รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและแพทยศาสตร์ ประจำปี 2022 นี้ ได้ตกเป็นของ Svante Pääbo ซึ่งเป็นนักพันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการชาวสวีเดน ในสังกัด สถาบัน Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology ที่เมือง Leipzig ในเยอรมนี จากผลงานการวิเคราะห์ genome ดึกดำบรรพ์ของมนุษย์ Neanderthal ได้อย่างสมบูรณ์ จนทำให้โลกรู้ว่า คนปัจจุบันแตกต่างจากมนุษย์ Neanderthal ซึ่งเป็น “ญาติ” ที่ใกล้ชิดที่สุด อย่างไร และได้แบ่งแยกเส้นทางของวิวัฒนาการกันตั้งแต่เมื่อใด ตลอดจนถึงสาเหตุว่าเพราะเหตุใดด้วย ผลการวิจัยของ Pääbo ยังได้แสดงให้เห็นอีกว่า DNA ของมนุษย์ Neanderthal มิได้สูญพันธุ์ไปอย่างสมบูรณ์ เพราะมี DNA อีก 1-2% ที่ยังอยู่ใน gene ของคนยุโรปปัจจุบัน นอกจากผลงานนี้แล้ว Pääbo ยังได้พบมนุษย์สปีชีส์ใหม่ด้วย คือ มนุษย์ Denisovan ที่ได้สูญพันธุ์ไปแล้วเช่นกัน กระนั้น DNA ของมนุษย์สปีชีส์ที่พบใหม่นี้ก็ยังมีพบในคนเอเชียปัจจุบันประมาณ 4-6% ด้วย
นับเป็นเวลานานมากแล้วที่นักมานุษยวิทยาได้ให้ความสนใจเรื่อง เงื่อนไขที่นักชีววิทยาใช้ในการตัดสินความเป็นมนุษย์ของสิ่งมีชีวิต อาทิเช่น Louis Leakey (1903-1972) ซึ่งเป็นนักโบราณคดีชาวอังกฤษ ซึ่งได้พบ “มนุษย์” Australopithecus (คำนี้แปลว่า ลิงที่ไม่มีหางและมีถิ่นอาศัยอยู่ทางใต้) เมื่อปี 1959 ว่ามีสภาพทางกายภาพเหมือนคนปัจจุบันมาก คือ สามารถเดิน 2 ขา ได้เป็นเวลานาน และได้ถือกำเนิดในแอฟริกา ที่ประเทศ Tanzania ครั้นเมื่อ Leakey ได้เห็นอุปกรณ์หินเหล็กไฟ (flint) ที่มนุษย์ดึกดำบรรพ์ใช้ในการชำแหละเนื้อสัตว์ เขาก็ได้กำหนดให้ใช้เกณฑ์ว่า การมีความสามารถในการสร้างอุปกรณ์ สามาถรถเป็นมนุษย์ได้ และเรียกมนุษย์สกุลนี้ว่า Homo habilis (แปลว่า คนที่คล่องแคล่วในการทำงาน)
วันวลาได้ล่วงเลยไปจนถึงยุคของ Jane Goodall (1934-ปัจจุบัน) นักชีววิทยาชาวอังกฤษ ซึ่งได้พบว่า ลิงชิมแปนซีก็สามารถสร้างอุปกรณ์ได้เช่นกัน (เหมือนมนุษย์ของ Leakey) ดังนั้นคำจำกัดความของมนุษย์ก็ต้องเปลี่ยนอีก เพราะถ้าไม่เปลี่ยน ลิงชิมแปนซีก็จะถูกนับเป็นคน
