พี่น้องก็จริง แต่กลับมี ดีเอ็นเอ ของบรรพบุรุษต่างกัน - National Geographic

พี่น้องก็จริง แต่กลับมีดีเอ็นเอของบรรพบุรุษต่างกัน

พี่น้องก็จริง แต่กลับมี ดีเอ็นเอ ของบรรพบุรุษต่างกัน

เมื่อฤดูใบไม้ร่วงที่ผ่านมา แคทและเอ็ดดี้ อับบราฮัม ตัดสินใจมอบของขวัญพิเศษให้แก่พ่อของเขา “พ่อเป็นนักประวัติศาสตร์ของครอบครัวเลยค่ะ” แคทกล่าว สองพี่น้องคู่นี้คิดว่าพ่อของพวกเขาคงเพลิดเพลินกับผลการวิเคราะห์ ดีเอ็นเอ (รหัสพันธุกรรม) ของบรรพบุรุษที่พวกเขามีเป็นแน่แท้ เท่าที่พวกเขาทราบครอบครัวฝั่งพ่อของพวกเขามีเชื้อสายเลบานอน ในขณะที่สำหรับครอบครัวฝั่งแม่ แคทอธิบายว่าเป็น “ชาวผิวขาวจากแคนาดาที่ค่อนข้างหลากหลาย”  ซึ่งพวกเขาคาดหวังว่าการทดสอบครั้งนี้จะแสดงให้เห็นว่าทั้งสองพี่น้องมียีนของชาวตะวันออกกลางและชาวยุโรปอย่างละครึ่งภายในร่างกาย

ผลการวิเคราะห์ดีเอ็นเอที่ออกมาทำให้สองพี่น้องต้องประหลาดใจ (รวมไปถึงผู้เข้ารับการตรวจดีเอ็นเออื่นๆ จากบริษัท 23andMe หรือชุดตรวจที่สั่งซื้อจากเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก) เมื่อดีเอ็นเอของพวกเขาไม่ได้เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น  ดีเอ็นเอของแคทมี 13% ที่บ่งชี้ว่าเธอมีบรรพบุรุษมาจากอิตาลีและกรีซ ในขณะที่เอ็ดดี้มี 23% ซึ่งสร้างความสับสนให้แก่ทั้งสอง เนื่องจากความรู้พื้นฐานที่เราเรียนมานั้น เด็กจะมีดีเอ็นเอจากแม่ 50% (จากไข่) และจากพ่ออีก 50% (จากสเปิร์ม) ถ้าเช่นนั้นแล้วเหตุใดคนที่เป็นพี่น้องกันจึงมีดีเอ็นเอจากพ่อและแม่ที่แตกต่างกันไปได้?

ดีเอ็นเอ
ตัวอย่างของชุดตรวจสอบดีเอ็นเอบรรพบรุษจากงาน RootsTech Conference ที่จัดขึ้นในเมือง Salt lake ของรัฐยูทาห์ เมื่อปี 2017
ภาพถ่ายโดย George Frey

 

การสลับสับเปลี่ยนของดีเอ็นเอ

การที่สมาชิกในครอบครัวมีดีเอ็นเอที่ไม่ตรงกันนั้น ไม่ใช่เรื่องน่าอับอายชวนเข้าใจผิดใดๆ เมื่อร่างกายของเราผลิตสเปิร์มหรือไข่จะเกิดการรวมตัวของยีนใหม่ (genetic recombination) กระบวนการนี้จะลดโครโมโซมจากเดิมที่มีจำนวน 46 คู่ เหลือเพียง 23 คู่ เพื่อที่ว่าเมื่อไข่และอสุจิปฏิสนธิกัน ยีนจากพ่อและแม่อย่างละครึ่งจะรวมกันจนสมบูรณ์อีกครั้ง

ในกระบวนการตัดยีนออกครึ่งหนึ่ง โครโมโซมภายในเซลล์จะเรียงตัวกันและแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมก่อนที่จะก่อรูปเป็นเซลล์สืบพันธุ์ เมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการทั้งไข่และสเปิร์มจะมียีนของตัวเองอย่างละครึ่ง ซึ่งในแต่ละเซลล์สืบพันธุ์เองก็จะมียีนที่ไม่เหมือนกันร้อยเปอร์เซนต์ นั่นหมายความว่าในลูกหลานที่สืบทอดพันธุกรรมจากเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อและแม่เดียวกันก็จะมีดีเอ็นเอที่แตกต่างกันออกไปอย่างละเล็กน้อยด้วย

