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

ปรากฏการณ์ เอลนีโญ และลานีญา

ความแปรปรวนของกระแสลมและการไหลเวียนของกระแสน้ำที่ผันผวนที่เกิดจาก เอลนีโญ และลานีญา อาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลกอย่างรุนแรง เอลนีโญ (El Niño) และลานีญา (La Niña) เป็นปรากฏการณ์สุดขั้วตรงข้ามของวัฏจักรการหมุนเวียนกระแสอากาศและกระแสน้ำในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออก(Eastern Tropical Pacific Ocean) ที่เรียกว่า “El Niño – Southern Oscillation” หรือ“เอนโซ่” (ENSO)ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างมหาสมุทรกับชั้นบรรยากาศโลก ดังนั้นเมื่อกระแสลมเกิดการเปลี่ยนทิศและกระแสน้ำในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกเกิดการเปลี่ยนแปลง จึงก่อให้เกิดปรากฏการณ์สภาวะอากาศแปรปรวนฉับพลันที่เรียกว่า “เอลนีโญ” (El Niño) และ “ลานีญา”(La Niña) [ในภาษาสเปน เอลนีโญมีความหมายว่า “เด็กชาย” หรือ “บุตรของพระเยซู”ขณะที่ลานีญามีความหมายว่า “เด็กสาว”] การเกิดปรากฏการณ์เอลนีโญและลานีญา มหาสมุทรแปซิฟิกในสภาวะปกติ บริเวณแถบเส้นศูนย์สูตรของมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกจะมีลมสินค้ากำลังแรงพัดจากทางด้านตะวันตกของชายฝั่งทวีปอเมริกาใต้ไปยังประเทศอินโดนีเซีย โดยนำเอากระแสน้ำอุ่นบนพื้นผิวมหาสมุทรแปซิฟิกเข้าสู่ชายฝั่งด้านทิศตะวันออกของออสเตรเลียทำให้น้ำทะเลบริเวณดังกล่าวสูงกว่าระดับทะเลปกติราว 60 ถึง70 เซนติเมตร และทำให้เกิดฝนตกในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้และทางตอนเหนือของออสเตรเลีย ขณะที่ตามแนวชายฝั่งของทวีปอเมริกาใต้จะเกิดกระแสน้ำเย็นใต้มหาสมุทรไหลเข้ามาแทนที่กระแสน้ำอุ่นที่ถูกลมสินค้าพัดพาไป ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ “น้ำผุด” (Upwelling) ซึ่งนำธาตุอาหารจากมหาสมุทรลึกขึ้นมายังเขตท้องทะเลที่แสงสว่างส่องถึง (Euphotic zone) ทำให้ทางชายฝั่งของทั้งประเทศเปรู เอกวาดอร์ และชิลี กลายเป็นแหล่งทรัพยากรทางทะเลที่สำคัญและสร้างรายได้มหาศาลให้กับชาวประมงท้องถิ่นอีกด้วย ปรากฏการณ์เอลนีโญ […]

ข้าวเหนียว “หอมนาคา” ปลูกได้ทั้งน้ำแล้งและน้ำท่วม

ไบโอเทค สวทช. เปิดตัว ข้าวเหนียว พันธุ์ใหม่ ‘หอมนาคา’ คุณสมบัติสะเทินน้ำสะเทินบก ข้าวเหนียว เป็นตัวแทนความมั่นคงทางอาหารของพื้นที่ภาคเหนือและอีสาน เพราะเป็นอาหารหลักของคนในพื้นที่ แต่ด้วยปัจจัยของที่ตั้งและภูมิประเทศ ส่งผลให้ทุ่งนาลุ่มน้ำโขงต้องเผชิญภัยธรรมชาติทั้งอุทกภัยและความภัยแล้งสลับไปมา จึงแทบไม่เคยได้ปริมาณผลผลิตทัดเทียมพื้นที่อื่นซึ่งอุดมสมบูรณ์กว่า  สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) ร่วมกับมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา พัฒนา ‘ข้าวหอมนาคา’ ข้าวเหนียวพันธุ์ใหม่ที่ทนทานต่อภาวะน้ำท่วมฉับพลัน ทนแล้ง และทนโรค เปรียบเปรยได้ว่า เป็นข้าวเหนียวสะเทินน้ำสะเทินบกสายพันธุ์แรกของไทย ดร.ธีรยุทธ ตู้จินดา ผู้อำนวยการกลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการจัดการแบบบูรณาการ ไบโอเทค สวทช. กล่าวว่า ปัญหาหลักของการปลูกข้าวเหนียวที่พี่น้องชาวนาต้องเผชิญคือ ข้าวล้มเพราะข้าวเหนียวพันธุ์ไทยเป็นข้าวต้นสูง เมื่อเวลาลมฝนพัดแรง ต้นข้าวมักล้มนอนแม้ยังออกรวงไม่เต็มที่ หากปีใดประสบภัยแล้ง ผลผลิตมักได้น้อย นอกจากนี้ยังต้องเผชิญกับโรคไหม้ และโรคขอบใบแห้ง ทำให้การเจริญเติบโตไม่สมบูรณ์ สิ่งเหล่านี้เป็นความทุกข์ของคนทำนา เพราะชะตาชีวิตต้องแขวนอยู่บนปัจจัยเสี่ยงที่ไม่อาจควบคุมได้ นักวิจัยไทยจึงพยายามพัฒนาสายพันธุ์ข้าวเหนียวเพื่อเอาชนะปัญหาดังกล่าวมาอย่างต่อเนื่อง ในปีที่ผ่านมา ไบโอเทค สวทช. ร่วมกับนายศรีสวัสดิ์ ขันทอง และคณะวิจัย นำความเชี่ยวชาญทางด้านเทคโนโลยีพันธุวิศวกรรม มาศึกษาและพัฒนาพันธุกรรมของข้าวเหนียวไทย เพื่อชูยีนเด่น ลดยีนด้อย ผ่านการผสมและคัดเลือกพันธุ์อย่างเหมาะสม จนได้ผลงานข้าวเหนียวสายพันธุ์ใหม่ “หอมนาคา” ที่สามารถ จมอยู่ในน้ำได้นาน 1–2 สัปดาห์ และทนทานต่อการขาดน้ำในบางระยะของการปลูกข้าว […]

