เรื่องเล่าประวัติศาสตร์มนุษยชาติจากสารพันธุกรรม บทที่ 1: ดีเอ็นเอจากยุคโบราณบอกอะไรเรา?
สารพันธุกรรม เปรียบได้ดั่งหนังสือประวัติศาสตร์ที่เก็บรวบรวมเรื่องราวในอดีตของผู้คนในอดีตจนถึงปัจจุบัน ประวัติศาสตร์ที่แม้แต่ความตายเองก็ไม่สามารถพรากไปได้ ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการไขความลับประวัติศาสตร์มนุษยชาติในยุคก่อนการจดบันทึกที่ถูกเรียกว่า ‘ยุคก่อนประวัติศาสตร์’
คำถามที่สำคัญคือ เราสามารถย้อนเวลาไปได้ไกลแค่ไหนด้วยวิทยาศาสตร์ ?
ประวัติศาสตร์ที่เรารับรู้ล้วนเกิดจากการจดบันทึกหรือคำบอกเล่าไม่ว่าจะในยุคสมัยไหน เช่น กระดาษ ใบลาน กระดูกสัตว์ และ สารพัดสิ่งที่มนุษย์จะนึกได้ แต่ใครจะคาดคิดว่าสิ่งนั้นรวมถึง “สารพันธุกรรม” ในร่างกายของเราด้วย
ในแต่ละเซลล์ของสิ่งมีชีวิต รวมถึง มนุษย์ ประกอบไปด้วยสารพันธุกรรมคือ ดีเอ็นเอ (Deoxyribonucleic acid) -- คลังเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต -- ซึ่งเป็นแม่พิมพ์ในการสร้างโปรตีนมากมายในร่างกายที่มีหน้าที่ที่เฉพาะเจาะจงและทำงานร่วมกันจนเกิดเป็นสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน
ภาพ DNA โดย https://www.sciencelearn.org.nz/
ในช่วงเวลากว่า 2.5 ล้านปีที่มนุษย์ได้อุบัติขึ้น เราได้ถ่ายโอนชิ้นดีเอ็นเอจากรุ่นสู่รุ่นมาอย่างยาวนาน ยาวนานพอที่จะทำให้ยีนพูล (Gene pool) — ยีนทั้งหมดที่มีอยู่ในประชากรในช่วงเวลาหนึ่ง — เกิดวิวัฒนาการและแปรผันจนเป็นเราในทุกวันนี้
เราส่งต่อประวัติศาสตร์ลงในสารพันธุกรรมด้วยเจตจำนงของเราเอง? -- เปล่าเลย มันคือกลไกทางธรรมชาติล้วนๆ
เราได้รับสารพันธุกรรมเหล่านี้ครึ่งนึงจากพ่อ และครึ่งนึงจากแม่ ส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่นผ่านการแสดงออกของสัญชาติญาณดิบที่เรียกว่า “การสืบพันธุ์”
จีโนม (Genome) -- ข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่ง -- ของมนุษย์ทุกคนมีความคล้ายคลึงกันมากถึง 99.5% และแตกต่างกันเพียงแค่ 0.5% โดยประมาณ ความแตกต่างเพียงเล็กน้อยที่ดูเหมือนจะไม่สลักสำคัญนี้เองที่ทำให้มนุษย์มีลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว ทั้งรูปร่าง หน้าตา สีผิว รวมถึงโอกาสการเกิดโรคภัยไข้เจ็บ
