ทำไม? วิวัฒนาการถึงไม่เกิดในหนึ่งช่วงชีวิต

เนเจอร์ – หลายคนคงเลยสงสัยเรื่องการ "วิวัฒนาการ" โดยเฉพาะประโยคคลาสสิกอย่าง "มนุษย์มาจากลิง" แล้วทำไมลิงๆ ที่เราเห็นไม่มีทีท่าว่าจะวิวัฒนการมามนุษย์ ทำไมเราจึงไม่สามารถสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในช่วงชีวิตหนึ่งๆ ได้

มนุษย์ยุคโบราณต้องผ่านช่วงวิวัฒนาการและระยะเวลาอันยาวนานหลายล้านปี กว่าจะกลายมาเป็นมนุษย์ยุคปัจจุบันเช่นพวกเราทุกวันนี้ แต่เพราะเหตุใดคนเราจึงไม่มีวิวัฒนาการตั้งแต่เด็กจนถึงวัยชรา หรือแค่ภายในช่วงอายุของเรา ทำไมวิวัฒนาการมนุษย์ถึงต้องใช้เวลายาวนานมากมายขนาดนั้น จุดประกายให้ทีมนักวิทยาศาสตร์หาทางไขปริศนานี้ และคำตอบที่ได้ยังเป็นประโยชน์ต่อแพทย์ในการวินิจฉัยโรคมะเร็ง

ทีมวิจัยของจอห์น เปปเปอร์ (John Pepper) นักชีววิทยา สาขาวิวัฒนาการ ยูนิเวอร์ซิตี ออฟ แอริโซนา (University of Arizona) เมืองทัคสัน (Tucson) มลรัฐอริโซนา สหรัฐอเมริกา ร่วมกันศึกษาเพื่อค้นหาคำตอบว่าเหตุใดสิ่งมีชีวิตต้องอาศัยระยะเวลาอันยาวนานในการวิวัฒนาการ

กว่าจะเกิดเป็นมนุษย์คนหนึ่งไม่ใช่เรื่องง่าย ต้องมีการปฏิสนธิระหว่างเซลล์ไข่จากแม่ และเซลล์อสุจิจากพ่อ ผ่านกระบวนการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ตั้งแต่การแบ่งเซลล์ พัฒนาต่อไปเป็นอวัยวะที่ทำหน้าที่ได้อย่างสมบูรณ์

เนื้อเยื่อเหล่านั้นไม่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ เพียงแค่ให้เซลล์เก่าแบ่งออกมาเป็นเซลล์ใหม่ แต่ต้องรักษาลักษณะเดิมให้คงไว้ ด้วยกระบวนการที่ซับซ้อน และด้วยวิถีของธรรมชาติแบบนี้นี่เอง ที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่า ทำไมคนเราจึงไม่มีวิวัฒนาการตั้งแต่แบเบาะจนกระทั่งเติบโตและแก่ตัว

นักวิจัยสังเกตเห็นวิวัฒนาการเกิดขึ้นในกลุ่มของแบคทีเรียเซลล์เดียว เมื่อแบคทีเรียมีการแบ่งเซลล์แล้วปรากฏลักษณะที่ผิดไปจากเดิม หรืออยู่ภายใต้สภาวะที่ยากต่อการดำรงชีวิต จะทำให้มีการคัดเลือกลักษณะพิเศษที่เหมาะสมให้ดำรงไว้ และถ่ายทอดลักษณะนี้ผ่านยีนสู่ประชากรรุ่นต่อๆ ไป

โดยหลักการแล้วกระบวนการดังกล่าวที่เกิดกับเซลล์ของแบคทีเรีย ก็สามารถเกิดขึ้นได้กับร่างกายของมนุษย์ ที่ประกอบไปด้วยเซลล์จำนวนมหาศาลนับล้านๆ เซลล์ และแต่ละวันก็มีเซลล์หลายพันล้านเซลล์ ที่หมดอายุขัยและมีเซลล์ใหม่เกิดขึ้นมาแทนที่

ทว่า หากกระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างง่ายดาย เพียงแค่การคัดลอกลักษณะพิเศษของเซลล์เอาไว้ ก็ทำให้เนื้อเยื่อต่างๆ เกิดการวิวัฒนาการได้ รวมทั้งเกิดการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้น และแพร่กระจายไปในหมู่ประชากรมากขึ้น ส่งผลให้การทำงานของเซลล์กลายพันธุ์ด้อยประสิทธิภาพลงไปจากเดิม ขณะเดียวกันก็เร่งสร้างเซลล์กลายพันธุ์เซลล์ใหม่ เพิ่มมากขึ้น และรวดเร็วกว่าเซลล์ปกติ

เปปเปอร์ และลูกทีมให้คำอธิบายว่า เซลล์เนื้อเยื่อบุผิวที่มีอยู่ทั่วทุกส่วนของร่างกายนั้นเป็นสิ่งที่ปรากฏให้เห็นชัดเจน ถึงกำเนิดที่มีเส้นทางคดเคี้ยววกวน และสลับซับซ้อนมากกว่าที่จะมาสร้างเอาเมื่อโตเต็มวัย

