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

สิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ มีจริงหรือ

สัญญาณความเป็นไปได้ที่จะพบ สิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ ทำให้เกิดการถกเถียงกันอย่างดุเดือด “บางอย่างแปลกๆ กำลังเกิดขึ้น” ในดาวเคราะห์เพื่อนบ้านของเรา แต่ผู้เชี่ยวชาญบางท่านก็กังขาในคุณภาพของข้อมูลเกี่ยวกับ สิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ เรื่อง NADIA DRAKE อาจมีบางอย่างลอยผ่านกลุ่มเมฆที่ปกคลุมดาวศุกร์ เป็นกลุ่มก๊าซที่มีกลิ่นและติดไฟได้ เรียกว่าฟอสฟีน ซึ่งสามารถทำลายสิ่งมีชีวิตที่อาศัยออกซิเจนเพื่อความอยู่รอด แต่นักวิทยาศาสตร์ที่ประกาศการค้นพบนี้ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์กล่าวว่า มันอาจเป็นหลักฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบถัดไป เท่าที่มนุษย์ได้ศึกษาเรื่องดาวเคราะห์ อย่างดาวศุกร์และโลก ฟอสฟีนสามารถสร้างได้ด้วยสิ่งมีชีวิตเท่านั้น ทั้งสัตว์ที่มีวิวัฒนาการสูงและจุลินทรีย์ ฟอสฟีนถูกใช้เป็นอาวุธเคมีในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เป็นสารรมยาทางการเกษตร ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตสารกึ่งตัวนำ และเป็นผลพลอยได้จากห้องทดลองทางเคมี แต่ฟอสฟีนยังสามารถเกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนบางชนิด ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ขาดออกซิเจน เช่นหลุมขยะแบบฝังกลบ ที่ลุ่มแม่น้ำที่มีตะกอนทับถม และในทางเดินอาหารของสัตว์ เมื่อต้นปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ Jane Greaves จาก Cardiff University สหราชอาณาจักร คาดการณ์ว่า การค้นพบสารเคมีบนดาวเคราะห์ดวงอื่นอาจบ่งบอกถึงกิจกรรมการเผาผลาญพลังงานของสิ่งมีชีวิตนอกโลก และพวกเขาแนะนำให้เล็งกล้องโทรทรรศน์ที่คมชัดที่สุดในอนาคตไปยังดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ไกลออกไป เพื่อหาสัญญาณของก๊าซ ตอนนี้ เราอาจจะพบสัญญาณของก๊าซฟอสฟีนบนดาวเคราะห์ใกล้เคียง และเธอได้เผยแพร่ผลงานการค้นพบในวารสาร Nature Astronomy “แน่นอนว่าฉันรู้สึกประหลาดใจทันที ฉันคิดว่ามันเป็นความผิดพลาด แต่ฉันอยากให้มันไม่ใช่เรื่องผิดพลาดเป็นอย่างมาก” Clara Sousa-Silva ผู้ร่วมเขียนงานวิจัย และนักศึกษาหลังปริญญาเอก สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ […]

แรงพยุง หรือแรงลอยตัว (Buoyant Force)

เรือเดินสมุทรน้ำหนักหลายร้อยตันสามารถลอยอยู่บนผิวน้ำได้ ด้วยหลักการของความหนาแน่นและ แรงพยุง แรงพยุง (Buoyant force) หรือ แรงลอยตัว คือแรงลัพธ์ของธรรมชาติที่เกิดจากการต่อต้านของของไหล (Fluids) ซึ่งเป็นได้ทั้งของเหลวและก๊าซ กระทำต่อวัตถุโดยรอบ หรือส่วนของวัตถุซึ่งจมอยู่ในของไหลนั้นๆ กับแรงโน้มถ่วง (Gravitational force) ของโลก ส่งผลให้วัตถุสามารถลอยตัวหรือจมลงในของไหลนั้นๆ โดยผลลัพธ์ของแรงพยุงที่มีต่อวัตถุซึ่งจมอยู่ในของไหล เกิดขึ้นได้ใน 3 ลักษณะ คือ วัตถุลอยตัว เกิดขึ้นเมื่อแรงพยุงของของไหลมากกว่าน้ำหนักของวัตถุ และเมื่อของไหลมีความหนาแน่นมากกว่าความหนาแน่นของวัตถุ วัตถุจมลง เมื่อแรงพยุงของของไหลน้อยกว่าน้ำหนักของวัตถุ และเมื่อของไหลมีความหนาแน่นน้อยกว่าความหนาแน่นของวัตถุ วัตถุลอยปริ่มที่ขอบของไหล หรือที่เรียกว่า “การลอยตัวเป็นกลาง” (Neutral buoyancy) เกิดสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงและแรงพยุง เมื่อแรงพยุงและน้ำหนักของวัตถุเท่ากันหรือมีค่าใกล้เคียงกัน และเมื่อของไหลมีความหนาแน่นเท่ากับความหนาแน่นของวัตถุ ดังนั้น ความหนาแน่นจึงเป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการลอยตัวหรือจมลงของวัตถุในของไหล ความหนาแน่น (Density) คือ อัตราส่วนระหว่างมวล (Mass) และปริมาตร (Volume) ของวัตถุ ซึ่งในธรรมชาติหากวัตถุมีความหนาแน่นมากกว่าย่อมมีน้ำหนักมากกว่าในปริมาตรที่เท่ากัน โดยทั่วไปแล้ว เรามักคิดว่าวัตถุที่มีน้ำหนักมาก ควรจมลงในของเหลวมากกว่าวัตถุที่มีน้ำหนักเบากว่า แต่ตามหลักการทางวิทยาศาสตร์นั้น หากวัตถุมีน้ำหนักเท่ากัน แต่มีความหนาแน่นและขนาดที่ต่างกัน หรือทำมาจากวัสดุที่ต่างกัน […]

