راز نسبت جنسی برابر؛ چرا تعداد پسران و دختران متولدشده تقریباً یکسان است؟

ما می‌دانیم که پسران و دختران تقریبا به تعداد مساوی به دنیا می‌آیند. اما چگونه و چرا این نسبت یک‌به‌یک به‌دست می‌آید؟

به گزارش زومیت، پژوهشگران در مقاله‌ای جدید مجموعه داده‌های انسانی عظیمی را برای یافتن واریانت‌های ژنی (تغییرات و تفاوت‌ها در توالی دی‌ان‌ای) که نسبت جنسی یک‌به‌یک را از تعادل خارج می‌کند، جستجو و قوانین بیولوژیکی و نظری نسبت جنسی را آزمایش کرده‌اند.

اولین دانشمندان فکر می‌کردند که مشیت الهی تضمین می‌کند که «هر نر ماده‌ی خود را داشته باشد». البته اکنون می‌دانیم که کروموزوم‌های جنسی تعیین‌کننده‌ی واقعی جنس هستند. ماده‌ها دو کروموزوم X دارند. نرها یک X منفرد و یک Y مخصوص مردان دارند.

کروموزوم Y حامل ژن تعیین‌کننده‌ی مردانه به نام SRY است که تمایز گروهی از سلول‌ها را به بیضه آغاز می‌کند. سپس بیضه‌ی جنینی هورمون‌های مردانه تولید می‌کند که رشد جنین را به پسرشدن هدایت می‌کند. در غیاب SRY، مسیر جایگزینی فعال می‌شود که تخمدان را تشکیل می‌دهد و جنین را به عنوان دختر رشد می‌دهد.

انسان‌ها از هر کروموزوم دو سری دارند و یک سلول انسان، ۴۶ کروموزوم دارد. میوز از یک سلول والد برای تشکیل اسپرم یا تخمک، تعداد کروموزوم‌ها را نصف می‌کند، زیرا وقتی اسپرم با تخمک لقاح پیدا می‌کند تا سلول تخم (اولین سلول انسان) را تشکیل بدهد، تعداد کروموزوم‌ها با تعداد کروموزوم یک سلول کامل برابر می‌شود. یعنی سلول اسپرم و تخمک ۲۳ کروموزوم دارد که وقتی با هم ترکیب می‌شوند یک سلول ۴۶ کروموزومی را تشکیل دهند.

کروموزوم جنسی در انسان‌ها جفت کروموزوم آخر، کروموزوم‌های ۲۳ هستند. در زن‌ها جفت کروموزوم ۲۳ هر دو X و به شکل XX هستند یعنی تمام تخمک‌ها یک کروموزوم جنسی X دارند و جنین همیشه کروموزوم X از مادر دریافت می‌کند. از آن‌جایی که کروموزوم‌های جنسی مردان XY است، هنگام تقسیم میوز اسپرم‌ها کروموزوم جنسی X یا Y را دریافت می‌کنند.

هنگامی که یک اسپرم، تخمک را بارور می‌کند، کروموزوم جنسی که اسپرم حامل آن است، جنس کودک را تعیین می‌کند. پس جنین‌هایی که یک X از مادر و X دیگری از پدر دریافت می‌کنند، XX یعنی دختر خواهند بود و جنین‌هایی که اسپرم Y را دریافت می‌کنند به صورت پسر یعنی XY رشد می‌کنند. بنابراین نسبت یک‌به‌یک XY در اسپرم باید نسبت یک‌به‌یک XX (دختر) و XY (پسر) را ایجاد کند.

برخلاف انسان‌ها، استثناهای زیادی برای نسبت ۱:۱ جنسی در قلمرو‌ی حیوانات وجود دارد. جهش‌هایی ژنتیکی وجود دارد که جداسازی منظم X و Y را بر‌هم‌می‌زند، یا به‌شکل گزینشی جنین‌های نر یا ماده را می‌کشد.

چرا باید نسبت جنسی ۱:۱ باشد؟ در تئوری، شما به تعداد مساوی نر و ماده برای تولید‌مثل نیاز ندارید. تعداد کمی از نرها می‌توانند با چند ماده جفت‌ شوند و آن‌ها را بارور کنند. در واقع، برای بسیاری از حیوانات، نسبت جنسی نابرابر معمول‌تر است. برای مثال، در مورد موش کیسه‌دار استوارت (Antechinus stuartii)، محققان با شمارش تعداد نوزادان نر و ماده در بدو تولدشان دریافتند که تنها ۳۲ درصد از فرزندان، نر هستند. پس عدم تعادل به دلیل مرگ نوزادان نر پس از تولد نیست، بلکه از همان ابتدا وجود دارد.

بسیاری از گونه‌های پرندگان دارای نسبت‌های جنسی متفاوت با ۱:۱ هستند و برخی از آن‌ها سازگاری‌های خاصی را دارند که با نیازهای اکولوژیکی‌شان مطابقت دارد. به عنوان مثال، دومین جوجه‌ی پرنده‌ی کوکابورا (Dacelo) که از تخم خارج می‌شود، معمولاً شانس بقای کمتری دارد و اغلب ماده است، زیرا احتمال زنده‌ماندن این جنس بیشتر است.

