คนเกิดวันพุธ ความทุกข์โถมทับทวี
Y Chromosome degeneration: วันที่มนุษย์เพศชายสูญพันธุ์...

คำเตือน ต้องการความรู้ชีววิทยาระดับมัธยมปลายขึ้นไป

Jennifer A. Graves ศาสตราจารย์ด้านพันธุศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงแห่ง Australian National University ผู้มีชื่อเสียงได้ออกมาประกาศอย่างกล้าหาญว่า Chromosome Y จะสูญหายไปจากโลกนี้ในอีก 14 ล้านปีข้างหน้า


มนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิดมีระบบเพศที่ กำหนดโดยโครโมโซมเพศ X/Y (XY sex-determination system) ในระบบดังกล่าว สิ่งมีชีวิตที่มีโครโมโซม XX จะเป็นเพศหญิง และโครโมโซม XY เป็นเพศชาย ดังนั้น อาจกล่าวได้ว่า โครโมโซม Y เป็นตัวกำหนดความเป็นเพศชาย

โครโมโซม X และโครโมโซม Y มีความแตกต่างกันอย่างมาก โครโมโซม X ของมนุษย์มีขนาดใหญ่กว่า (165 Mb) และประกอบด้วยยีนมากกว่า 1000 ยีน ในขณะที่โครโมโซม Y ที่มีขนาดเล็กกว่ามาก (~60 Mb) มียีนเพียง 45 ยีน อย่างไรก็ตามเพียง 45 ยีนของโครโมโซม Y ก็ทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างเพศชายและหญิง ทั้งนี้เนื่องจาก Sex-determining Region Y (SRY) บนโครโมโซม Y (สำหรับในมนุษย์คือ testis determining factor (TDF)) เป็นปัจจัยกำหนดให้สิ่งมีชีวิตแสดงลักษณะทางเพศชายแทนที่จะเป็นเพศหญิง





เมื่อราว 300 ล้านปีก่อน เชื่อว่าระบบโครโมโซมเพศ XY ได้อุบัติขึ้นจากโครโมโซมร่างกาย (autosomal chromosome) คู่หนึ่ง ในสิ่งมีชีวิตที่มีการกำหนดเพศโดยปัจจัยอื่นเช่น อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม (temperature-dependent sex determination) จากนั้นมี “การสะสม” ยีน SRY บนโครโมโซมเส้นหนึ่งแล้วมีการขาดออกเป็นเส้นสั้นที่มียีน SRY ติดอยู่ด้วยจึงกลายเป็นโครโมโซม Y ส่วนโครโมโซมอีกเส้นหนึ่งที่เป็นคู่กันก็เป็นโครโมโซม X

การสะสมยีน ที่ “เป็นประโยชน์” เฉพาะเพศชายในโครโมโซม Y เกิดจากโครโมโซมทั้งสองเส้นมีการวิวัฒนาการร่วมกันจนกระทั่งไม่อาจเกิด genetic recombination ได้ในบางบริเวณ การยับยั้งการเกิด genetic recombination ดังกล่าวเป็นทั้งข้อดีและข้อเสีย ข้อดีคือทำให้โครโมโซม Y ยังคงสามารถเก็บรักษายีนที่เป็นประโยชน์ต่อเพศชายไว้ได้ (male specific region) แต่ข้อเสียก็คือทำให้โครโมโซม Y มีการสูญสลายอย่างต่อเนื่อง (ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่จะพูดถึงต่อไป)

การศึกษาของศาสตราจารย์ Graves เมื่อไม่นานมานี้ทำให้ได้ขอสมมติฐานใหม่ว่าโครโมโซม X และ Y ของมนุษย์และสัตว์มีรก (placental mammals) เพิ่งอุบัติขึ้นเมื่อราว 100-160 ล้านปีก่อน จากโครโมโซม XY รุ่นเก่าซึ่งพบในสัตว์มีถุงหน้าท้อง (marsupials) และโมโนทรีม (monotremes เช่น ตุ่นปากเป็ด) ถูก “เติม” ชิ้นส่วนยีนจนมาเป็นโครโมโซม XY รุ่นใหม่ในปัจจุบัน