หากเรามองย้อนขึ้นไปยังต้นไม้วิวัฒนาการชาติพันธุ์ (Phylogenetic tree) -- ผังแสดงสมมติฐานถึงประวัติและความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของกลุ่มสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ -- จะพบว่าการส่งต่อนี้มีมานับตั้งแต่มีสิ่งมีชีวิตอุบัติขึ้นบนโลกใบนี้ เมื่อ 3,800 ล้านปีก่อน ตั้งแต่ที่โลกยังมีแค่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่เรียกว่า จุลชีพ (Microorganisms) เช่น แบคทีเรีย ผ่านการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศต่างๆ ยกตัวอย่างเช่น การแตกหน่อ (Budding) การแบ่งตัวออกเป็นสอง (Fission) ฯลฯ
จนกระทั่งมนุษย์ยุคแรกที่มีสายวิวัฒนาการแตกออกมาจากลิงชิมแปนซีอย่างสิ้นเชิงได้เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 2.5 ล้านปีก่อน -- “มนุษย์” ที่เราเรียกกันนั้นมาจากชื่อ ‘สกุล’ (Genus) ทางวิทยาศาสตร์ คือ “Homo” โดยตลอดระยะเวลาหลังจากนั้น ได้มีมนุษย์สกุลเดียวกันที่มีความแตกต่างทาง ‘สายพันธุ์’ (Species) เกิดขึ้นมากมาย ไม่ว่าจะเป็น ‘Homo electus’ (มนุษย์ที่ยืนตรง), ‘Homo neanderthalensis’ (มนุษย์จากหุบเขานีแอนเดอร์) และ มนุษย์ยุคปัจจุบัน ‘Homo sapiens’ (มนุษย์ผู้มีสติปัญญา) ที่ได้อุบัติขึ้นในช่วงเวลา 200,000 ปีก่อน และมีชีวิตร่วมกับมนุษย์สายพันธุ์อื่นๆ จนกระทั่งสูญพันธุ์ไปด้วยเหตุผลที่ยังคงถกเถียงกันจนถึงทุกวันนี้ เหลือเพียงแค่มนุษย์ผู้มีสติปัญญา
ภาพ ต้นไม้วิวัฒนาการชาติพันธุ์ โดย https://scienceme.com/
การศึกษาเรื่องราวในยุคที่ไม่มีการจดบันทึกก็เปรียบเสมือนการนั่งจ้องบนหน้ากระดาษที่ว่างเปล่า มีเพียงรอยขีดเขียนเพียงเล็กน้อยให้คุณได้คาดเดาว่าเกิดอะไรขึ้นกับกระดาษแผ่นนี้ และนั่นคือข้อมูลที่คุณมีเพื่อสร้างสมมุติฐานเกี่ยวกับชีวิตของผู้คนในอดีตโดยอาศัยการสันนิษฐานจากหลักฐานการใช้เครื่องมือในยุคเก่าและมานุษยวิทยา
เพราะเหตุนี้เองที่ทำให้ผู้ศึกษาประวัติศาสตร์ย้อนกลับมามองสิ่งแรกที่เริ่มอุบัติขึ้นในสิ่งมีชีวิตยุคแรกและยังอยู่กับเราจวบจนทุกวันนี้ -- ดีเอ็นเอ --
นอกจากการศึกษาเรื่องราวในยุคก่อนประวัติศาสตร์จากข้าวของเครื่องใช้ในยุคเก่าแล้ว เรายังสามารถเรียนรู้ที่มาของมนุษย์ด้วย กระดูก และ ฟัน — แหล่งของดีเอ็นเอโบราณ (Ancient DNA) — จากแหล่งโบราณคดียุคเก่า
