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

ระบบทางเดินอาหาร : อวัยวะในระบบทางเดินอาหาร

ระบบทางเดินอาหาร เป็นหนึ่งในระบบการทำงานรน่วมกันของอวัยวะภายในร่างกาย เป็นระบบที่ส่งเเสริมให้ร่างกายได้รับสารอาหารและน้ำจากอาหารที่บริโภคเข้าไป ระบบทางเดินอาหาร เป็นระบบที่ทำหน้าที่ในการบดย่อยอาหาร และดูดซึมสารอาหารเข้าสู่ร่างกาย เพื่อนำไปใช้เป็นพลังงานในการดำเนินกิจกรรมของเซลล์ ในทางเดินอาหารประกอบด้วยส่วนที่เป็นช่องทางเดินอาหารจากปากสู่ทวารหนัก และอวัยวะอื่นๆ ที่มีบทบาทร่วมในการย่อยอาหาร เข่น ตับ ตับอ่อน และถุงน้ำดี ช่องทางเดินอาหารทั้งหมด ประกอบด้วย ช่องปาก หลอดอาหาร กระเพราะอาหาร ลำไส้เล็ก ลำไส้ใหญ่ และทวารหนัก สำหรับลำไส้เล็กสามารแบ่งออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ ลำไส้เล็กส่วนต้น (Duodenum) ลำไส้เล็กส่วนกลาง (Jejunum) และลำไส้เล็กส่วนปลาย (Ileum) ส่วนของลำไส้ใหญ่แบ่งออกเป็น 3 ช่วงเช่นกัน ประกอบด้วย ชีกัม (Cecum) โคลอน (Colon) และเร็กตัม (Rectum) ในทางเดินอาหารของมนุษย์มักพบเชื้อจุลชีพเฉพาะถิ่น (normal flora) อาศัยอยู่ในบางส่วน เพื่อช่วยย่อยอาหารที่เรารับประทานเข้าไป ระบบทางเดินอาหาร ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้ อวัยวะต่างๆ ที่อยู่ตลอดทางเดินอาหารทำหน้าที่ย่อยอาหารให้มีขนาดเล็ก คลุกเคล้าเนื้ออาหารกับน้ำย่อย และดูดซึมสารอาหารเข้าสู่ระบบหมุนเวียนโลหิตต่อไป การย่อยแบ่งเป็นสองประเภทคือ […]

ยีน (Gene) มีผลแค่ไหนต่อความสูง

ปัจจุบัน ความสูงโดยเฉลี่ยของผู้ชายและผู้หญิงชาวอเมริกันอยู่ที่ 175 เซนติเมตร และ 163 เซนติเมตรตามลำดับ ทว่า ข้อมูลการบันทึกส่วนสูงในอดีตของมนุษย์กลับพบว่า ความสูงของมนุษย์มีตัวเลขไม่แน่นอน เมื่อ 3 ล้านปีก่อน บรรพบุรุษของเราอย่าง ออสตราโลพิเทคัส (Australopithecus) มีความสูงเฉลี่ยเพียงแค่ 122 เซนติเมตร ขณะที่ 1.5 ล้านปีต่อมา โฮโมอีเร็กตัส  (Homo erectus) มนุษย์รุ่นแรกที่รู้จักการใช้เครื่องมือซับซ้อน มีความสูงเฉลี่ยเพิ่มขึ้นกว่าออสตราโลพิเทคัสมากถึง 48 เซนติเมตร กระทั่งในยุคหิน มนุษย์ในทวีปยุโรปมีความสูงเพิ่มมากขึ้นอยู่ที่ 183 เซนติเมตรเลยทีเดียว จนมาถึงในยุคการปฏิวัติเกษตรกรรม ยุคที่ผู้คนต่างเปลี่ยนไปทานอาหารที่มีโปรตีนต่อหนึ่งโภชนาการในจำนวนที่น้อยลง ส่งผลให้ส่วนสูงเฉลี่ยกลับลดลงไปอย่างมากจนเหลือแค่ 163 เซนติเมตรเท่านั้น แล้วก็หยุดอยู่ตรงนั้นเป็นเวลาหลายพันปีเลยทีเดียว ในศตวรรษที่ 18 ชาวยุโรปมีความสูงเฉลี่ยลดลงไปอีกจากเดิม เหลือเพียงแค่ 152 เซนติเมตร จนกระทั่งพวกเขาตัดสินใจย้ายถิ่นฐานไปที่ทวีปอเมริกา กระนั้นเองทำให้ลูกหลานของพวกเขามีความสูงเฉลี่ยเพิ่มขึ้นอย่างน่าตกใจอยู่ที่ 173 เซนติเมตร ถือว่าเป็นการก้าวกระโดดอย่างมากในเพียงแค่หนึ่งชั่วอายุคน จากนั้นในยุคการปฏิวัติอุตสาหกรรม ความสูงเฉลี่ยของมนุษย์ก็ลดลงอีกครั้ง เหลือแค่ 170 เซนติเมตร เนื่องจากโรคภัยไข้เจ็บต่างๆ ในยุคนั้น แต่หลังจากนั้นไม่นานความสูงเฉลี่ยก็เพิ่มขึ้นอีกครั้งจนกระทั่งถึงปัจจุบัน ทั้งหมดนี้ เห็นได้ชัดเลยว่าสภาพแวดล้อมทางสังคม […]