นักพันธุศาสตร์พบว่าโครโมโซม Y มีการเสื่อมสลายอย่างต่อเนื่องนับตั้งแต่มันอุบัติขึ้นมา สำหรับมนุษย์ จากราว 1000 ยีนเหลือเพียง 45 ยีนในปัจจุบัน! เช่นเดียวกัน อัตราการเสื่อมสลายของโครโมโซม Y ดำเนินต่อไปเรื่อยๆในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ศาสตราจารย์ Graves ได้คำนวณไว้ว่า หากอัตราการเสื่อมสลายไม่มีการเปลี่ยนแปลงไปจากปัจจุบันโครโมโซม Y ของมนุษย์จะสูญสิ้นในอีก 14 ล้านปีข้างหน้า





ก่อนที่จะพูดถึงการเสื่อมสลายของโครโมโซม Y ซึ่งอาจเป็นสาเหตุทำให้มนุษย์เพศชายสูญพันธุ์ จขบ.ขอรีวิวเกี่ยวกับ genetic recombination เล็กน้อย genetic recombination หมายถึงการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนยีนระหว่างโครโมโซมที่เป็นคู่กัน ซึ่งมักเกิดในช่วงที่มีการแบ่งเพศแบบ meiosis (meiosis I) เนื่องจากในช่วงดังกล่าว โครโมโซมแต่ละเส้นที่เป็นคู่กันจะมีการจัดเรียงตัวเข้าคู่กัน ทำให้โครโมโซมมีโอกาสไขว้กัน (crossing over) และแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนยีนระหว่างกันได้ genetic recombination ทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตและช่วยซ่อมแซมยีนที่เสีย หายอีกด้วย





สาเหตุประการหลักที่ทำให้โครโมโซม Y เสื่อมสลายนั้นเกิดจาก nonrecombining region นั่นเอง จากการศึกษาในแมลงหวี่ (Drosophila Miranda) พบว่า อัตราการสูญสลายของโครโมโซม Y เกิดอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากไม่สามารถเกิด genetic recombination กับโครโมโซม X ได้ ทำให้ไม่สามารถกำจัดยีนที่เสียหายจากการถูกทำลาย ยีนกลายพันธุ์ แตกต่างจากโครโมโซม X ที่อยู่เป็นคู่กันในเพศหญิง (XX) เมื่อชิ้นส่วนยีนในโครโมโซมเกิดความเสียหายหรือกลายพันธุ์ การ recombination โดยคู่ของมันเองเป็นกลไกหนึ่งในการ “เฉลี่ย” ความเสียหาย ทดแทนยีนที่ทำงานไม่ได้ระหว่างคู่ของมันเอง

โครโมโซม Y ยังถูกเร่งการเสื่อมสลายได้อีกจากปัจจัยสามประการหลัก High mutation rate, Insufficient selection, Genetic drift (รายละเอียดซับซ้อน โปรดอ่านใน reference)

เป็นที่เข้าใจกันอย่างแน่ชัดว่า โครโมโซม Y ของมนุษย์ ต้องมีอันสูญสลายอย่างแน่นอนในอนาคตกาลข้างหน้า แต่สำหรับอัตราการเสื่อมสลายกลับเป็นข้อถกเถียงกันอย่างมาก จากจำนวนยีนเริ่มต้นประมาณ 1000 ยีนเมื่อประมาณ 300 ล้านปีก่อนเหลือเพียง 45 ยีนในปัจจุบัน ทำให้ประมาณอัตราการเสื่อมสลายเฉลี่ยไว้ที่ 3.3 ยีนต่อหนึ่งล้านปี

หากอัตราดังกล่าวมีค่าคงที่ ศาสตราจารย์ Graves ประมาณไว้ว่า โครโมโซม Y จะสูญสลายในอีก 14 ล้านปีข้างหน้า (ผู้อ่านบางท่านอาจจะเคยอ่าน และทราบตัวเลขที่ไม่ตรงกันคือ อัตราการเสื่อมสลายเฉลี่ย 4.6 ยีนต่อหนึ่งล้านปี ซึ่งโครโมโซม Y จะสูญสลายในอีก 10 ล้านปีข้างหน้า หากคิดตามอัตราดังกล่าว ทั้งนี้เนื่องจากการศึกษาเมื่อไม่นานมานี้กล่าวว่า จำนวนยีนบนโครโมโซม X มีเพียงประมาณ 1000 ยีน จากที่เคยเข้าใจว่ามีประมาณ 1400-1600 ยีน ทำให้ตัวเลขในการคำนวณเปลี่ยนแปลงไป)