ดีเอ็นเอที่อยู่ในกระดูกทำปฏิกิริยากับสารไฮดรอกซีแอปาไท (Hydroxyapatite) — สารประกอบแคลเซียมรูปแบบหนึ่งในกระดูก — ทำให้สารพันธุกรรมยังคงสภาวะที่ดีแม้เวลาผ่านไปนาน ในทำนองเดียวกัน ฟันมีชั้นเคลือบฟัน (Tooth enamel) ช่วยปกป้องดีเอ็นเอภายใน นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมเราถึงยังสามารถศึกษาดีเอ็นเอจากยุคโบราณที่ยังไม่มีการจดบันทึกได้ (ด้วยวิธีการที่ซับซ้อนกว่าการศึกษาดีเอ็นเอในปัจจุบัน เนื่องจากแม้จะยังถูกเก็บรักษาไว้ได้ดี แต่ก็ยังคงพบความเสียหายอยู่บ้าง)
เทคโนโลยีในปัจจุบันสามารถสกัดแยกดีเอ็นเอจากกระดูกและฟันในสภาพที่ดี และทำให้เกิดการศึกษาวิจัยทางด้านดีเอ็นเอโบราณอย่างกว้างขวาง
ภาพ การบดกระดูก โดย Christine Keyser-Tracqui และ Bertrand Ludes
ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชื่อดังจาก 6 ประเทศ (อเมริกา, อังกฤษ, สเปน, แคนาดา, เยอรมัน และ แคเมอรูน) นำทีมโดยมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับโครงสร้างประชากรดั้งเดิมในแอฟริกาใต้สะฮารา (sub-Saharan Africa) ในยุคก่อนการปฏิวัติเกษตรกรรมในทวีปแอฟริกาเมื่อประมาณ 7,000 ปีที่แล้ว และการอพยพของชาวบันตู (Bantu expansion) ที่เชื่อว่ามีจุดกำเนิดมาจากเพิงผา Shum Laka -- แหล่งโบราณคดียุคเก่าที่ตั้งอยู่ ณ เส้นขอบชายแดนระหว่าง ไนจีเรีย และ แคเมอรูน -- ที่เป็นสาเหตุให้ภาษาบันตูแพร่กระจายไปยังประเทศทางภาคกลาง ภาคตะวันออก และภาคใต้ของทวีปแอฟริกา โดยงานวิจัยดังกล่าวได้ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature ปี2020
ภาพ Shum Laka โดย Pierre de Maret
งานวิจัยนี้ได้ทำการวิเคราะห์ดีเอ็นเอจากซากกระดูกมนุษย์เด็กอายุ 8,000 ปี 2 คน และ 3,000 ปี 2 คน ในบริเวณหลุมฝังศพใกล้ๆ กันภายใน Shum Laka เทียบกับประชากรชาวแอฟริกันยุคปัจจุบัน พบว่ารูปแบบของดีเอ็นเอจากซากโครงกระดูกอายุ 3,000 ปีมีความใกล้เคียงกับรูปแบบดีเอ็นเอที่พบมากในหมู่นักล่าหาของป่าและชาวไร่ในภาคตะวันตกของแอฟริกามากกว่าชาวแคเมอรูนและผู้ใช้ภาษาบันตูในปัจจุบัน เป็นหลักฐานชิ้นหนึ่งที่บ่งชี้ว่าการกระจายตัวของภาษาบันตูอาจไม่ได้มาจากบรรพบุรุษเมื่อ 8,000 ปีก่อนที่พบใน Shum Laka แต่อย่างไรก็ตาม Shum Laka อาจจะเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของประชากรหลายกลุ่ม ดังนั้นจึงยังไม่ควรสรุปว่าการอพยพของชาวบันตูเริ่มที่จุดอื่น
ที่สำคัญคือ หนึ่งในซากโครงกระดูกอายุ 8,000 ปีนี้มีการค้นพบรูปแบบดีเอ็นเอ ‘A00’ ที่เป็นรากฐานของดีเอ็นเอที่เก่าแก่ที่สุดตั้งแต่ถูกค้นพบของโฮโมเซเปียนส์เมื่อประมาณ 300,00 - 200,000 ปีก่อน ซึ่งเป็นเวลาที่โฮโมเซเปียนส์วิวัฒนาการขึ้นครั้งแรกบนโลกในแอฟริกาตะวันออก เจ้าของโครงกระดูกชิ้นนี้อาจเป็นทายาทที่ได้รับสืบทอดดีเอ็นเอโดยตรงจากโฮโมเซเปียนส์รุ่นแรกๆ ที่เก่าแก่ที่สุดในโลก