ประชากร ในระบบนิเวศ

ทฤษฎีเรื่อง ประชากร (Population) เป็นเรื่องที่นำมาประยุกต์ใช้กับสิ่งมีชีวิตต่างๆ เพื่อประเมินและคาดการณ์ปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต เช่น การกระจายพันธุ์ จำนวนประชากรในพื้นที่ โอกาสการรอดชีวิต และโอกาสการเกิดชนิดพันธุ์ใหม่ ประชากร (Population) คือ กลุ่มของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน (Single Species) ที่อาศัยอยู่ร่วมกันในพื้นที่หรือในอาณาบริเวณเดียวกัน ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง โดยมีการทำกิจกรรมร่วมกันหรือมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันภายในกลุ่มประชากรดังกล่าว การอาศัยอยู่ร่วมกันเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิต ก่อให้เกิดลักษณะเฉพาะของกลุ่มประชากร เช่น ขนาดหรือจำนวนประชากร (Population Size) และความหนาแน่น (Population Density) ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญในการศึกษาประชากรในระบบนิเวศ จากทั้งอัตราการเกิด-การตาย การอพยพเข้า-ออก และการกระจายตัวของกลุ่มอายุ ตลอดจนความสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นภายในกลุ่ม ทั้งในด้านการช่วยเหลือเกื้อกูล การแก่งแย่งแข่งขันกัน และความสัมพันธ์หลายรูปแบบที่มีต่อกลุ่มประชากรของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ ในระบบนิเวศ ลักษณะสำคัญของประชากร ความหนาแน่นประชากร (Population Density) คือ จำนวนประชากรต่อหน่วยพื้นที่ สำหรับสิ่งมีชีวิตบนบก หรือต่อหน่วยปริมาตรสำหรับสิ่งมีชีวิตในน้ำ  การกระจายตัวของประชากร (Dispersion) คือ การกระจายตัวของสมาชิกภายในกลุ่มประชากรในพื้นที่อยู่อาศัย โดยมีปัจจัยทางสภาพแวดล้อมที่ส่งผลต่อลักษณะการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิตดังกล่าว การกระจายของประชากรสามารถจำแนกออกเป็น 3 […]

พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy)

พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานธรรมชาติที่เกิดจากความร้อน ซึ่งถูกกักเก็บอยู่ภายใต้พื้นผิวโลก และเป็นอีกหนึ่งแหล่งพลังงานสะอาด ซึ่งมนุษย์สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในหลากหลายด้าน ทั้งการใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนและการผลิตกระแสไฟฟ้า พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy) คือ พลังงานธรรมชาติที่เกิดจากความร้อน ซึ่งถูกกักเก็บอยู่ภายใต้พื้นผิวโลก และเป็นอีกหนึ่งแหล่งพลังงานสะอาดหรือพลังงานหมุนเวียน (Renewable Resource) ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งมนุษย์สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในหลากหลายด้าน ทั้งการใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนและการผลิตกระแสไฟฟ้า จุดกำเนิดความร้อนใต้พื้นผิวโลก ในธรรมชาติ ความร้อนใต้พิภพจะมีอุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นตามระดับความลึกลงไปจากพื้นผิวดิน โดยที่ความร้อนจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นราว 25 ถึง 30 องศาเซลเซียส ในทุก ๆ ระดับความลึก 1 กิโลเมตร อย่างเช่นในบริเวณส่วนล่างของชั้นเปลือกโลก (Continental Crust) ที่ระดับความลึก 25 ถึง 70 กิโลเมตร มีอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ 250 ถึง 1,000 องศาเซลเซียส ซึ่งความร้อนในบริเวณนี้มีค่าค่อนข้างแปรปรวนจากคุณสมบัติของแผ่นเปลือกโลกแต่ละแผ่นที่ประกอบเข้าด้วยกัน แต่ในส่วนฐานของชั้นเนื้อโลก (Mantle) ที่ลงลึกไปกว่า 2,900 กิโลเมตร ความร้อนจะมีอุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นไปจนถึง 3,500 องศาเซลเซียส และหากลึกลงไปถึงส่วนของแก่นโลก (Core) […]