“เรื่องนี้เกี่ยวกับชีววิทยาล้วนๆ ค่ะ” Megan Dennis ผู้ศึกษาเกี่ยวกับจีโนมของมนุษย์ จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียกล่าว

ปกติแล้วกระบวนการวิเคราะห์ดีเอ็นเอจะทำการดึงเอาบางส่วนของดีเอ็นเอนั้นๆ ออกมาตรวจสอบ นักวิจัยจะนำข้อมูลที่ได้ไปเปรียบเทียบกับดีเอ็นเอตัวเดียวกันที่ได้มาจากผู้เข้าร่วมการตรวจสอบคนอื่นๆ เพื่อยืนยันว่ารากเหง้าที่ก่อร่างรวมตัวเป็นคุณนั้นมีดีเอ็นเอใกล้เคียงกับประชากรจากกลุ่มใด และประกอบด้วยกลุ่มใดบ้าง

และเนื่องจากในขั้นตอนของการรวมตัวกันใหม่ในยีนนี้เอง นั่นทำให้ในพี่น้องจากพ่อแม่เดียวกันจึงมีดีเอ็นเอที่เหมือนกันเพียงแค่อย่างน้อยที่สุด 50% เท่านั้น รายงานจาก Dennis แม้ว่าพวกเขาจะมีรากเหง้าบรรพบรุษเดียวกันหรือเป็นแฝดกันก็ตาม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากบรรพบุรุษของพวกเขามียีนที่ยิ่งหลากหลายมากเท่าไหร่ โอกาสที่การรวมตัวกันของยีนใหม่ในรุ่นลูกหลานก็จะยิ่งหลากหลายมากขึ้นเท่านั้นตาม

“ยกตัวอย่างเช่น ถ้าญาติฝั่งแม่ของบรรพบุรุษคุณเป็นลูกครึ่ง แม่ของคุณก็จะมียีนที่เกิดจากการรวมตัวกันแบบสุ่มของหลากหลายชาติพันธุ์นั้นๆ” เธอกล่าว “คุณจะเห็นความหลากหลายของผลการทดสอบได้ หากบรรพบุรุษของบรรพบุรุษคุณมาจากพื้นที่ที่แตกต่างกัน”

ดีเอ็นเอ
สำนักงานใหญ่ของบริษัท 23andMe ที่ตั้งอยู่ในเมือง Mountain View รัฐแคลิฟอร์เนีย
ภาพถ่ายโดย Kris Tripplaar

 

ขยายการตรวจสอบดีเอ็นเอ

แม้ผลการทดสอบที่ออกมาอาจดูประหลาด แต่ไม่จำเป็นที่คุณจะต้องหวั่นใจหรือซีเรียสกับมันมากนัก ผลการทดสอบพันธุกรรมในปัจจุบันมาจากการเทียบผลกับคลังข้อมูลที่มีอยู่เดิม ซึ่งส่วนใหญ่แล้วเป็นดีเอ็นเอของผู้คนจากทวีปยุโรปและอเมริกาเหนือ ในขณะที่ผู้คนที่อาศัยอยู่ยังส่วนอื่นๆ ของโลก ทุกวันนี้มีผลดีเอ็นเอให้เปรียบเทียบไม่มากนัก

“มันเป็นปัญหาของข้อมูล เนื่องจากการตรวจสอบพันธุกรรมดำเนินการโดยบริษัทไม่กี่แห่ง” Miguel Vilar ผู้จัดการด้านวิทยาศาสตร์จากโครงการ National Geographic’s Genographic กล่าว “เรามีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับชาวยุโรป ในขณะที่ผู้คนจากที่อื่นๆ เรารู้เพียงน้อยนิด”

ในการแก้ไขปัญหานี้ตัวเขากล่าวว่าจำเป็นต้องตรวจสอบผู้คนให้หลากหลายมากยิ่งขึ้นเพื่อขยายฐานข้อมูล ตลอดจนปรับปรุงข้อมูลที่มีอยู่แล้วให้ดียิ่งขึ้นไปอีก

