O sexo dos bebês humanos e de outros mamíferos é definido por um gene determinante do sexo masculino no cromossomo Y.
No entanto, o cromossomo Y humano está degenerando e pode desaparecer em alguns milhões de anos, levando à nossa extinção, a menos que evoluamos um novo gene determinante do sexo.
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A boa notícia é que duas espécies de roedores já perderam seu cromossomo Y e continuam a sobreviver.
Um artigo recente na revista Proceedings of the National Academy of Science mostra como o rato-espinhoso evoluiu um novo gene determinante do sexo masculino (TERAO, 2023).
Como o cromossomo Y determina o sexo humano
Nos seres humanos, como em outros mamíferos, as fêmeas têm dois cromossomos X, enquanto os machos têm um cromossomo X e um cromossomo Y.
O cromossomo X contém cerca de 900 genes que desempenham várias funções não relacionadas ao sexo.
Já o cromossomo Y é bem menor, contém cerca de 55 genes, e uma grande quantidade de DNA não codificante, ou seja, sequências repetidas que aparentemente não fazem nada.
No entanto, o cromossomo Y tem um papel importante, pois contém um gene que inicia o desenvolvimento masculino no embrião.
É esse gene mestre que, nos humanos, 12 semanas após a concepção, ativa outros genes que regulam o desenvolvimento dos testículos.
Os testículos embrionários produzem hormônios masculinos (testosterona e seus derivados), o que garante que o bebê se desenvolva como um menino.
Esse gene foi identificado como gene mestre do sexo em 1990.
Ele funciona ativando uma via genética que começa com um gene chamado SOX9, que é fundamental para a determinação masculina em todos os vertebrados, embora não esteja localizado nos cromossomos sexuais.
O desaparecimento do cromossomo Y
A maioria dos mamíferos possui um cromossomo X e Y semelhante ao nosso; um X com muitos genes e um Y com SRY e alguns outros.
Esse sistema apresenta problemas de perda de informação, já que o cromossomo Y só pode ser transmitido de pai para filho, não podendo ser recombinado com outro Y, pois está sempre sozinho.
Mas como esse sistema estranho evoluiu?
Uma dica surpreendente vem do ornitorrinco, que tem cromossomos sexuais mais parecidos com as aves do que com os mamíferos.
No ornitorrinco, o par XY é apenas um cromossomo comum, com dois membros iguais.
Isso sugere que os cromossomos X e Y dos mamíferos tinham o mesmo tamanho, não faz muito tempo.
Por sua vez, isso significa que o cromossomo Y diminui de 900 para 55 genes ao longo dos 166 milhões de anos em que humanos e ornitorrincos têm evoluído separadamente.
Isso representa uma perda de cerca de cinco genes por milhão de anos.
Nesse ritmo, os últimos 55 genes desaparecerão em 11 milhões de anos.
Essa afirmação sobre o iminente desaparecimento do cromossomo Y humano causou uma controvérsia, e até hoje há alegações e contra-alegações sobre a expectativa de vida de nosso cromossomo Y – estimativas que variam de infinito a alguns milhares de anos.
Roedores sem cromossomo Y
A boa notícia é que conhecemos duas espécies de roedores que já perderam seu cromossomo Y – e ainda estão sobrevivendo.
Os toupeiras-d’água da Europa Oriental e os ratos-espinhosos do Japão são algumas das espécies em que o cromossomo Y desapareceu completamente.
Nesse caso, o cromossomo X permanece em dose única ou dupla em ambos os sexos.
Embora ainda não esteja claro como as toupeiras-d’água determinam seu sexo sem o gene SRY, uma equipe liderada pela bióloga Asato Kuroiwa, da Universidade de Hokkaido, teve mais sorte com os ratos-espinhosos.
A equipe de Kuroiwa descobriu que a maioria dos genes do cromossomo Y dos ratos-espinhosos foi transferida para outros cromossomos, mas eles não encontraram sinais de SRY, nem do gene que o substitui.
Em 2022, eles publicaram uma identificação bem-sucedida na revista PNAS.
A equipe identificou sequências presentes nos genomas dos machos, mas não das fêmeas.
Em seguida, eles refinaram essas sequências e testaram a presença delas em cada rato individual.
O que descobriram foi uma pequena diferença próxima ao gene de sexo chave SOX9, no cromossomo 3 do rato-espinhoso.
Uma pequena duplicação (apenas 17.000 pares de bases em mais de 3 bilhões) estava presente em todos os machos e nenhuma fêmea.
Eles sugerem que esse pequeno trecho de DNA duplicado contém o interruptor que ativa o SOX9, da mesma forma que o SRY.
Quando introduziram essa duplicação em camundongos, descobriram que ela aumenta a atividade do SOX9, o que significa que a mudança poderia permitir que o SOX9 funcione sem o SRY.
O que isso significa para o futuro dos homens
O desaparecimento iminente – em termos evolutivos – do cromossomo Y humano tem gerado especulações sobre nosso futuro.
Alguns lagartos e cobras são espécies exclusivamente femininas e podem gerar ovos a partir de seus próprios genes por meio de um processo chamado partenogênese.
No entanto, isso não pode acontecer em humanos ou outros mamíferos, porque temos pelo menos 30 genes cruciais que funcionam apenas se vierem do pai por meio do espermatozoide.
Para nos reproduzirmos, precisamos de espermatozoides e precisamos de homens, o que significa que o fim do cromossomo Y poderia significar a extinção da raça humana.
A nova descoberta apoia uma possibilidade alternativa – de que os humanos possam evoluir um novo gene determinante do sexo.
No entanto, a evolução de um novo gene determinante do sexo traz riscos. E se mais de um novo sistema evoluir em diferentes partes do mundo?
Uma “guerra” dos genes do sexo poderia levar à separação de novas espécies, como o que aconteceu com as toupeiras-d’água e os ratos-espinhosos.
Portanto, se alguém visitar a Terra daqui a 11 milhões de anos, poderá, ou encontrar várias espécies humanas diferentes, mantidas separadas por seus diferentes sistemas de determinação do sexo, ou não encontrar humanos.
Referências
TERAO, Miho et al. Turnover of mammal sex chromosomes in the Sry-deficient Amami spiny rat is due to male-specific upregulation of Sox9. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 119, n. 49, p. e2211574119, 2022. Disponível em: <link>. Acesso em: 2 jun 2023.
Notícias
Men are slowly losing their Y chromosome, but a new sex gene discovery in spiny rats brings hope for humanity. The Conversation, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 2 jun 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Cromossomo Y pode desaparecer e ameaçar o futuro dos homens. Ciência Mundo, jun 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