ด้วยเหตุนี้ คำจำกัดความของความเป็นมนุษย์ในเวลาต่อมา คือ นอกจากจะต้องเดิน 2 ขาได้ และสร้างอุปกรณ์ได้แล้ว ก็ยังมีเกณฑ์เพิ่มเติมว่า ต้องมีวัฒนธรรม มีภาษาของตนเอง มีอารมณ์ขัน และมีสมองขนาดใหญ่ แต่เมื่อนักชีววิทยาได้พบอีกว่า ลิงชิมแปนซีก็มีวัฒนธรรมลิง มีการแบ่งชั้นวรรณะ รู้จักทำสงคราม ด้านนกแก้วก็สามารถพูดได้ และหนูบางสายพันธุ์จะหัวเราะ เวลาถูกจั๊กจี้ ฯลฯ คำจำกัดความของการเป็นมนุษย์ก็จำต้องเปลี่ยนอีก ไปเป็นว่าต้องมี genome เฉพาะตัว ที่ไม่เหมือน genome ของสัตว์อื่นๆ
ความจริง นักชีววิทยาได้รู้มานานแล้วว่า ลิงชิมแปนซีเป็นญาติที่ใกล้เคียงกับคนเรา คือ มี DNA ตั้งแต่ 98-99% ที่เหมือน DNA มนุษย์ แต่ความแตกต่างที่น้อยนิดนี้แหล่ะ ที่ได้ทำให้ชิมแปนซีมีความแตกต่างจากมนุษย์มาก เพราะมนุษย์สามารถทำเกษตรกรรม สร้างงานศิลปะ เล่นดนตรี ประดิษฐ์เทคโนโลยี ศึกษาปรัชญา วิจัย วิทยาศาสตร์ ฯลฯ ได้ ซึ่งชิมแปนซีทำไม่ได้ การรู้ genome ของลิงชิมแปนซี เมื่อปี 2005 อย่างสมบูรณ์ เมื่อมีการนำมาเปรียบเทียบกับ genome ของมนุษย์ ได้ทำให้เรารู้สาเหตุที่ลิงชิมแปนซีไม่ป่วยเป็นโรคมาลาเรีย เป็น AIDS และ Alzheimer และเหตุใดเราจึงพูด เขียน อ่าน และคิดได้ ในขณะที่สมองลิงชิมแปนซีทำงานวิเคราะห์ไม่เป็น ด้วยเหตุนี้การศึกษา genome ของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ จึงเป็นเรื่องจำเป็น ถ้าเราต้องการจะเห็นสาเหตุความแตกต่างระหว่างสัตว์ต่าง ๆ
นอกจากนี้การเปรียบเทียบข้อมูล genome ของมนุษย์ปัจจุบันกับของมนุษย์ Neanderthal หรือกับของกลิงชิมแปนซี อุรังอุตัง กอริลลา และลิง bonobo ก็สามารถจะตอบได้ว่า อะไรคือปัจจัยที่ทำให้เราเป็นเรา และเราเป็นโรคต่าง ๆ ได้อย่างไร รวมถึงเราจะมีวิธีรักษาโรคเหล่านั้นได้หรือไม่ด้วย
ในปี 2006 Svante Pääbo ได้ทำให้คนทั้งโลกตกตะลึงด้วยการประกาศว่า เขาได้ประสบความสำเร็จในการวิเคราะห์ genome ของมนุษย์ Neanderthal แล้ว และพบว่ามนุษย์สปีชีส์นี้มี gene คล้ายกับมนุษย์ปัจจุบันยิ่งกว่าลิงชิมแปนซีเสียอีก และแม้มนุษย์ Neanderthal จะได้สูญพันธุ์ไปหลายหมื่นปีแล้วก็ตาม แต่ Pääbo ก็ยังแสดงให้ทุกคนยอมรับว่า เขามีข้อมูล genome จาก DNA ที่สกัดได้จากกระดูกอายุ 38,000 ปีของมนุษย์ Neanderthal อย่างสมบูรณ์