สำหรับแคทและเอ็ดดี้ผู้ที่มีบรรพบุรุษจากตะวันออกกลางแล้ว พวกเขากล่าวว่าไม่ได้หวั่นใจกับผลการทดสอบมากนัก ตรงกันข้ามกลับมองว่ามันน่าสนใจเสียด้วยซ้ำ และเหนือสิ่งอื่นใดของขวัญชิ้นนี้เสร็จสมบูรณ์ในตัวมันเอง “พ่อของเราต้องเซอร์ไพร์แน่ที่รู้ว่าจริงๆ แล้วพวกเรารู้น้อยแค่ไหนเกี่ยวกับบรรพบุรุษตัวเอง” แคทกล่าว “เขาจะชอบผลการทดสอบนี้และตื่นเต้นไปกับสิ่งที่เราเพิ่งค้นพบด้วยแน่นอน”

เรื่อง Nicole Wetsman

 

อ่านเพิ่มเติม

บรรพบุรุษชาวอังกฤษมีผิวดำ, ผมหยิก และตาสีฟ้า

เรื่องแนะนำ

100 ปีของการตามล่าอุปราคา (eclipse) เผยให้เห็นในภาพถ่ายแปลกประหลาด

เรื่อง เรเชล บราวน์ ความมืดกลืนกินกลางวัน ทันใดนั้นอากาศก็หนาวเย็น ดวงอาทิตย์หายไปจากท้องฟ้า ไม่ต้องสงสัยเลยว่า บรรพบุรุษของเราจะต้องตื่นตระหนกต่อปรากฏการณ์สุริยุปราคา หลายวัฒนธรรมเชื่อว่า สุริยุปราคาและจันทรุปราคาเกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์หรือดวงจันทร์ถูกพลังเหนือธรรมชาติกลืนกิน เช่น สุนัขเพลิงของวัฒนธรรมเกาหลี หมาป่าแห่งท้องฟ้าของชาวไวกิ้ง หรือพระราหูที่มีแต่ร่างกายท่อนบน ทว่าในที่สุดนักดาราศาสตร์ก็ได้คำตอบว่า สุริยุปราคาเกิดจากดวงจันทร์โคจรผ่านมาอยู่ในแนวเดียวกันระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ และจันทรุปราคาเกิดจากโลกโคจรผ่านระหว่างดวงอาทิตย์กับดวงจันทร์ จากการสังเกตการณ์อย่างละเอียด นักดาราศาสตร์ยุคแรกๆจึงเรียนรู้ที่จะทำนายวันเวลาในการเกิดอุปราคา ชาวแคลเดียในเมืองบาบิโลนบันทึกการเกิดวัฏจักรซารอส (Saros cycle) หรือช่วงเวลา 18 ปี 11.3 วัน ที่จะเกิดอุปราคาซ้ำ เป็นครั้งแรกในสมัยศตวรรษที่เจ็ดก่อนคริสตกาล อย่างไรก็ตาม เราต้องใช้เวลาอีกนานมากกว่าจะคิดหาวิธีปกป้องลูกตาของเราจากการมองดูอุปราคาได้อย่างแท้จริง ในปี 1896 นักดาราศาสตร์อาชีพและมือสมัครเล่นจากทั่วโลก 165 คนลงเรือเดินทางนานหนึ่งเดือนไปยังเมือง Vadsø ประเทศนอร์เวย์ เพื่อเฝ้าสังเกตสุริยุปราคาเต็มดวงที่จะเกิดขึ้นในวันที่ 9 สิงหาคม ที่นี่ โจเซฟ ลันต์ จาก British Astronomical Association ปรับเปลี่ยนกล้องถ่ายภาพที่ออกแบบเป็นพิเศษซึ่งต้องใช้ผู้ปฏิบัติงานสี่คน Photograph by ALINARY, GETTY IMAGES สมาชิกของ […]