นวัตกรรมใหม่ช่วยสัตว์ใต้ทะเลลึกขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างปลอดภัย

นวัตกรรมใหม่ช่วยสัตว์ใต้ทะเลลึกขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างปลอดภัย อุปกรณ์ชิ้นนี้เป็นผลงานการประดิษฐ์ของสถาบันวิทยาศาสตร์แคลิฟอร์เนียร่วมกับพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำมอนเทอเรย์เบย์ ซึ่งจะช่วยในการเก็บตัวอย่างสัตว์ใต้ทะเลลึกให้พวกมันขึ้นสู่ผิวน้ำได้อย่างปลอดภัย นวัตกรรมใหม่นี้เป็นท่อแรงดันที่มีชื่อสั้นๆ ว่า SubCAS เนื่องจากการที่บรรดาสัตว์น้ำใต้ทะเลลึกเหล่านี้อาศัยอยู่ที่ระดับความลึกมากกว่า 30 เมตร การเปลี่ยนแปลงความดันขณะขึ้นสู่ผิวน้ำเมื่อนักวิทยาศาสตร์เก็บพวกมันไปยังห้องปฏิบัติการอาจกลายเป็นเรื่องอันตรายต่ออวัยวะภายในได้ ดังนั้นหลักการทำงานของ SubCAS คือช่วยลดการเปลี่ยนแปลงความดันอย่างรวดเร็ว ด้วยฟองอากาศที่ล้อมรอบกระบอกบรรจุตัวอย่าง เมื่อนักดำน้ำดำลงไปยังความลึกราว 55 เมตร พวกเขาจะนำกระบอกบรรจุตัวอย่างสอดเข้าไปในกระบอกที่ใหญ่กว่า และใส่ฟองอากาศเข้าไปให้อยู่ในช่องงว่างระหว่างสองกระบอก เพื่อสร้างห้องปรับความดันขึ้นมา ตัวอย่างสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกจะถูกบรรจุเข้าไปในกระบอกขนาดเล็ก เมื่อนักดำน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำ ฟองอากาศจะขยายและรักษาความดันภายในกระบอกไว้ และเมื่อนักดำน้ำดำถึงระดับความลึก 30 เมตรจากผิวน้ำ พวกเขาจะค่อยๆ ปล่อยฟองอากาศออกมา กระบวนการนี้ใช้เวลาราว 2 – 3 วัน ตัวอย่างที่ถูกจับมาได้จึงจะสามารถปรับตัวเข้ากับความดันใหม่ใกล้ผิวน้ำ   อ่านเพิ่มเติม ทำไมสัตว์น้ำใต้ทะเลลึกจึงมักมีสีดำ?

เชื้อก่อโรค (Infectious Agents)

เชื้อโรค หรือ เชื้อก่อโรค เป็นสาเหตุหลักของการเกิดโรคในสิ่งมีชีวิต เชื้อก่อโรค (Infectious Agents) คือ ชื่อเรียกจุลินทรีย์ (Microorganisms) หรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่อาศัยร่างกายของสิ่งมีชีวิตอื่น เพื่อการเจริญเติบโตและการสืบเผ่าพันธุ์ ไม่ว่าจะเป็นพืช สัตว์ หรือมนุษย์ จุลินทรีย์เหล่านี้สามารถรุกรานเข้าไปภายในร่างกายของผู้ถูกอาศัยที่เรียกกันว่า “โฮสต์” (Host) ทำให้เกิดการติดเชื้อและก่อให้เกิดโรคที่อาจเป็นอันตรายถึงแก่ชีวิต จุลินทรีย์บางชนิดยังสามารถอาศัยร่างกายของโฮสต์ส่งต่อหรือถ่ายทอดเชื้อโรค (Pathogens) ไปยังสิ่งมีชีวิตอื่นได้อีกด้วย ทั้งจากการสัมผัสกันโดยตรง ผ่านการหายใจร่วมกัน การปนเปื้อนไปในอาหารหรือน้ำดื่ม หรือแม้แต่การส่งเชื้อผ่านตัวกลางที่เรียกว่า “พาหะ” (Vector) ซึ่งนำไปสู่การแพร่ระบาดและการติดเชื้อเป็นบริเวณกว้าง นอกจากนี้ เชื้อโรคบางชนิดยังสามารถพัฒนาและวิวัฒนาการตนเองที่ทำให้เกิดการแพร่ระบาดข้ามสายพันธุ์ จากสัตว์ชนิดหนึ่งไปสู่สิ่งมีชีวิตชนิดอื่นได้โดยไม่ถูกจำกัดตามกฎเกณฑ์ของธรรมชาติ เพราะการขาดภูมิคุ้มกัน เชื้อก่อโรคเหล่านี้ สามารถจำแนกออกเป็น 5 ประเภท คือ   ไวรัส (Virus) คือ สิ่งอนุภาคขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 20 ถึง 400 นาโนเมตร ประกอบขึ้นจากองค์ประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน คือ สารพันธุกรรม (Genetic Materials) หรือกรดนิวคลิอิก […]