สำหรับประวัติของการพบฟอสซิลมนุษย์ Neanderthal นั้น ประวัติศาสตร์ได้มีบันทึกว่า วันหนึ่งในฤดูร้อนของเดือนสิงหาคม ปี 1856 Johann Carl Fuhlrott ซึ่งเป็นนักโบราณคดีชาวเยอรมัน ได้ขุดพบฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตคล้ายมนุษย์ ฝังอยู่ในถ้ำหินปูน ที่หุบเขา Neander ซึ่งอยู่ใกล้เมือง Düsseldorf ในเยอรมนี แม้ชิ้นส่วนของกะโหลกที่พบจะไม่สมบูรณ์ 100% คือ ไม่มีใบหน้า และกะโหลกมีสันคิ้วที่ยื่นออกมามาก ราวกับเจ้าของกำลังมีอาการคิ้วขมวด และกะโหลกก็มีขากรรไกรที่ค่อนข้างหนา อีกทั้งไม่มีลูกคาง นอกจากสมองจะมีขนาดค่อนข้างใหญ่ แล้ว Fuhlrott ยังได้พบกระดูกแขน กระดูกต้นขาทั้งสองข้าง กระดูกเชิงกรานบางชิ้น ตลอดจนถึงกระดูกไหล่ และกระดูกซี่โครงด้วย เป็นจำนวนมากพอ จนสามารถนำมาประกอบกันเป็นโครงกระดูกที่สมบูรณ์ได้
Fuhlrott จึงนำชุดกระดูกที่พบนี้ไปให้ Paul Broca (1824-1880) ซึ่งเป็นนักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศส ผู้มีชื่อเสียงจากการพบสมองส่วนที่มีบทบาทควบคุมความสามารถด้านการใช้ภาษาของคน (Broca's area) และ Broca ก็ได้กล่าวยืนยันว่า มันเป็นกระดูกของมนุษย์ดึกดำบรรพ์ เพราะกระดูกแทบทุกส่วนมีความแตกต่างจากกระดูกของมนุษย์ปัจจุบัน (Homo sapiens) มาก
แต่ Rudolf Virchow ซึ่งเป็นแพทย์ชาวเยอรมัน กลับไม่เห็นด้วยกับความเห็นของ Broca โดยให้เหตุผลว่า มันเป็นกะโหลกของคนปัจจุบันที่ป่วยเป็นโรคกระดูกพิการ แต่เมื่อได้มีการขุดพบกระดูกที่มีรูปทรงเคียงกันนี้ ในอีกหลายสถานที่ทั่วโลก เช่น ที่ฝรั่งเศส เบลเยียม สเปน อิตาลี โครเอเชีย รัสเซีย และอิสราเอล ความคิดของ Broca ก็ได้เป็นที่ยอมรับ
นอกจากกระดูกจะมีรูปพรรณสัณฐานที่แปลกแล้ว ในเวลาต่อมานักโบราณคดียังได้พบอุปกรณ์ที่ทำด้วยหินเหล็กไฟ (flint) อีกเป็นจำนวนมากวางอยู่ใกล้โครงกระดูกด้วย วงการมานุษยวิทยาจึงตั้งชื่อ มนุษย์สปีชีส์ใหม่นี้ว่า มนุษย์ Neanderthal ตามชื่อของสถานที่ที่ได้มีการขุดพบกระดูกเหล่านี้เป็นครั้งแรก
การศึกษากระดูกส่วนต่างๆ ในช่องปากของฟอสซิล ได้แสดงให้เห็นว่า มนุษย์ Neanderthal สามารถเปล่งเสียงออกมาได้ แต่ไม่มีภาษาพูดเหมือนภาษาคนในปัจจุบัน ชอบล่าสัตว์ โดยการไล่ต้อนวัวป่า กระทิง กวาง แรด หรือช้าง mammoth ให้ตกหลุม แล้วใช้หอกทิ่มแทงเหยื่อจนตาย เพื่อนำเนื้อไปบริโภค และชำแหละหนังไปทำเครื่องนุ่งห่ม
