พันธุกรรม สิ่งแวดล้อม และโชคชะตาของปลาแฝด | ภาคภูมิ ทรัพย์สุนทร

ภาคภูมิ ทรัพย์สุนทร

เรื่องราวของแฝดที่เหมือนกันเพียงหน้าตาแต่ต่างเส้นทางชีวิตปรากฏซ้ำๆ ในนิยาย ละคร และตำนานพื้นบ้านข้ามพรมแดนวัฒนธรรม มันคือเรื่องของ กาสะลอง-ซ้องปีบ, มุนิน-มุตา, การะเกด-เกศสุรางค์, เฟร็ด-จอร์จ วีสลีย์, โรมุลุส-แรมุส, ยาโคบ-เอซาว, เซียวฮื่อยี้-ฮวยบ่อข่วย ฯลฯ

เสน่ห์ของเรื่องราวพวกนี้อาจเป็นคำถามคาใจที่มนุษย์มีมานานแสนนานว่าอะไรแน่ที่ทำให้เราเป็นตัวเรา?

ทำไมแต่ละคนถึงมีบุคลิกนิสัยพฤติกรรมที่ต่างกันไป?

มันคือชะตาฟ้ากำหนด (fate) หรือเจตจำนงเสรี (free will)?

หลายคนคงเคยได้ยินว่า “เราคือผลลัพธ์ของพันธุกรรมกับสิ่งแวดล้อม (nature & nurture)” แต่ทำไมแฝดเหมือน (identical twin) ที่พันธุกรรมตรงกันเป๊ะและเติบโตมาในสิ่งแวดล้อมสังคมรอบข้างเดียวกันหลายๆ คู่ถึงมีบุคลิกพฤติกรรมที่ต่างกันโดยสิ้นเชิง? ความต่างนี้เกิดขึ้นอย่างไร? ตอนไหน?

โปรเฟสเซอร์ เคต ลาสคาวสกี (Kate L. Laskowski) จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส (University of California, Davis) พยายามตอบคำถามเหล่านี้ผ่านการศึกษาการพัฒนาพฤติกรรมของ “ปลาสอดอเมซอน (Poecilia formosa)”

การทดลองตามติดชีวิตปลาสอดแฝด เครดิตภาพ : ดุสิตตา เดชแก้ว

ปลาสอดอเมซอนเป็นหนึ่งในสัตว์มีกระดูกสันหลังไม่กี่ชนิดที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

แม่ปลาจะตกไข่ที่มีชุดดีเอ็นเอครบสมบูรณ์ในตัว การปฏิสนธิเกิดขึ้นเพียงเพื่อกระตุ้นการพัฒนาไข่เป็นตัวอ่อนเท่านั้น แต่ดีเอ็นเอจากสเปิร์มของพ่อไม่ถูกนำมาใช้

ดังนั้น ลูกที่เกิดขึ้นทุกตัวจึงเป็น “โคลน” ของแม่และเป็นแฝดเหมือนกับพี่น้องทุกตัวในครอก

ด้วยวงจรชีวิตที่สั้นเพียงไม่กี่เดือน ขนาดตัวที่เล็ก (4-6 ซ.ม.) เลี้ยงง่าย และความสามารถผลิต “แฝดเหมือน” ครอกใหญ่ๆ ตามธรรมชาติทำให้ปลาชนิดนี้เป็นโมเดลชั้นเยี่ยมสำหรับการศึกษาความสัมพันธ์ของพฤติกรรม-พันธุกรรมและสิ่งแวดล้อม

นอกจากนี้ ลูกปลาสอดอเมซอนหลังคลอดสามารถอยู่เป็นอิสระได้เลยไม่ต้องอาศัยการดูแลจากแม่

ดังนั้น นักวิจัยสามารถแยกลูกปลามาเลี้ยงเดี่ยวในสภาวะควบคุมได้แต่แรกเกิดเพื่อขจัดปัจจัยแทรกซ้อนจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างปลา

งานวิจัยชิ้นล่าสุดของทีม Laskowski ติดตามศึกษาพฤติกรรมของลูกปลาสอดอเมซอน 26 ตัว ลูกปลาแต่ละตัวมีพันธุกรรมเหมือนกัน ถูกเลี้ยงในตู้ปลาแยกกันตัวละตู้ในสภาวะการเลี้ยงที่แบบเดียวกันทุกประการ