พอริเฟอรา : ฟองน้ำ สัตว์ที่มีรูพรุน

พอริเฟอรา (Porifera) คือ 1 ใน 9 หมวด หรือ “ไฟลัม” (Phylum) ของอาณาจักรสัตว์ (Kingdom Animalia) ในการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตตามอนุกรมวิธานวิทยา (Taxonomy) โดยสัตว์ในไฟลัม พอริเฟอรา คือสัตว์จำพวกฟองน้ำ (Sponges) ทั้งหลาย ซึ่งนับเป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตยุคดึกดำบรรพ์ที่มีอายุเก่าแก่ที่สุดและยังคงอาศัยอยู่บนโลกจนกระทั่งถึงทุกวันนี้ ฟองน้ำอาจถือกำเนิดมาตั้งแต่ยุคพรีแคมเบรียน (Precambrian) เมื่อราว 600 ล้านปีก่อน ฟองน้ำจึงเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (Multicellular Organism) ที่มีวิวัฒนาการน้อยที่สุดชนิดหนึ่งบนโลก ในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์พบฟองน้ำอยู่ราว 15,000 ชนิด ซึ่งส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรทั่วโลก มีเพียง 219 ชนิดเท่านั้นที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำจืดต่าง ๆ ลักษณะสำคัญของสัตว์ในไฟลัมพอริเฟอรา ไม่มีเนื้อเยื่อที่แท้จริงและไม่มีระบบต่างๆ ภายในร่างกาย : ฟองน้ำไม่มีอวัยวะ ไม่มีระบบหมุนเวียน ระบบหายใจ ระบบขับถ่ายหรือระบบประสาท ฟองน้ำเพียงอาศัยการไหลเวียนของน้ำผ่านช่องว่างกลางลำตัว (Spongocoel) เป็นปัจจัยสำคัญในการขับเคลื่อนกระบวนต่าง ๆ เช่น การกรองอาหารจากน้ำ (Suspension feeder) […]

ฤดูหนาวมืดเร็วกว่า ฤดูอื่นเพราะเหตุใด

เรามักจะรู้สึกว่า ช่วงวันเวลาของ ฤดูหนาวมืดเร็วกว่า ฤดูอื่นๆ เหตุการณ์นี้สังเกตเห็นได้อย่างชัดเจนในประเทศแถบซีกโลกเหนือ ส่วนประเทศในเขตร้อนที่อยู่ใกล้แนวเส้นศูนย์สูตร อาจจะไม่เห็นความแตกต่างมากนัก สำหรับเหตุการณ์ ฤดูหนาวมืดเร็วกว่า ฤดูกาลอื่นนั้นมีคำตอบอยู่ที่ มุมเอียงของแกนโลก และการโคจรรอบดวงอาทิตย์ เพราะแกนโลกเอียง เมื่อเรามองโลกจากห้วงอวกาศ เราจะเห็นว่าโลกมีลักษณะเป็นทรงเกือบกลม อย่างไรก็ตาม โลกของเราไม่ได้ตั้งเป็นแนวตรงเสียทีเดียว แต่มีมุมเอียงประมาณ 23.5 องศา เนื่องจากการเอียงของแกนโลก ประกอบกับการโคจรรอบดวงอาาทิตย์ จึงทำให้ซีกหนึ่งของโลกเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ และอีกซีกหนึ่งเอียงออกห่างดวงอาทิตย์ เหตุเพราะแกนโลกเอียง จึงทำให้แสงอาทิตย์ส่องกระทบแตกต่างกันในแต่ละฤดูกาล ในช่วงฤดูร้อน ซีกโลกเหนือจะเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ ซึ่งส่งผลให้มีช่วงกลาววันที่ยาวนาน แต่ในฤดูหนาว ซีกโลกเหนือเอียงออกห่างจากดวงอาทิตย์ จึงเป็นผลให้มีช่วงกลางวันที่สั้นกว่าฤดูร้อน รวมไปถึงอุณหภูมิก็จะลดต่ำลงในช่วงฤดูหนาวด้วย เนื่องจากรังสีจากดวงอาทิตย์ตกกระทบยังซีกโลกเหนือน้อยลง แล้วเป็นเช่นนี้เหมือนกันทั้งโลกเลยหรือ ในขณะที่เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นที่ซีกโลกเหนือ แต่ไม่ใช่จะเกิดขึ้นกับพื้นที่อื่นๆ ของโลก ในซีกโลกใต้จะให้ผลในทางตรงกันข้าม หรือประเทศที่อยู่แถบเส้นศูนย์สูตร ช่วงเวลากลางวันและกลางคืนแทบไม่แตกต่างกัน เรื่องที่น่าสนใจคือ ในระหว่างช่วงฤดูหนาวที่หลายประเทศต้องเผชิญกับช่วงกลางคืนที่ยาวนาน แต่บางพื้นที่ต้องพบกับความมืดมิดตลอดทั้งวันและคืน เช่น เมืองทรอมโซ ประเทศนอร์เวย์ เนื่องจากพื้นที่ดังกล่าวเอียงออกห่างจากดวงอาทิตย์จนแสงอาทิตย์เดินทางไปไม่ถึง สำหรับประเทศไทยที่อยู่ตั้งอยู่ใกล้กับแนวเส้นศูนย์สูตร ช่วงเวลากลางวันและกลางคืนในฤดูอาจไม่แตกต่างกันมากอย่างประเทศในเขตอบอุ่น เนื่องจากได้รับแสงแดดตลอดทั้งปี แม้จะรู้สึกได้บ้างในช่วงฤดูหนาวในประเทศไทย ที่คนส่วนใหญ่จะรู้สึกว่ามืดเร็วกกว่าฤดูอื่นๆ แต่ก็ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อการดำรงชีวิตประจำวัน แตกต่างกับประเทศในซีกโลกเหนือ […]