ข้อขัดแย้งจากวิจัยคนอื่น อย่างเช่น Gerrard และ Filatov กล่าวว่า อัตราการเสื่อมสลายของโครโมโซม Y ควรเป็นรูป exponential มากกว่าเส้นตรง หรือกระทั่งโค้งรูปตัว S (sinusoidal function) ซึ่งก็จะได้เวลาสิ้นสุดของโครโมโซม Y ที่ไม่เท่ากัน อาจเป็นได้ทั้ง 125,000, 14 หรือ 140 ล้านปีข้างหน้า (อย่างไรก็ตาม ข้อสมมติฐานของศาสตราจารย์ Graves เป็นที่ยอมรับและเชื่อถือมากกว่า) นอกจากนี้ หากนับว่าในช่วงประวัติศาสตร์วิวัฒนาการ มีการ “เติม” ชิ้นส่วนยีนเข้าไปในโครโมโซมเข้าไปด้วย ก็ควรจะได้กราฟรูปขั้นบันได ดังรูปด้านล่าง





จากหลักการทางพันธุศาสตร์อันน่าปวดหัวทั้งหมด จขบ.ก็ขอสรุปสั้นๆว่า โครโมโซม Y ของมนุษย์กำลังเสื่อมสลายไปอย่างต่อเนื่องและอาจหายไปในที่สุดในอีก 14 ล้านปีข้างหน้า ทีนี้มาถึงคำถามสำคัญครับ อะไรจะเกิดขึ้นกับมนุษย์เพศชายทั้งหมด พวกเราจะสูญพันธ์ (โอ้วววว) กลายป็นของหายากในอนาคตข้างหน้าหรือไม่?

ทุกสิ่งมีชีวิตมีการดิ้นรน เพื่อความอยู่รอดของเผ่าพันธุ์ตนเอง สัตว์โลกหลายชนิดมีการย้ายยีนกำหนดเพศไปอยู่บนโครโมโซมร่างกายอื่น เช่นแมลงหวี่ (D. melanogaster) ตัวผู้จะมีโครโมโซมเป็น XY หรือเป็น XO ก็ได้ ยีนกำหนดเพศได้ย้ายไปอยู่ที่โครโมโซมคู่อื่นๆ โครโมโซม Y จึงไม่มีความสำคัญต่อแมลงหวี่

เช่นเดียวกันกับ mole vole (Ellobius) และ Japanese spinous country rat (Tokudaia) ที่ทั้งสองเพศมีโครโมโซมเป็น XO ปัจจัยกำหนดเพศผู้ถูกย้ายไปอยู่ที่โครโมโซมคู่อื่นๆ

สัตว์ฟันแทะบาง ชนิดเช่น wood lemming และ Akodont ก็มีการเปลี่ยนแปลงโครโมโซม ยับยั้งการทำงานของ testis determining factor ทำให้โครโมโซม Y “หมดความสำคัญลง” และไม่จำเป็นอีกต่อไป

จากการศึกษาในสัตว์หลายชนิด ชี้ให้เห็นว่าแม้ไม่มีโครโมโซม Y เพศชายก็ไม่สูญ อีกทั้งเราเกิดมาเป็นมนุษย์ มีสติปัญญาตั้งมากมายขนาดนี้ แล้วเราจะน้อยหน้าสัตว์พวกนี้ได้อย่างไร

อย่า ปล่อยให้ผมสูญพันธ์น้า…








References


Graves JA. Sex chromosome specialization and degeneration in mammals. Cell. 2006 Mar 10;124(5):901-14.

Jobling MA, Tyler-Smith C. The human Y chromosome: an evolutionary marker comes of age. Nat Rev Genet. 2003 Aug;4(8):598-612.

Carvalho A.B. The advantages of recombination. Nat Rev Genet. 2003 Jun;1(34):128–129.

Leading Geneticists Debate the Fate of the Mammalian Y Chromosome at the 15th International Chromosome Conference

สุภา พร สุกสีเหลือง. ฤๅชายจะสิ้นสูญ. จุลสารวิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ปีที่ 6 ฉบับที่ 1 เดือนมีนาคม 2550



Create Date : 30 มีนาคม 2553
Last Update : 30 มีนาคม 2553 12:24:23 น. 4 comments
Counter : 9074 Pageviews.