ทีมวิจัยตั้งกล้องถ่ายภาพปลาแต่ละตัวทุก 3 วินาทีต่อเนื่อง 70 วัน รวมข้อมูลเกือบหนึ่งล้านภาพถ่ายต่อปลาหนึ่งตัว

ชุดภาพถ่ายเหล่านี้ถูกนำมาวิเคราะห์ “พฤติกรรม” การว่ายน้ำ เช่น ความเร็ว ตำแหน่ง ทิศทาง ฯลฯ

ความเหลื่อมล้ำของปลาสอดอาจเริ่มต้นในท้องแม่ เครดิตภาพ : ดุสิตตา เดชแก้ว

เรื่องน่าสนใจแรกที่ทีมค้นพบคือพฤติกรรมของลูกปลาแฝดเหล่านี้เริ่มแตกต่างกันตั้งแต่วันแรกหลังคลอด ลูกปลาทั้งหมดนี้มีทั้งพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมเหมือนกัน ดังนั้น ต้องมี “ปัจจัยอื่น” ที่เรายังไม่ทราบทำให้พวกมันต่างกัน และปัจจัยอื่นนี้เริ่มมีผลตั้งแต่ลูกปลายังอยู่ในท้องแม่

แม้ว่าก่อนหน้านี้จะมีอีกหลายงานวิจัยทั้งในปลาและสัตว์อื่นรวมทั้งมนุษย์บ่งชี้ว่าสิ่งแวดล้อมในครรภ์มีผลต่อพัฒนาการทางร่างกายและพฤติกรรมตลอดช่วงชีวิต

แต่ในกรณีนี้ลูกปลาทุกตัวเกิดจากแม่ที่ก็ถูกเลี้ยงมาในสภาวะแวดล้อมที่คงที่เหมือนกันตลอด ดังนั้น เราก็ยังระบุไม่ได้ว่าปัจจัยแห่งความต่างของลูกปลาแต่ละตัวคืออะไรกันแน่

อาจจะเป็นช่วงเวลาปฏิสนธิ ตำแหน่งในครรภ์หรือระบบจัดสรรทรัพยากรอย่างไม่เท่าเทียมอื่นๆ จากแม่ที่เรายังไม่รู้

อีกคำอธิบายหนึ่งคือมันเป็นเรื่องของความฟลุกล้วนๆ (ภาษาวิชาการเรียก stochasticity แต่ภาษากวีอาจจะเรียกว่าดวงชะตา)

ยีนหลายตัวในเซลล์สิ่งมีชีวิตมีจังหวะการเปิด/ปิดและระดับการแสดงออกแบบสุ่ม (random) เหมือนเวลาเราจั่วไพ่ แทงไฮโล ปั่นหัวก้อย หรือซื้อสลากกินแบ่ง ต่อให้ปัจจัยทุกอย่างเหมือนเดิม เลขที่ออกแต่ละรอบก็แทบจะไม่ซ้ำเดิม

ปรากฏการณ์แบบนี้พบได้ทั่วไปตั้งแต่ในเซลล์เดี่ยวๆ ของจุลินทรีย์ไปจนถึงเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชั้นสูงและอาจจะเป็นอีกหนึ่งกลไกสำคัญทางวิวัฒนาการที่ช่วยกระจายความเสี่ยง ความหลากหลายของเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตแต่ละตัวในประชากรแม้จะมีพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมเหมือนกันจะช่วยการันตีว่าบางตัวในนั้นจะรอดชีวิตหากเกิดเหตุไม่คาดฝัน

ในทางกลับกันถ้าทุกตัวมีพฤติกรรมเหมือนกันหมดก็เสี่ยงที่จะตายหมู่

ความฟลุกอาจจะเป็นจุดเริ่มต้นของความเหลื่อมล้ำเชิงพฤติกรรม เครดิตภาพ : ดุสิตตา เดชแก้ว