‘ลอล่า (Lola)’ หญิงสาวที่อาศัยอยู่บนแผ่นดินบริเวณทะเลบอลติกในช่วง 5,700 ปีก่อน เคี้ยวสิ่งที่คล้าย ‘หมากฝรั่ง’ ก่อนที่เธอจะคายมันออก ใครจะรู้ว่าสิ่งนั้นจะอยู่ยงคงกระพันนานเกือบ 6 พันปี สิ่งนั้นคือ ยางจากต้นเบิร์ช (Birch tar)
เรื่องราวจากสารพันธุกรรมที่ซ่อนอยู่ในยางต้นเบิร์ชที่เธอเคี้ยวเผยให้เห็นว่าเธอได้ทานเป็ดและเฮเซลนัท อาหารยอดนิยมของนักล่าของป่าแถบยุโรป นอกจากนี้สารพันธุกรรมยังบ่งบอกถึง ไมโครไบโอมในช่องปาก (Gut microbiome) -- กลุ่มเชื้อจุลินทรีย์ในช่องปาก -- ที่บอกเล่าถึงนิสัยการรับประทานในแต่ละบุคคล
การวิเคราะห์อาหารการกินของลอล่าอาจจะดูเป็นการเสียมารยาทต่อหญิงสาวเสมือนมีคนสังเกตได้ว่าคุณทานบราวนี่มาเพราะมีคราบบราวนี่ติดฟัน แต่อย่างไรก็ตาม การค้นพบนี้ทำให้เราสามาถศึกษาได้ว่ามนุษย์ได้วิวัฒนาการจากสังคมนักล่าหาของป่าไปเป็นสังคมเกษตรกรที่เริ่มรู้จักการเพาะปลูก (การปฏิวัติเกษตรกรรม) ได้อย่างไร
นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการสกัดดีเอ็นเอจากสิ่งที่ไม่ได้เป็นส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายมนุษย์
ภาพ จำลองลอล่า โดย TOM BJÖRKLUND
วิทยาศาสตร์ได้นำพาเราย้อนเวลาไปไกลถึง 200,000 ปี ในตอนที่มนุษย์ยังคงเป็นแค่สิ่งมีชีวิตหนึ่งในระบบนิเวศ ที่ไม่ได้โดดเด่นอะไรไปมากกว่า ลิง กวาง ช้าง และ สัตว์ร่วมโลกอื่นๆ
การศึกษาดีเอ็นเอโบราณทำให้เราสามารถวาดภาพการเกิดวิวัฒนาการ การมีปฏิสัมพันธ์กับประชากรกลุ่มอื่นๆ นอกเผ่า เพื่อทำความเข้าใจถึงรากฐานของยุคสมัยปัจจุบัน รวมถึงการศึกษาโรคดึกดำบรรพ์ร่วมกับการสันนิษฐานจากหลักฐานทางประวัติศาสตร์ซึ่งทำให้เราทราบถึงความทุกข์ทรมาณจากโรคระบาดต่างๆ ที่เหล่าบรรพบุรุษได้เผชิญ
อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติก็ไม่ได้ใจดีกับเราขนาดนั้น
ในบทต่อไป จะกล่าวถึงข้อจำกัดบางอย่างที่ทำให้เราไม่สามารถศึกษาประวัติศาสตร์ผ่านสารพันธุกรรมไปได้ไกลกว่า 400,000 ปีก่อน รวมถึงการค้นพบใหม่ที่ได้ทำก้าวข้ามขีดจำกัดเหล่านี้ ทำให้เราสามารถศึกษาประวัติศาสตร์ที่ไกลถึง 800,000 ปีก่อน
Reference
แฮรารี, ยูวัล โนอาห์. เซเปียนส์ ประวัติย่อมนุษยชาติ Sapiens. กรุงเทพฯ : ยิปซี กรุ๊ป, 2561.
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