การตกผลึก (Crystallization)

การตกผลึก (Crystallization) คือ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติของการเกิดผลึกของแข็งหรือ “คริสตัล” (Crystals) ในสารละลายเนื้อเดียว (Homogeneous Solution) ทั้งที่อยู่ในสถานะของเหลว (Liquid) และก๊าซ (Gas and Vapor) เมื่อสารละลายดังกล่าวเกิดการอิ่มตัวอย่างยิ่งยวดจากตัวถูกละลาย (Solute) ซึ่งสสารส่วนใหญ่ในธรรมชาติสามารถละลายได้ดีในตัวทำละลาย (Solvent) ที่มีอุณหภูมิสูง ดังนั้น เมื่อสารละลายอุณหภูมิสูงดังกล่าวเย็นตัวลง จึงก่อให้เกิดการแยกตัวของสารเกิดเป็นผลึกของแข็ง ซึ่งเรียกว่า การตกผลึก การตกผลึก จึงนับเป็นกระบวนการแยกสารหรือวิธีการทำสารให้บริสุทธิ์ที่เก่าแก่วิธีหนึ่ง ซึ่งนิยมนำมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีและการวิจัยในด้านต่าง ๆ ทั้งจากประสิทธิภาพในการแยกสารและความคุ้มค่าด้านพลังงาน ซึ่งในปัจจุบัน กระบวนการตกผลึกถูกนำมาใช้ประโยชน์มากมาย ทั้งในการผลิตเกลือบริโภค หรือการผลิตผลึกของธาตุแกลเลียม (Gallium) และซิลิคอน (Silicon) รวมไปถึงการผลิตน้ำตาลชนิดต่าง ๆ อีกด้วย การเกิดกระบวนการตกผลึก การทำให้ตัวถูกละลายในสารละลายตกผลึก สารละลายดังกล่าวจะต้องอิ่มตัวอย่างยิ่งยวด จากการมีปริมาณของตัวถูกละลายไม่ว่าจะอยู่ในรูปของอะตอม โมเลกุล หรือไอออน มากกว่าปกติภายใต้สภาวะสมดุล (Equilibrium) ของสารละลายอิ่มตัว ซึ่งผลึกที่สมบูรณ์ของสารแต่ละชนิดจะมีรูปร่างและโครงสร้างที่แตกต่างกันออกไป ตามกระบวนการตกผลึกหรือการเย็นตัวลงของสารละลายดังกล่าว โดยทั่วไป สารละลายอิ่มตัวที่มีอุณหภูมิลดต่ำลงอย่างรวดเร็วมักก่อให้เกิดผลึกของแข็งหรือคริสตัลขนาดเล็ก ขณะที่การเย็นตัวลงอย่างช้า ๆ […]