เรื่องน่าสนใจที่สองคือความต่างของพฤติกรรมเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อปลาอายุมากขึ้น เช่น ปลาตัวไหนที่ว่ายน้ำเร็วตอนเด็กๆ ก็ยิ่งว่ายเร็วขึ้น ส่วนตัวที่ว่ายช้ากว่าเพื่อนตอนเด็กก็จะยิ่งว่ายช้าลงไปอีก

ดังนั้น พฤติกรรมตอนเด็กสามารถใช้ทำนายพฤติกรรมตอนแก่ได้เป็นอย่างดี

ปรากฏการณ์แบบนี้บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของกลไกกระตุ้นย้อนกลับ (positive feedback) ในกระบวนการพัฒนาพฤติกรรม ความเหลื่อมล้ำแต่กำเนิดเพียงเล็กน้อย (ไม่ว่าจะมาจากความฟลุกหรือความลำเอียงในท้องแม่) ไม่ได้ค่อยๆ จางหายไปตามวัยแต่กลับเพิ่มพูนขึ้นเรื่อยๆ ตลอดช่วงชีวิต

เช่น ปลาที่ว่ายน้ำเร็วอาจจะกินอาหารได้เยอะ เปลี่ยนอาหารเป็นพลังงานได้เยอะ และยิ่งว่ายน้ำเร็วขึ้นไปอีก

ถ้าใครเคยอ่านหนังสือเรื่อง “สัมฤทธิ์พิศวง (Outliers)” ของมัลคอล์ม แกลดเวลล์ (Malcolm Gladwell) อาจจะคุ้นเคยกรณีศึกษาเรื่องพิศวงที่นักกีฬาฮอกกี้ของแคนาดาส่วนมากเกิดต้นปีมากกว่าท้ายปี

พอสืบสาวราวเรื่องมาก็เจอว่าในปีคัดเลือกหนึ่งๆ เด็กเกิดต้นปีจะอายุมากกว่าทำให้โดยเฉลี่ยแล้วพวกเขาตัวโตกว่าเด็กเกิดท้ายปี

เด็กพวกนี้ก็เลยมีโอกาสเข้าทีมโรงเรียน ได้แข่งลีกสูงๆ ได้เจอและได้รับความสนใจจากโค้ชเก่งๆ มากกว่า ก็เลยยิ่งเก่งกว่าเด็กเกิดท้ายปี

ความต่างเล็กน้อยแค่เดือนเกิดไม่กี่เดือนทำให้กลายมาเป็นความได้เปรียบที่กว้างขึ้นเรื่อยๆ

เมื่อเวลาผ่านไป หลายๆ กรณีศึกษาในหนังสือของ Gladwell บอกเราว่าความเหลื่อมล้ำเล็กๆ น้อยๆ ที่เรามองข้ามไม่ว่าจะเป็นเดือนเกิด ปีเกิด ที่อยู่บ้าน ฯลฯ กลายมาเป็นปัจจัยสำคัญต่อความสำเร็จหรือล้มเหลวของคนคนหนึ่ง

 

การทดลองในปลาสอดอเมซอนของ Laskowski ตัดปัจจัยความต่างทางพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมออกไปทั้งหมด

กระนั้นทีมวิจัยก็ยังพบความหลากหลายพฤติกรรมที่ปรากฏขึ้นแต่แรกเกิดและทวีความต่างขึ้นเรื่อยๆ ตามช่วงวัย

สำหรับกวีมันคือชะตาที่ถูกเขียนมาแต่กำเนิด

แต่พวกเรานักชีววิทยาเรียกมันว่าปรากฏการณ์ทางวิวัฒนาการสรีรวิทยา และพฤติกรรมศาสตร์ที่อาจจะวิเคราะห์แยกย่อยด้วยการชั่ง ตวง วัด โมเดลทางคณิตศาสตร์และทดสอบด้วยการทดลอง

และเมื่อเราเข้าใจมัน อำนาจลึกลับที่เราเคยเรียกว่าชะตาก็อาจจะไม่ได้อยู่เหนือการควบคุมแก้ไขของเราอีกต่อไป

อ้างอิง

https://www.nature.com/articles/s41467-022-34113-y

ความเหลื่อมล้ำที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ตามอายุ เครดิตภาพ : ดุสิตตา เดชแก้ว