ครั้นเมื่อนักมานุษยวิทยานำกระดูกของสิ่งมีชีวิตครึ่งคน-ครึ่งเอป (ape ซึ่งเป็นลิงไร้หางนี้ไปวัดอายุ) ทุกคนก็รู้สึกประหลาดใจ เมื่อได้พบว่ากระดูกมีอายุตั้งแต่ 40,000-50,000 ปี นั่นแสดงว่า มนุษย์ Neanderthal ได้สูญพันธุ์ไปเมื่อไม่นานนี้เอง
ความสับสนเกี่ยวกับสายพันธุ์ของมนุษย์โบราณสปีชีส์ต่าง ๆ ได้ถาโถมเข้ามาเป็นระยะ ๆ ตลอดเวลา เช่น ในปี 1868 Édouard Lartet นักโบราณคดีชาวฝรั่งเศส ได้ขุดพบโครงกระดูกของมนุษย์ Cro-Magnon ในถ้ำใกล้เมือง Périgueux ของฝรั่งเศส ว่ามนุษย์สปีช์นี้เคยมีชีวิตอยู่เมื่อ 40,000 ปีก่อน
ลุถึงปี 1890 Eugène Dubois นักโบราณคดีชาวดัตช์ ก็ได้พบกระดูกของมนุษย์ชวา (Pithecanthus Erectus) บนเกาะสุมาตรา ในอินโดนีเซีย และพบว่ามนุษย์ชวา เคยมีชีวิตอยู่บนโลกเมื่อ 700,000 ปีก่อน เป็นต้น
เพราะการพบฟอสซิลใหม่ ๆ ทุกครั้ง ได้ทำให้นักมานุษยวิทยา นักประวัติศาสตร์ และนักโบราณคดีทั่วโลก ต้องจัดลำดับของวิวัฒนาการมนุษย์ตามกาลเวลา ในประเด็นว่ามนุษย์สปีชีส์ต่าง ๆ ถือกำเนิดเป็นครั้งแรกตั้งแต่เมื่อใด และอย่างไร ตลอดจนถึงให้รู้ว่าเส้นทางวิวัฒนาการของมนุษย์สปีชีส์ต่าง ๆ ได้แยกจากกันเมื่อไร และมนุษย์สปีชีส์เหล่านั้น มีความสัมพันธ์รูปแบบใดกับมนุษย์ Homo sapiens ด้วย
David Reich แห่ง Broad Institute ที่เมือง Cambridge รัฐ Massachusetts ในสหรัฐอเมริกา เป็นนักพันธุศาสตร์สาขามนุษยโบราณ ที่สนใจประเด็นการอพยพย้ายถิ่นฐาน และการครองคู่ของมนุษย์ต่างสปีชีส์ ด้วยการวิเคราะห์รูปแบบของ DNA ที่ได้กลายพันธุ์ โดยอาศัยการเปรียบเทียบ genome ของมนุษย์เหล่านั้น แล้วใช้หลักการว่า ความแตกต่างระหว่าง genome ของมนุษย์สปีชีส์ต่าง ๆ สามารถนำมาใช้เป็นนาฬิกาบอกเวลาของกระบวนการวิวัฒนาการที่แตกต่างกัน นั่นหมายความว่า ถ้าสปีชีส์ใดมี genome ที่คล้ายกันมาก ก็แสดงว่า เวลาที่สปีชีส์จะเริ่มแยกเส้นทางวิวัฒนาการจะมีค่าน้อย ในทางตรงกันข้าม ถ้าความแตกต่างของ genome มีค่ามาก นั่นแสดงว่า สปีชีส์ทั้งสองได้แยกเส้นทางวิวัฒนาการเมื่อนานมากแล้ว
โดยอาศัยหลักการนี้ Reich ก็ได้พบว่า ลิงชิมแปนซีกับมนุษย์ปัจจุบัน ได้มีบรรพบุรุษร่วมกัน จนกระทั่งเมื่อ 6.3-5.4 ล้านปีก่อน จากนั้นเส้นทางวิวัฒนาการของคนปัจจุบันและชิมแปนซีก็ได้แยกจากกัน