ส่วนในการซ่อมแซมตัวเองของเนื้อเยื่อบุผิว มันจะต้องเก็บรักษาเซลล์ต้นกำเนิดเอาไว้ เมื่อจำเป็นต้องสร้างเซลล์ใหม่ขึ้นมาแทนที่เซลล์เดิมที่เสื่อมสภาพ เซลล์ต้นกำเนิดบางส่วนก็จะแบ่งเซลล์กลายเป็นเซลล์ที่เรียกว่า "แทค" (Transient amplifying cells: TACs) จากนั้นเซลล์แทคก็จะแบ่งเซลล์ต่อไปอีกหลายๆ ครั้ง

ทีมของเปปเปอร์มีแนวคิดว่าการแบ่งเซลล์ในแต่ละครั้งนั้น เซลล์ที่เกิดขึ้นใหม่ก็จะมีพัฒนาการเพิ่มมากขึ้นกว่าเซลล์เดิมเล็กน้อย และเป็นเช่นนี้เรื่อยไปจนกระทั่งกลายเป็นเซลล์เนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่เฉพาะทางได้อย่างสมบูรณ์ในที่สุด

เขาอธิบายต่อว่า เมื่อเซลล์ต้นกำเนิดแบ่งเซลล์ โอกาสที่จะเกิดการกลายพันธุ์นั้นย่อมเกิดขึ้นได้ แต่น้อยมากๆ และเมื่อมันเกิดขึ้นแล้วก็ไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้อีกอย่างง่ายดาย ฉะนั้นจึงไม่มีการชิงชัยกันระหว่างเซลล์ที่ต่างกันเพื่อที่จะสร้างวิวัฒนาการของกลุ่มตนเอง จึงเป็นเหตุให้ไม่มีวิวัฒนาการเกิดขึ้น เพียงแค่ในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เหล่านั้น

ตัวอย่างของการวิวัฒนาการในร่างกายมนุษย์คือ ระบบภูมิคุ้มกัน ซึ่งการวิวัฒนาการจะเป็นประโยชน์อย่างมาก ที่จะช่วยให้ภูมิคุ้มกันต่อสู้กับเชื้อโรคที่บุกรุกเข้าสู่ร่างกายได้ แต่เปปเปอร์ก็ยังอธิบายว่า กระบวนการนี้มีข้อบกพร่องบางประการ นั่นคือการที่ระบบภูมิคุ้มกันมารวมเข้ากับเซลล์มะเร็งจนกลายเป็นมะเร็งร้าย

อย่างมะเร็งเม็ดเลือดขาว (leukaemia) หรือมะเร็งต่อมน้ำเหลือง (lymphoma) ที่มักเกิดขึ้นกับคนหนุ่มสาวมากกว่ามะเร็งชนิดอื่นๆ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความล้มเหลวในการหยุดยั้งการวิวัฒนาการของเซลล์มะเร็ง ส่งผลให้เกิดปัญหาที่ลุกลามขึ้นอย่างรวดเร็ว ทั้งนี้ ทีมวิจัยก็คาดหวังว่าระบบภูมิคุ้มกันจะไม่วิวัฒนาการตัวเอง จนกลายเป็นมะเร็งไปในที่สุด

นักวิจัยคาดว่าสมมติฐานของพวกเขาจะเผยให้เห็นเบื้องลึกของมะเร็ง มากขึ้นกว่าองค์ความรู้ที่มีอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งเชื่อกันว่ามะเร็งเกิดจากความผิดปกติของพันธุกรรม อันส่งผลให้เซลล์นั้นเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยที่ร่างกายไม่สามารถควบคุมได้

ทั้งนี้สมมติฐานดังกล่าวแสดงนัยให้เห็นว่าปัญหาต่างๆ นั้นมีสาเหตุมาจากการกลายพันธุ์ของเซลล์แทคที่ถูกรบกวนด้วยปัจจัยต่างๆ กัน ทำให้เซลล์แทคเหล่านั้นเพิ่มจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ แทนที่จะพัฒนาไปเป็นเซลล์ที่ทำงานได้ตามปกติ

นอกจากไขปริศนาวิวัฒนาการมนุษย์ ทีมวิจัยก็หวังว่าความเข้าใจในเรื่องนี้มีประโยชน์ด้านการแพทย์ด้วย ซึ่ง คาร์โล มาเลย์ (Carlo Maley) จากสถาบันวิสทาร์ (Wistar Institute) ฟิลาเดลเฟีย มลรัฐเพนซิลวาเนีย หนึ่งในทีมของเปปเปอร์ กล่าวว่า หากสมสมติฐานของพวกเขาถูกต้อง อาจทำให้เราสามารถตรวจจับการก่อตัวของเซลล์มะเร็งในระยะเริ่มแรกได้ จากการตรวจหาสารชีวโมเลกุลที่อยู่ในของเหลวจากร่างกายได้ ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งบอกว่าการเปลี่ยนแปลงของเซลล์กำลังจะเริ่มขึ้น โดยที่ไม่ต้องรอให้ก้อนมะเร็งปรากฏขึ้นมาแล้วถึงจะรู้ว่าเป็นมะเร็ง