همچنین سیستم‌هایی وجود دارند که شامل کروموزوم‌های جنسی غیر‌استاندارد هستند. به عنوان مثال، برخی از پستانداران قطبی و برخی جوندگان خاص، یک کروموزوم X جهش‌یافته دارند که SRY را سرکوب می‌کند و ماده‌های XY بارور را تشکیل می‌دهد یا یک نسخه‌ی جهش‌یافته از SRY به درستی عمل نمی‌کند. در این گونه‌ها، ماده‌ها غالب هستند که برای پستاندارانی که باید در فصل کوتاه تابستان تولیدمثل خود را تکمیل کنند، سودمند است.

حشرات برخی از شدیدترین نمونه‌های نسبت جنسی نابرابر را دارند. به عنوان مثال، یک نوع هیره (mite) به ازای هر ۱ نر، ۱۵ ماده تولید می‌کند. در بسیاری از گونه‌های مگس میوه، ۹۵ درصد اسپرم‌ها حامل کروموزوم X هستند که به تولد فرزندانی منجر می‌شود که عمدتاً ماده هستند.

اگر نسبت جنسی تا این حد انعطاف‌پذیر است، چرا انسان‌ها و بسیاری از پستانداران نسبت ۱:۱ را حفظ می‌کنند؟ رونالد فیشر، آماردان معروف بریتانیایی، پیشنهاد کرد که نسبت جنسی خودبه‌خودی تصحیح می‌شود و به ۱:۱ گرایش دارد، مگر اینکه نیروهای تکاملی وجود داشته باشند که نسبت را تغییر دهند.

استدلال ساده است. با توجه به اینکه هر نوزاد باید یک مادر و یک پدر داشته باشد، اگر کمبودی در یک جنس وجود داشته باشد، والدین جنس نادرتر نسبت به والدین جنس رایج نوه‌ی بیشتری خواهند داشت.

به عنوان مثال، اگر جنس مذکر از جنس ماده نادرتر باشد، والدینی که به‌طور تصادفی تعداد پسرهای بیشتری دارند، نوه‌های بیشتری نسبت به والدینی که بیشتر دختر دارند، خواهند داشت. این باعث تقویت ژن‌های مولد پسر می‌شود و به تدریج این نسبت را به تعادل باز می‌گرداند. پس ژن‌های مولد پسر تا رسیدن به برابری تقویت می‌شوند.

بنابراین آیا تمایل ژنتیکی برای برخی خانواده‌ها وجود دارد که به‌طور مداوم تعداد پسران یا دختران بیشتری داشته باشند و آیا این ویژگی به نسل‌ها‌ی ‌‌بعدی به ارث می‌رسد؟ آیا فیشر درست گمان کرده بود؟ آیا شواهدی وجود دارد که اثرات تکاملی قوی نسبت جنسی جمعیت انسان را به ۱:۱ محدود می‌کند؟

در مطالعه‌ی جدید، سیلینگ سونگ و جینجی ژانگ از دانشگاه میشیگان، یک بررسی جامع از مجموعه‌های عظیم داده‌های انسانی از بریتانیا انجام دادند و دریافتند که پاسخ یک نه قطعی است. محققان دو واریانت ژنتیکی را شناسایی کردند که بر نسبت جنسی تأثیر می‌گذاشتند، اما به نظر نمی‌رسید که ازطریق خانواده‌ها منتقل شوند.

بنابراین، اصل فیشر «اشتباه» نیست، اما مطالعه نشان می‌دهد که حداقل در انسان، هیچ مدرکی مبتنی بر تأثیر ژنتیکی ارثی وجود ندارد که نسبت جنسی را ۱:۱ نگه دارد. پس چرا انسان‌ها از قانون ۱:۱ تبعیت می‌کنند؟ آیا این فقط یک اشتباه آماری است، زیرا هر خانواده‌ای فرزندان نسبتا کمی دارد که حتی انحرافات زیاد از نسبت ۱:! در تعداد بسیاری از خانواده ها یکسان است؟

برخی از خانواده‌ها دارای واریانت ژنی برای تولید پسر بیشتر از دختر هستند، اما خانواده‌های دیگر بیشتر از پسر، دختر به دنیا می‌آورند. تحلیل سونگ و ژانگ نشان می‌دهد که تنوع بالا (تغییرات طبیعی و تصادفی در نسبت‌های جنسی در بین خانواده‌های مختلف) بخشی از مشکل برای نشان‌دادن هرگونه سوگیری سیستماتیک است.

احتمال دیگر برای دلیل نسبت یک‌به‌یکی این است که انسان‌ها با محدودیت‌های تکاملی خاصی روبرو هستند. شاید تمایل انسان به تک‌همسری فشار تکاملی بیشتری را بر انسان‌ها وارد کند تا به اصل فیشر پایبند باشند به گونه‌ای که در مورد سایر گونه‌های جانوری صدق نمی‌کند.

پاسخ هرچه که باشد، مقاله‌ی سونگ و ژانگ سؤالات جذاب بسیاری را مطرح می‌کند و محرکی برای تحقیقات بیشتر در مورد سؤال قدیمی و جذاب برابری در نسبت جنسی انسان خواهد بود.