 
แล้วพฤติกรรมของ XO แต่งต่างจาก XY หรือเปล่านะคะ

มิน่าตอนนี้ถึงมีพฤติกรรมแปลก ๆ เป็นเกย์ (ทั้งสองเพศ ) กันมากขึ้น


โดย: tuk-tuk@korat วันที่: 30 มีนาคม 2553 เวลา:13:35:48 น.  

 
เพศชายตอนนี้จำนวน sperm ก้อลดลง y chromosome ก้อลดลงอีก ไม่แน่อีกหน่อย อาจจะเกิด mutations นะคะ เอ เหรอว่าตอนนี้ก้อเกิดแล้วนะ


โดย: Scorchio วันที่: 31 มีนาคม 2553 เวลา:11:24:40 น.  

 
คาดว่าโลกจะไม่สามารถอยู่อาศัยได้ในเวลา 500 ล้านปีข้างหน้า... ดังนั้นเราจงรีบออกสู่อวกาศโดยพลัน

อืมม์ บางทีพวกเราอาจกำลังถูกปั่นหัวให้วุ่นกับสิ่งที่มันไกลเกินช่วงชีวิตของเรา หรือการยังคงเป็นสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่า Homo Sapien ก็ได้นะครับนะ


โดย: Darth Prin วันที่: 9 ธันวาคม 2553 เวลา:12:40:35 น.  

 
เมื่อวันนั้นมาถึงถ้ามนุษย์ไม่ทำอะไรเลยอาจสูญพันธ์หรือเกิดการกลายพันธ์ขึ้น


โดย: History IP: 223.205.155.240 วันที่: 1 มกราคม 2559 เวลา:13:52:10 น.  

ชื่อ :
Comment :
  *ใช้ code html ตกแต่งข้อความได้เฉพาะสมาชิก
 
รหัสส่งข้อความ
กรุณายืนยันรหัสส่งข้อความ

มีชีวิตบนดาวอังคารหรือเปล่านะ
Location :


[Profile ทั้งหมด]

ให้ทิปเจ้าของ Blog [?]
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
Smember
ผู้ติดตามบล็อก : 17 คน [?]






....โลกมนุษย์นี้ไม่มีที่แน่นอน
ประเดี๋ยวเย็นประเดี๋ยวร้อนช่างแปรผัน
โชคหมุนเวียนเปลี่ยนไปได้ทุกวัน
สารพันหาอะไรไม่แน่นอน
ชีวิตเหมือนเรือน้อยล่องลอยอยู่
ต้องต่อสู้แรงลมประสมคลื่น
ต้องทนทานหวานสู้อมขมสู้กลืน
ต้องจำฝืนสู้ภัยไปทุกวัน
เป็นการง่ายยิ้มได้ไม่ต้องฝืน
เมื่อชีพชื่นเหมือนบรรเลงเพลงสวรรค์
แต่คนที่ควรชมนิยมกัน
ต้องใจมั่นยิ้มได้เมื่อภัยมา


พันตรีหลวงวิจิตรวาทการ





เขามีส่วนเลวบ้างช่างหัวเขา
จงเลือกเอาสิ่งที่ดีเขามีอยู่
เป็นประโยชน์โลกบ้างยังน่าดู
เรื่องที่ชั่วอย่าไปรู้ของเขาเลย
จะหาคนที่มีดีเพียงส่วนเดียว
อย่าเที่ยวเสาะหาสหายเอ๋ย
เหมือนเที่ยวหาหนวดเต่าตายเล่าเอย
ฝึกให้เคยมองแต่ดีมีคุณจริง

หลวงพุทธทาส





ชีวิตใกล้ปัจฉิมวัย ไม่เป็นไปตามแผนการเมื่อปฐมวัย อะไรที่ยิ่งใหญ่เมื่อเช้า เป็นของเล็กน้อยเมื่อเย็น อะไรที่เป็นสัจจะเมื่อแดดจ้า กลายเป็นมายาเมื่อยามพลบ

We cannot live the afternoon if life
according to the program on life’s morning; for what was great in the morning will be little at evening, and what in the morning was true will at evening have become a lie.



C.G. Jung.




Group Blog
 
All Blogs
 
Friends' blogs
[Add มีชีวิตบนดาวอังคารหรือเปล่านะ's blog to your web]
Links
 

MY VIP Friend

 Pantip.com | PantipMarket.com | Pantown.com | © 2004 BlogGang.com allrights reserved.