Ze wisselden geregeld genen met elkaar uit, zoals chromosomenparen courant doen. Maar in de loop der jaren zijn de genen voor de vorming van mannen geconcentreerd geraakt op het Y. Ze waren niet meer nodig, en misschien zelfs schadelijk voor de ontwikkeling van vrouwen, waardoor de geslachtschromosomen stopten met het uitwisselen van genen.
Te warm voor mannen
Zopas viel definitief het doek over het doemscenario van het verdwijnen van de man. Twee studies in het topvakblad Nature wierpen weer nieuw licht op de zaak. Ze bevestigden na een grondige analyse van gegevens van vijftien zoogdieren (en de kip als controle) dat de eerste ‘seksgenen’ in zoogdieren zo’n 180 miljoen jaar geleden ontstonden. Het Y zou vooral in het begin sterk geëvolueerd zijn, maar nadien zijn stilgevallen. Het zou dus vrij snel tot zijn essentie herleid zijn, waarna het een constant gegeven in de geslachtsbepaling werd. Zeker de laatste 25 miljoen jaar zou het stabiel gebleven zijn.
De studies legden ook nieuwe genen op het Y bloot. De teller staat nu op 36, terwijl het er meer dan 200 miljoen jaar geleden nog 184 waren. Veel van de overgebleven genen gaan al heel lang mee. Ze spelen trouwens niet uitsluitend een rol in de voortplanting, maar bijvoorbeeld ook in het onderdrukken van kanker. Eind vorige maand rapporteerde Nature Genetics dat oudere mannen van wie veel witte bloedcellen het Y-chromosoom verloren hebben, gemakkelijker sterven aan kanker en dus minder lang leven dan anderen bij wie het Y minder kwetsbaar is.
Het ontstaan van geslachtschromosomen, waarvan het bestaan exact honderd jaar geleden werd ontdekt, heeft een grote invloed op de evolutie van het leven gehad. Het gaf een genetische component aan de geslachtsbepaling, die daarvoor uitsluitend door omgevingsomstandigheden werd gestuurd, zoals de temperatuur. Vandaag is dat bij schildpadden en krokodillen nog altijd het geval: hoe warmer het nest waarin de eieren liggen, hoe meer wijfjes er geboren worden.
Vijf jaar geleden verscheen in Nature een baanbrekende studie die stelde dat de uitgestorven reuzenreptielen die tussen 250 en 100 miljoen jaar geleden leefden geslachtschromosomen ontwikkelden – dat is min of meer in dezelfde periode van het ontstaan van geslachtschromosomen in zoogdieren. Het opende de weg naar de geboorte van levende jongen, waardoor de dieren niet langer afhankelijk waren van het leggen van eieren op een strand, zoals de zeeschildpadden nu. De loskoppeling maakte verregaande aanpassingen aan een leven in het water mogelijk, en dus een grotere diversiteit van het leven, zoals vandaag met walvissen het geval is. Walvissen verschillen veel meer van elkaar dan zeeschildpadden of krokodillen.
Een overzichtsstudie in Heredity toonde twee jaar geleden aan dat de geslachtschromosomen van verschillende diergroepen mogelijk allemaal van hetzelfde pakket voorhistorische lichaamschromosomen afkomstig zijn – niet alleen het X en het Y van de zoogdieren, maar ook het Z en het W van vogels (waarbij het trouwens de vrouwtjes zijn die verschillende geslachtschromosomen dragen). Zo zou het Z-chromosoom van de kip (het equivalent van ons X) sterk lijken op stukken van onze lichaamschromosomen 5 en 9, en ons oude X zou veel weg hebben van het chromosoom 4 van de kip.
Sommige chromosomen zouden beter geschikt geweest zijn om uit te groeien tot geslachtschromosomen dan andere, maar het is niet duidelijk waarom.
Drie geslachten
Alvast bij vissen lijkt de conclusie onvermijdelijk dat bepaalde lichaamschromosomen systematisch tot geslachts-chromosomen uitgroeiden, maar in de loop der tijden niet altijd op dezelfde manier. In Nature Genetics en Genome Research verschenen onlangs studies over de geslachtsbepaling van een Chinese platvis. Die blijkt een combinatie te zijn van sturing door chromosomen en sturing door de omgeving. Als jonge vrouwtjes in hoge temperaturen opgroeien, worden ze pseudomannetjes. Dat zou mee te maken hebben met ‘epigenetische aanpassingen’: veranderingen van chemische stoffen op (en niet in) het DNA, die maken dat sommige genen meer en andere minder gemakkelijk tot expressie worden gebracht.