ทีมวิจัยของ Reich ยังได้พบอีกว่า โครโมโซม X ของมนุษย์ปัจจุบัน แตกต่างจากโครโมโซม X ของลิงชิมแปนซี และได้แยกเส้นทางวิวัฒนาการช้ากว่าโครโมโซมตัวอื่น ๆ เป็นเวลานานถึง 1.2 ล้านปี โดย Reich ได้ให้เหตุผลว่า เพราะลิงชิมแปนซีกับมนุษย์ได้แยกเส้นทางวิวัฒนาการก่อน แล้วได้กลับมารวมกันใหม่อีกครั้งหนึ่ง ด้วยการมีเพศสัมพันธ์กัน (ข้อสรุปนี้มีนักชีววิทยาหลายคนไม่เห็นด้วย โดยให้เหตุผลว่า เทคนิคการวัดอายุโดยใช้ความแตกต่างของโครโมโซม มีความไม่แน่นอนมาก)
ในเวลาเดียวกัน Svante Pääbo จากสถาบัน Max Planck Institute ซึ่งได้พบ gene FOXP2 ในคนว่า มีบทบาทมากในการกำหนดความสามารถด้านการใช้ภาษา ก็ได้หันมาสนใจมนุษย์ Neanderthal ซึ่งเป็นญาติที่ใกล้ชิดที่สุดของมนุษย์ปัจจุบัน (Homo sapiens) และได้พบว่า บรรพบุรุษของมนุษย์ Neanderthal ได้ถือกำเนิดเมื่อ 500,000 ปีก่อน ในดินแดนที่เป็นยุโรปและเอเชียตะวันตก และได้มีชีวิตยืนนานมาเป็นเวลาหลายแสนปี จากนั้นก็ได้เริ่มสูญพันธุ์ โดยมีแหล่งอาศัยเป็นถิ่นพำนักสุดท้ายอยู่ที่ Gibraltar ซึ่งตั้งอยู่ที่ปลายคาบสมุทร Iberia ของสเปน จนกระทั่งถึงเมื่อ 28,000 ปีก่อน แล้วมนุษย์ Neanderthal ก็สูญพันธุ์ไป
Svante Pääbo นั้นเป็นนักพันธุศาสตร์เชิงโมเลกุล ที่สนใจการถอดรหัสของ genome ของมนุษย์ Neanderthal และได้พบว่าโมเลกุล DNA ซึ่งตามปกติจะเสื่อมสภาพลงไปมาก หลังจากที่เวลาได้ผ่านไปเป็นหมื่น ๆ ปี เพราะได้มี DNA ของแบคทีเรียและของราเข้าไปเจือปน นอกจากนี้ก็อาจจะมี DNA ของคนที่ได้จับต้องกระดูกเข้าไปปะปนอยู่ด้วย และ Pääbo ก็ได้พบว่าจาก DNA ตัวอย่างที่เขามีประมาณ 400 ตัวอย่างนั้น มีเพียง 2 ตัวอย่างที่เป็น DNA บริสุทธิ์ และในที่สุด DNA ของมนุษย์ปัจจุบันก็มี 6% ที่เป็น DNA ของมนุษย์ Neanderthal
การวิเคราะห์ genome ของมนุษย์ Neanderthal จึงได้ข้อสรุปว่ามนุษย์ Neanderthal กับมนุษย์ปัจจุบัน (Homo sapiens) ได้เริ่มแยกเส้นทางของวิวัฒนาการเมื่อประมาณ 370,000 ปีก่อน
โดยสรุป ก่อนปี 2010 สถานที่สำคัญที่นักโบราณคดีได้ขุดพบฟอสซิลของมนุษย์ดึกดำบรรพ์ ซึ่งอยู่นอกทวีปแอฟริกานั้น มีหลายแห่ง เช่น
1. ที่ Damanisi ในประเทศ Georgia เป็นมนุษย์สปีชีส์ Homo erectus
