Es hat zwar selbst wenig Gene, reguliert aber viele Gene auf anderen Chromosomen. Zumindest bei Fruchtfliegen.
Es ist einsam, und es sieht traurig aus: Das Y-Chromosom, das den Mann zum Mann macht, ist nicht nur viel kleiner als sein Pendant, das X-Chromosom, es enthält auch viel weniger funktionierende Gene. Der Grund dafür ist genau seine Einsamkeit: Während andere Chromosomen sich im Zug der sexuellen Fortpflanzung, beim „Crossing-over“, miteinander ganz wörtlich austauschen, hat das Y-Chromosom – das nur vom Vater an den Sohn weitergegeben wird – kein Pendant. (Die X-Chromosomen sind wenigstens dann, wenn sie sich in weiblichen Zellen befinden, zu zweit.)
Wühlmäuse kommen ohne aus
Dadurch werden schädliche Mutationen nie korrigiert, können sich ansammeln. Dadurch ist das Y-Chromosom auch immer ärmer an funktionierenden Genen geworden, seit es gemeinsam mit dem X-Chromosom vor zirka 300 Millionen Jahren, in einem ganz frühen Säugetier, aus einem „normalen“ Chromosomen-Paar entstanden ist. Es ist bereits so arm, dass viele Genetiker unken: Es könnte dereinst ganz überflüssig werden. Das ist durchaus denkbar: Persische Wühlmäuse etwa leben gut ohne Y-Chromosom, bei ihnen erfolgt der Startschuss zur Entwicklung eines männlichen Organismus eben anders, man weiß nur noch nicht, wie. Bei etlichen anderen Tieren, etwa vielen Reptilien, weiß man es: Die Temperatur bestimmt, ob aus einem Ei ein Männchen oder ein Weibchen wird.
Bei Vögeln, Schlangen und einigen Fischen haben die Weibchen das einsame Chromosom, das man „W“ nennt, während die Männchen ein Z- und ein W-Chromosom haben. Wie die meisten Säugetiere ein XY/XX-System haben auch die Fruchtfliegen. Und auch bei ihnen hat das männliche Y-Chromosom viel weniger Gene als das X-Chromosom.
Gene für die Männlichkeit
Ist das Y der Fliegen also genauso dem Niedergang geweiht wie unser Y? Sollte man denken. Doch eine Arbeit von Biologen um Bernardo Lemos (Harvard) erlaubt nun eine günstigere Prognose (Science, 319, S.91). Danach hat das Y-Chromosom einigen indirekten Einfluss: Es reguliert Gene, die auf anderen Chromosomen sitzen. Und zwar, wie zu erwarten war, besonders solche Gene, die in Männchen aktiver sind als in Weibchen, die wesentlich für das männliche Fliegenleben sind. Etwa solche, die mit der Spermienentwicklung zu tun haben. Aber auch Gene, die die Mitochondrien – Zell-Organellen, in denen die Energie erzeugt wird – beeinflussen, werden offenbar stärker von Abschnitten auf dem Y-Chromosom reguliert.
Wieso hat man dann bei Fliegen (und Menschen) bisher so wenige Eigenschaften gefunden, die vom Y-Chromosom abhängen? Weil das Y weniger als Ein/Aus-Schalter wirke, sondern eher als Moderator, meinen die Biologen: Es verändere Eigenschaften kontinuierlich, diese Effekte seien eben schwerer festzustellen als ein Alles-oder-Nichts-Effekt.
William Rice, Spezialist fürs Männer-Chromosom, schließt, dass das Y nicht verloren ist: Sein Abbau werde immer langsamer, könne womöglich gestoppt werden. Dann nämlich, wenn die auf ihm verbleibenden Gene (oder andere funktionale DNA-Abschnitte) so wichtig für die Männlichkeit sind, dass dieser Selektionsdruck reicht, um ihre Existenz zu sichern – und damit die ihres Trägers.
Vor ca. fünf Jahren schlugen Genetiker einen anderen Mechanismus zur Rettung des Y-Chromosoms vor: Es betreibe mit sich selbst Crossing-over, ermöglicht durch DNA-Passagen, die wie ein Palindrom (z.B. „Nie solo sein“) in beide Richtungen gleich lauten. Zumindest im neuen Fliegen-Report steht davon nichts.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 05.01.2008)