Sæd sårbart for tidens tann

Når gener skal føres videre, gir menn fra seg et arvemateriale med flere mutasjoner enn det kvinner gjør. Årsakene blir avdekket i studie av 32 pattedyrarter, oss selv inkludert.

(Foto: iStockphoto)
(Foto: iStockphoto)

Ved at de gjorde fullstendige genom-analyser av alle de 32 artene, fant forskere ut at arvematerialet i pattedyrhannenes sædceller hadde mutert mer fra da de ble født, enn det DNA-et i hunnenes eggceller hadde. De mener å skjønne hvorfor.

- Hunner er født med et forråd av eggceller som varer hele livet. Disse cellene trenger bare å dele seg én gang for å bli befruktningsklare, sier Kateryna Makova fra Penn State University som har ledet studien.

Hanner derimot produserer sædceller gjennom hele sitt fruktbare liv.

- Sammenlignet med eggceller, gjennomgår de mange flere DNA-replikasjoner, og det er mange flere sjanser for at det skjer mutasjoner, sier Makova i en pressemelding fra universitetet.

Større kjønnsforskjell i langtlevende arter

Forskerne kaller den tiden det tar fra et individ blir født til det det reproduserer seg og fører genene videre, for generasjonstid.

Fordi sædcellene deler seg og danner nye gjennom hele perioden fra fødsel og reproduksjon, rekker det å blir flere mutasjoner i sædcellene hos artene med lang generasjonstid, enn hos de med kort.

Dermed er det også hos disse artene, som for eksempel mennesket, at forskerne ser den største forskjellen på hvor mange mutasjoner kjønnene førerer videre til neste generasjon.

- Forskjellen i antall celledelinger for modne sædceller og eggceller blir større hos langtlevende arter, sier professor i evolusjonsbiologi ved Universitetet i Oslo, Glenn-Peter Sætre.

Påvirkes av tid og stoffskifte

Likevel ser forskerne i den nye studien at den totale mengden mutasjoner er størst blant de artene som har kort generasjonstid, for eksempel smågnagere.

- Jo flere generasjoner en art har i et bestemt tidsrom, jo større er sjansene for at noe går feil, altså for at det skjer endringer i DNA-sekvensene, sier Makova.

Mus kan få sitt første kull når de er seks måneder gamle, en mye høyere mutasjonsrate enn mennesker, som tidligst får barn i tenårene, og ofte senere.

Stoffskifet spiller også en rolle. Jo mer raskere en art forbruker sin energi, jo flere mutasjoner blir det.

Studerte bare nøytralt DNA

Den delen av arvematerialet som forskerne har finkjemmet for mutasjoner i denne studien er det ikke det kodende DNA-et. Du og jeg vil aldri merke noe til mutasjonene som skjer i denne delen av DNA-et.

Disse nøytrale DNA-segmentene påvirkes ikke av naturlig seleksjon, fordi de ikke gir utslag for hvordan vi er eller ser ut. De kan dermed ikke utgjøre grunnlaget for hvilke egenskaper og trekk som evolusjonen finner gunstige og fører videre eller selekterer bort.

Det var viktig å se på denne ikke-kodende delen av arvematerialet, og ikke den som påvirker om du blir liten eller stor, rødhåret eller svarthåret.

Bare slik kunne forskerne finne ut hvilke mutasjoner som kun skyldtes generasjonstid, ifølge Sætre.

Lærer mer om naturlig seleksjon?

Mutasjonene som forskerne her har sett på vil altså ikke ha noe innvirkning på verken ditt liv, eller livene til generasjonene som følger din.

Allikevel er det viktig at vi lærer om hva som skaper mutasjoner i denne nøytrale delen av arvemateriale, ifølge Sætre.

Det kan nemlig si noe om hvordan mutasjoner oppstår i delen av genmaterialet som faktisk gjør utslag for utseende, evner og personlighet.

"Glenn-Peter Sætre (Foto: CEES/ Universitetet i Oslo)"
"Glenn-Peter Sætre (Foto: CEES/ Universitetet i Oslo)"

- Ved å lære om den nøytrale evolusjonen, skjønner vi mer av hvor mye den naturlige seleksjonen påvirker mutasjonene i det kodende DNA-et, og hvor mye som er tilfeldig, sier han.

Avdekker utdødde arters liv?

Som om ikke det var nok, mener forskerne bak den nye studien at de har laget et verktøy som kan gi oss muligheten til å lære om hvordan utdødd liv levde.

Forskerne tenker seg nemlig at de ved å finne sammenhengen mellom levd liv og mengden mutasjoner hos dyr som lever i dag, kan de utvikle hypoteser for utdødde dyrearter som de har DNA-prøver fra.

- Hvis vi har informasjon om hvordan en eksisterende arts livshistorie påvirker mengden mutasjoner, blir det mulig å gjøre seg en oppfatning om livene til dyr som har vært utdødd i titusener av år, bare ved å se på de genetiske prøvene vi har av dem, sier Makova.

- Kanskje de for eksempel lære finne ut hvor gamlel neandertalerne var når de fikk barn, og det er ganske kult, sier Sætre.

Mammuten trodde den var trygg, men…

Forskerne har også undersøkt om stor seksuell konkurranse har noen påvirkning på antallet mutasjoner som skjer.

Stor konkurranse mellom sædcellene, som for eksempel blant dyr der hunnene parer seg med flere hanner fører nemlig til økt sædproduksjon. Dette gir igjen en større risiko for mutasjoner.

Penn State-forskerne klarte imidlertid ikke å finne noen klar sammenheng mellom sædkonkurranse og mutasjonsrate.

- Hvis de gjør det i framtiden, vil det også kanskje være mulig å finne ut hvor intenst sjekkeklimaet var blant mammutene, sier Sætre.

Antok at det var slik

At arvematerialet som hanner overleverer til neste generasjon har gjennomgått flere mutasjoner enn det hunnen leverer i eggcellen, er kjent, men det er ikke gjort en så grundig studie som sammenligner så mange arter før, ifølge ham.

- Her har de gjort genomanalyse direkte av arten, mens tidligere studier har de brukt mer indirekte metoder, sier han.

Forskerne har også ant at generasjonstid og stoffskifte har betydning for antallet mutasjoner, noe som gir små hektiske dyr flere mutasjoner enn dyr som ikke forbruker så mye energi så raskt, som elefanter, delfiner og ja, mennesker.

- Man har visst at mus har høyere mutasjonsrate enn mennesker, og man har også antatt at det er fordi de har mange generasjonsskifter på kort tid, og en rask metabolisme, sier han.

Funnene til forskerne fra Penn State University publiseres i tidsskriftet Evolution.

Ikke opplagt årsak til mannemutasjonene

Jevnt over i de 32 artene er det altså hannene som bringer videre de fleste mutasjonene, på grunn av sædcellene som blir nyprodusert hele tiden. Kanskje er de også mer sårbare fordi de ikke er like beskyttet som eggcellene, som ligger trygt plassert i en membran som kan sammenlignes med en rustning.

Noen ganger kan det late til å være en genial baktanke med nesten alt som evolusjonen gjør med jordboerkropper.

Men det er ikke nødvendigvis noen fornuftig nytteårsak til at det er mannen som får flest mutasjoner i arvematerialet han fører videre, og ikke kvinnen, mener Glenn Petter Sætre.

- Nei, sånn er det bare, sier Sætre til forskning.no. 

Powered by Labrador CMS