Intrigerend was de vaststelling dat het geslachtschromosomenpaar van die platvis vrij jong is (amper 30 miljoen jaar oud), maar dat het toch ontstond uit hetzelfde chromosomenpaar dat bijna 200 miljoen jaar geleden aanleiding gaf tot het WZ-systeem van vogels. Bovendien zou hetzelfde gen bij zowel de vis als de kip zich ontpopt hebben als sturend mechanisme achter de vorming van mannetjes, ondanks de vele jaren verschil in ontstaan. Soms is er weinig lijn in de gegevens te trekken. De cichliden – een groep vissen uit Afrikaanse meren – vertonen niet alleen een grote diversiteit in vormen en gedrag, maar ook in geslachtsbepaling. Er is in Public Library of Science Genetics zelfs een extra B-chromosoom beschreven dat er een rol in speelt.
Het inzicht groeit dat geslachtsbepaling iets bijzonder flexibels is, en dus helemaal niet zo zwart-wit als men geneigd was te denken. Het sluit aan bij de vaststelling dat de labels ‘man’ en ‘vrouw’ bij mensen niet volstaan om alle opties te dekken – wat mag blijken uit de aandacht voor transseksualiteit en voor administratieve mogelijkheden voor mensen die zich niet goed voelen in de klassieke opdeling. Exemplaren van sommige vis- en andere soorten kunnen in de loop van hun leven van geslacht veranderen. Sommige dieren, zoals regenwormen, zijn hermafrodiet: tegelijk man en vrouw. Alle wandelende takken zijn vrouwtjes. Boa’s en komodovaranen kunnen zich zowel geslachtelijk als ongeslachtelijk voortplanten, afhankelijk van de beschikbaarheid van geschikte partners.
Intrigerend is de vaststelling in Current Biology dat er alvast bij bijen maar een paar veranderingen in een gen nodig zijn om het onderscheid tussen mannetje en vrouwtje te maken. De aanpassingen hoeven dus niet complex te zijn.
In Proceedings of the National Academy of Sciences verschenen gegevens over de papayavrucht, waarvan de geslachtschromosomen pas 7 miljoen jaar geleden ontstonden. Sindsdien evolueerden ze sterk, wat maakt dat ze als een model voor de evolutie van andere geslachtschromosomen kunnen worden beschouwd. De papayageslachtschromosomen blijken ook genen te verliezen: sommige verdwijnen gewoon, andere blijven aanwezig maar functioneren niet meer. Af en toe komen er genen bij, afkomstig van gewone chromosomen. Er wordt nogal wat informatie uitgewisseld tussen chromosomen. Genetica is dus geen starre kwestie, het is een zaak van ononderbroken verandering – wat nodig is als je evolutie wilt.
Muizen zonder Y
Om de flexibiliteit te illustreren, wordt graag verwezen naar wat er bij muizen en andere kleine knaagdieren gebeurt. In Proceedings of the Royal Society B is een aan onze huismuis verwante kleine Afrikaanse muis beschreven, waarvoor niet het Y maar het X het geslacht bepaalt. Er gebeurde een mutatie op het X-chromosoom, waardoor het de seksbepalende rol van het Y overnam. Op het X liggen trouwens ook genen die een rol spelen in de mannelijke voortplanting, dus het Y is wat dat betreft niet zaligmakend.
In Proceedings of the National Academy of Sciences werd vorig jaar al gewezen op de grote variabiliteit in de geslachtsbepaling van knaagdieren. Er zijn zelfs muizen waarbij het Y verdwenen is, waarmee we weer bij het begin van dit verhaal aanbeland zijn: de vrees dat mensenmannen zouden verdwijnen door een verschrompeling van hun Y. De muisjes zonder Y ontwikkelden probleemloos andere mechanismen voor hun geslachtsbepaling. Het belangrijkste manbepalende gen functioneert volgens de onderzoekers ook ’tegen de grens van de ambiguïteit aan’. In een commentaar bij hun werk stelden ze dat ‘de genetische beslissing in een embryo om teelballen te ontwikkelen in de plaats van eileiders zwak is in alle sociale diersoorten, de onze inbegrepen’.
Het hoeft dus niet te verwonderen dat zo veel mensen in de knoop liggen met hun seksualiteit. Het is een gevolg van de kneedbaarheid van geslachtsbepaling die de evolutie van het leven mogelijk heeft gemaakt. En om het helemáál onoverzichtelijk te maken, publiceerde Current Biology een studie die aantoonde dat het niet volstaat om geen mannengenen te hebben om vrouw te blijven, zoals algemeen werd aangenomen. Er is op zijn minst één gen dat moet worden geactiveerd om bijvoorbeeld eileiders te vormen. Alvast bij geiten blijkt dat niet op een geslachtschromosoom te liggen, maar op een gewoon chromosoom. Werkelijk alle oude zekerheden over geslachtsbepaling worden onderuitgehaald.
DOOR DIRK DRAULANS
In de knoop liggen met je seksualiteit is niet abnormaal. Alle oude zekerheden over geslachtsbepaling worden wetenschappelijk onderuitgehaald.