ก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gases)

ก๊าซเรือนกระจก เป็นประเด็นที่รับความสนใจจากประชาคมโลกมาเป็นเวลาหลายทษวรรษ ก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gases) คือ กลุ่มก๊าซในชั้นบรรยากาศโลกที่สามารถกักเก็บและดูดกลืนคลื่นความร้อนหรือรังสีอินฟราเรด (Infrared) ที่ส่งผ่านลงมายังพื้นผิวโลกจากดวงอาทิตย์ได้ดี ก่อนทำการปลดปล่อยพลังงานดังกล่าวออกมาในรูปของความร้อน ซึ่งทำให้โลกเกิด “ภาวะเรือนกระจก” ที่สามารถช่วยรักษาสมดุลของอุณหภูมิพื้นผิวดาวเคราะห์ไว้ได้ โดยไม่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศอย่างฉับพลันในช่วงระหว่างกลางวันและกลางคืน ส่งผลให้โลกมีอุณหภูมิที่อบอุ่นและเหมาะสมต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต ก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญประกอบไปด้วย คาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide): CO2  เป็นก๊าซเรือนกระจกที่ถูกปลดปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโลกสูงสุด (ร้อยละ 75) และเป็นตัวการที่ทำให้เกิดการสะสมพลังงานความร้อนในชั้นบรรยากาศมากที่สุด คาร์บอนไดออกไซด์มีอายุอยู่ในชั้นบรรยากาศได้นานถึง 200 ปี โดยมีแหล่งกำเนิดในธรรมชาติจากการระเบิดของภูเขาไฟและการย่อยสลายของอินทรียวัตถุ ขณะที่ในปัจจุบันนี้ มนุษย์กลายมาเป็นตัวการหลักในการสร้างและปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ จากการเผาไม้เชื้อเพลิงฟอซซิลต่างๆ เช่น ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ รวมถึงการตัดไม้ทำลายป่า ซึ่งมีส่วนต่อการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์มากถึง 1 ใน 3 ของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากกิจกรรมมนุษย์ทั้งหมด มีเทน (Methane): CH4 เป็นก๊าซเรือนกระจกที่ถูกปลดปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโลกมากเป็นลำดับที่ 2 (ร้อยละ 16) เป็นก๊าซในธรรมชาติที่เกิดจากย่อยสลายของเสียต่างๆ แต่มีเทนร้อยละ 60 ในชั้นบรรยากาศเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การกำจัดขยะด้วยวิธีการฝังกลบ การเผาไม้เชื้อเพลิง […]

“ถ้ำ” สถานที่ฝึกทีมเวิร์คของนักบินอวกาศ

เครือข่ายถ้ำที่ยาวเหยียดและสลับซับซ้อนในอิตาลี คือสถานที่ที่เหมาะสมอย่างยิ่งในการฝึกฝนให้นักบินอวกาศเรียนรู้ถึงวิธีการทำงานร่วมกันก่อนภารกิจสำรวจโลกใหม่จะเกิดขึ้นจริงในอนาคต