Lajissa heterogameettiset yksilöt, eli ne, joilla on kaksi erilaista sukupuolikromosomia, urokset XY (useimmat nisäkkäät) tai naaraat ZW (esimerkiksi linnuilla), elävät lyhyemmän ajan ja niillä on alhaisempi eloonjäämisaste kuin homogameettisilla lajitovereilla (naaraat XX tai urokset ZZ).
On kuitenkin vielä selvittämättä, ulottuuko tämä heterogameettisuuden myrkyllinen vaikutus muihin ikääntymisen arvioimiseen liittyviin tekijöihin, kuten lisääntymisen ikääntymiseen.
Afrikan kääpiöhiirillä, Mus minutoides, naaraat voivat kantaa kolmea erilaista sukupuolikromosomiyhdistelmää (XX, XX* ja XY). Olemme osoittaneet, että syntyvien poikasten koko vähenee merkittävästi nopeammin heterogameettisilla naarailla, joilla on luonnollisesti Y-kromosomi (X*Y), kuin homogameettisilla naarailla XX ja X*X iän myötä.
Nämä tulokset, jotka on julkaistu PNAS-lehdessä, viittaavat siihen, että Y-kromosomin läsnäolo näillä naarilla vaikuttaa lisääntymisen ikääntymiseen ja korostaa sukupuolikromosomien ja ikääntymisen välistä voimakasta vuorovaikutusta.
Ranskassa naiset elävät keskimäärin 85,6 vuotta, kun taas miesten keskimääräinen elinikä on 79,7 vuotta. Sukupuolten välinen eliniän ero on yleisesti havaittavissa nisäkkäillä, joissa naaraat (XX) elävät pidempään kuin urokset (XY).
Linnuilla, joissa naaraat ovat ZW ja urokset ZZ, on dokumentoitu päinvastainen ilmiö, mikä viittaa sukupuolikromosomien rooliin ikääntymisessä. Itse asiassa näissä kahdessa ryhmässä heterogameettinen sukupuoli (XY tai ZW) osoittaa alhaisempaa aikuiseloonjäämistä kuin homogameettinen sukupuoli (XX tai ZZ). Näin ollen jo 1900-luvun alussa syntyi teoria, jonka mukaan heterogameettinen sukupuoli olisi eloonjäämisessä epäedullisessa asemassa.
Olemme testanneet tätä hypoteesia erityisen biologisen mallin avulla, Afrikan kääpiöhiiri Mus minutoides. Tämä laji esittelee epätavallista sukupuolen määritysjärjestelmää, joka erottuu kolmannen sukupuolikromosomin, X*, läsnäololla, joka kantaa tuntematonta mutaatiota, joka estää Y-kromosomin käynnistämän "uros"-ohjelman. Tämän seurauksena tällä lajilla on urosgeotyyppejä XY ja naarasgeotyyppejä XX, X*X ja X*Y.
Pitkäaikaisen kasvatustutkimuksen ansiosta tutkimuksemme paljasti yleisen lisääntymissuorituksen vähenemisen iän myötä kaikilla tämän lajin naarasgeotyypeillä. Yllättäen syntyvien poikasten koko vähenee nopeammin heterogameettisilla naaras X*Y kuin homogameettisilla naaras XX ja X*X iän myötä, mikä on tyypillistä voimakkaammalle lisääntymisen ikääntymiselle.
Itse asiassa X*Y-naaraat synnyttävät lähes yhden poikasen vähemmän per pesue jokaista 100 päivää verrattuna XX- tai X*X-naaroihin (katso kuva). Nämä tulokset tukevat ajatusta siitä, että erilaisten sukupuolikromosomien kantaminen vaikuttaa useisiin ikääntymisprosesseihin liittyviin tekijöihin, olipa kyseessä eloonjääminen tai lisääntyminen.
Läheisessä lajissa, Mus triton, sekä urokset että naaraat ovat X0, urokset ovat menettäneet Y:n ja naaraat toisen X:n. Yhdessä nämä kaksi Afrikan kääpiöhiirien lajia avaavat uusia näkökulmia sukupuolen geneettisten määritysten ja heterogameettisuuden negatiivisen vaikutuksen ymmärtämiseen ikääntymisprosessissa.
Julkaisun viite:
Lemaître, J., Voituron, Y., Herpe, L., & Veyrunes, F. (2024).
X*Y females exhibit steeper reproductive senescence in the African pygmy mouse.
Proceedings Of The National Academy Of Sciences.
Julkaistu 30. joulukuuta 2024.