Sexy chromosomen

Verschillen tussen man en vrouw zijn groter dan nodig voor de voortplanting. Het is een erfenis van de evolutie, zegt Anton Grootegoed van de Erasmus Universiteit. Kim van Rijn

Foto Jupiterimages Father talking with Sons. Jupiterimages

Ongeveer 300 miljoen jaar geleden ontstonden bij de voorouders van de huidige zoogdieren de eerste verschillen tussen de toekomstige X- en Y-chromosomen. Eén van beide chromosomen, het latere Y-chromosoom, werd drager van een geslachtsbepalend gen en bepaalde voortaan het ontstaan van een mannetje. Gedurende de evolutie werd het verschil tussen X- en Y-chromosoom steeds groter. Het huidige X-chromosoom van de mens draagt nu ongeveer 1.000 genen. Het Y-chromosoom is klein en instabiel en bevat slechts enkele tientallen genen, zoals genen voor de zaadcelvorming (de spermatogenese) en het geslachtsbepalende SRY-gen (Sex-determining Region Y).

Anton Grootegoed is hoogleraar bij de afdeling Voortplanting en Ontwikkeling van het Erasmus MC in Rotterdam en teamleider van het project seXY chromosomen, de Rotterdamse inzending voor de Academische Jaarprijs. „Of een embryo een meisje of jongen wordt, hangt af van de spermacel die de eicel bevrucht”, aldus Grootegoed. „Als de spermacel een Y-chromosoom (mét het SRY-gen) in de eicel brengt, dan wordt het kind een jongetje (XY). Het SRY-gen zorgt ervoor dat de gonaden (geslachtsklieren) in de foetus uitgroeien tot testes. De testes produceren testosteron, een eenvoudig maar krachtig hormoon dat de ontwikkeling stimuleert van de inwendige en uitwendige mannelijke geslachtsorganen en kenmerken.”

Draagt de spermacel die de eicel bevrucht een X-chromosoom, dan heeft het embryo twee X-chromosomen, één van vader en één van moeder. In de afwezigheid van het SRY-gen vormen de gonaden dan geen testes maar ovaria en er wordt geen testosteron geproduceerd. Juist door de afwezigheid van testes en testishormonen ontstaan eileiders en de baarmoeder en wordt een meisje geboren.

Soms is door een genetische verandering het lichaam ongevoelig voor testosteron. Grootegoed: „Bij een dergelijke mutatie kan de foetus tijdens de zwangerschap geen mannelijke geslachtskenmerken ontwikkelen. In zo'n geval komt een XY-kind als meisje ter wereld, met inwendig wel testes, omdat het ontstaan daarvan bepaald wordt door het SRY-gen op het Y-chromosoom. Het meisje heeft geen eileiders of baarmoeder, maar voelt zich wel volledig vrouw.” De aan- of afwezigheid van (de werking van) testosteron, in de foetus en ook later in de ontwikkeling, is in belangrijke mate bepalend of iemand zich man of vrouw voelt.

„Een onderzoeker vond toevallig een zebravink die, door een speling van de natuur, een vrouwelijke linkerhelft en een mannelijke rechterhelft had”, vertelt Grootegoed. „Het vogeltje had rechts een testis en links een ovarium. Het zangcentrum bleek in de mannelijke helft van de hersenen groter te zijn dan in de vrouwelijke helft. Dit verschil kon niet worden verklaard door de werking van testosteron, omdat het testosteron uit die ene testis zich uiteraard links en rechts door het vogeltje verspreidde.” Volgens Grootegoed zijn er meer van dit soort aanwijzingen die duiden op een genetisch verschil in de ontwikkeling van vrouw en man, dat niet direct kan worden verklaard door de werking van geslachtshormonen. X- en Y-chromosomen spelen, los van de werking van testosteron en los van ‘man-vrouw-gevoelens’, een complexere rol bij de geslachtsdifferentiatie dan lange tijd werd verondersteld.

„Vroeg in de ontwikkeling van een vrouwelijk embryo wordt één van beide X-chromosomen uitgeschakeld”, vertelt Grootegoed. „Dit is in de evolutie ontstaan, om de hoeveelheid actieve X-genen in mannen en vrouwen enigszins gelijk te maken. Welk X-chromosoom wordt geïnactiveerd, dat van vader of van moeder, kan per cel verschillen. De inactivatie is echter niet volledig: een aantal genen op het geïnactiveerde X-chromosoom ontsnapt aan dit proces en blijft actief. Stiekem halen vrouwen zo toch enig voordeel uit het tweede X-chromosoom.”

Op het X-chromosoom liggen veel genen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van de hersenen. Grootegoed verklaart dit fenomeen: „Tijdens de evolutie van primaten kan er op het X-chromosoom door mutaties een nieuw gen ontstaan, waardoor een mannetje bijvoorbeeld slimmer wordt. Dit gen komt direct tot expressie, omdat hij maar één X-chromosoom heeft. Dat mannetje heeft wellicht betere overlevings- en voortplantingskansen en dat leidt dan tot een snelle verspreiding van het nieuwe gen. Zo kan het komen dat op het X-chromosoom van mensen relatief veel genen liggen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van de hersenen.” Maar een mutatie op het X-chromosoom kan ook verkeerd uitpakken en vooral bij mannen leiden tot mentale retardatie. Bij hen kan een kapot gen immers niet worden opgevangen door hetzelfde gen op een tweede X-chromosoom. Het kleine Y-chromosoom schiet tekort om dit probleem op te lossen.

Het blijkt bijvoorbeeld dat meisjes die slechts één X-chromosoom hebben en daarmee leiden aan het syndroom van Turner, uiteenlopende cognitieve vaardigheden ontwikkelen. Dit is afhankelijk van de afkomst van hun ene X-chromosoom. Hebben ze een X van vader dan zijn andere vaardigheden beter ontwikkeld dan wanneer ze een X van moeder hebben. Gewone meisjes hebben met hun twee X-chromosomen enige speelruimte voor individuele variatie. Je ziet dit bij identieke tweelingen: de onderlinge verschillen in cognitieve vaardigheden bij meisjestweelingen blijken iets groter dan bij jongenstweelingen.

„De evolutie van X- en Y-chromosomen resulteert in grotere verschillen tussen mannen en vrouwen dan voor de voortplanting strikt noodzakelijk zijn: verschillen in gedrag en vaardigheden, en in fysieke eigenschappen die ook gevoeligheid voor sommige ziekten mede bepalen. We moeten meer weten over X en Y om de verschillen tussen mannen en vrouwen goed te kunnen begrijpen”, aldus Grootegoed. Liselotte Gootjes, universitair docent Biologische Psychologie van het Instituut voor Psychologie aan de Erasmus Universiteit en lid van het team seXY chromosomen, vult aan: „Overigens moeten verschillen in gedrag en vaardigheden wel in hun perspectief gezien worden. Variatie tussen mannen onderling en tussen vrouwen onderling is vaak groter dan het verschil tussen de seksen. Er is veel overlap, maar gemiddeld genomen zijn de verschillen tussen mannen en vrouwen wel significant.” Grootegoed: „Evolutie van X- en Y-chromosomen is feitelijk een opeenstapeling van allerlei ongelukjes en toevalligheden. De verschillen tussen mannen en vrouwen zijn dat voor een belangrijk deel ook.”