2. ที่ Java ใน Indonesia เป็นมนุษย์สปีชีส์ Homo erectus
3. ที่ Heidelberg ใน Germany เป็นมนุษย์สปีชีส์ Homo heidelbergensis ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของมนุษย์ Neanderthal
4. ที่ถ้ำ Zhoukoudian ใน China เป็นมนุษย์ปักกิ่ง Homo erectus
5. ที่เกาะ Flores ใน Indonesia เป็นมนุษย์ Homo floresiensis
และเมื่อวันที่ 24 มีนาคม ปี 2010 Svante Pääbo กับศิษย์ชื่อ Johannes Krause ได้รายงานในวารสาร Nature ว่า ได้พบมนุษย์สปีชีส์ใหม่จากการวิเคราะห์ genome ของกระดูกนิ้วมือมนุษย์ ที่พบในถ้ำ Denisovan ซึ่งอยู่ทางใต้ของเทือกเขา Altai ในเขต Siberia ของรัสเซีย การวัดอายุของกระดูก แสดงให้เห็นว่า มันมีอายุตั้งแต่ 30,000-48,000 ปี การวิเคราะห์ mitochondria DNA แสดงให้เห็นว่า มันเป็นมนุษย์ สปีชีส์ใหม่ Pääbo จึงตั้งชื่อมนุษย์สปีชีส์นี้ว่า มนุษย์ Denisovan
ในเวลาต่อมา การเปรียบเทียบ mitochondria DNA ของมนุษย์ Denisovan กับของคนปัจจุบันที่มีอายุตั้งแต่ 30,000 ปีขึ้นไป ได้แสดงให้เห็นว่า มีความแตกต่างมากประมาณ 2 เท่าของที่มนุษย์ Neanderthal แตกต่างจากคนปัจจุบัน โดยเฉพาะกับชาวทิเบต เกาหลี จีน และญี่ปุ่น ก็ยังมี DNA ของมนุษย์ Denisovan หลงเหลืออยู่
ข้อมูล DNA ดึกดำบรรพ์ เป็นงานชิ้นโบว์แดงอีกชิ้นหนึ่งของ Pääbo ซึ่งได้ช่วยให้เรารู้เส้นทางการอพยพของมนุษย์โบราณ การย้ายถิ่นที่อยู่ การครองคู่ระหว่างมนุษย์สปีชีส์ต่าง ๆ จนทำให้เรารู้ว่า ไม่มีมนุษย์สปีชีส์ใดที่มีสายพันธุ์ที่บริสุทธิ์ 100%
คำถามอีกประเด็นหนึ่งที่น่าสนใจ คือ คนไทยเรา คนพม่า คนลาว คนกัมพูชา มีความแตกต่างทางพันธุกรรมอย่างไรหรือไม่ และถ้าไม่แตกต่างกันเลย เราก็คงต้องพิจารณาความแตกต่างด้านอื่น เช่น ด้านวัฒนธรรม ด้านภาษา หน้าตา สีผิว ประเพณี เข้ามาช่วยเสริม และนั่นก็หมายความว่าการดูความแตกต่างของ gene เพียงอย่างเดียว เป็นเรื่องที่ไม่เพียงพอที่จะสรุปได้ว่า คนชาติต่าง ๆ แตกต่างกันอย่างไร
อ่านเพิ่มเติมจาก “On the origin of modern humans: Asian perspectives” โดย Christopher J. Bae กับคณะ ในวารสาร Science ฉบับที่ 358 ประจำวันที่ 8 ธันวาคม ปี 2017
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
