หลังจาก เอช. จี. เวลส์ นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ชื่อดัง เขียนเรื่อง The Time Machine ใน ค.ศ. ๑๘๙๕ (มีแปลไทยหลายสำนวน เช่น ยานเวลาตะลุยโลกอนาคต, เดอะ ไทม์ แมชชีน) ก็ทำให้แนวคิดเรื่อง “ยานเวลา” ที่พาย้อนหรือล้ำเวลากลายเป็นความฝันที่คนทุกยุครักที่จะจินตนาการถึงตลอดมา ดังเห็นได้จากปัจจุบันนี้ซีรีส์จีนและเกาหลีที่มีการย้อนเวลากลับไปราชวงศ์ยุคก่อน ๆ เป็นที่นิยมมาก ไม่เว้นแม้แต่เรื่อง บุพเพสันนิวาส ของไทยที่ย้อนเวลากลับไปสมัยกรุงศรีอยุธยา ที่ดังระเบิดเถิดเทิงมาแล้ว

แม้ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์จะยังคิดค้นหาวิธีสร้างยานเวลาไม่ได้ แต่เทคโนโลยีชีวภาพ (biotechnology) ที่ก้าวหน้า ทำให้ได้ข้อมูลย้อนกลับไปนับหมื่นนับแสนปีอย่างไม่น่าเชื่อ จากร่องรอยที่ทิ้งไว้ในสารพันธุกรรมของคนคือดีเอ็นเอ

นี่ไม่ใช่เรื่องเล่น ๆ เพราะศาสตราจารย์สแวนเต พาโบ (Svante Pääbo) ผู้บุกเบิกความรู้ในสาขาใหม่ที่เรียกว่าพาลีโอจีโนมิกส์ (paleogenomics) เพิ่งได้รับการประกาศชื่อว่าเป็นผู้ได้รับรางวัลโนเบล สาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำ ค.ศ. ๒๐๒๒ เมื่อวันจันทร์ที่ ๓ ตุลาคมที่ผ่านมา

ในคำประกาศของคณะกรรมการตัดสินรางวัลโนเบลระบุว่ามอบรางวัลสำหรับการรังสรรค์ผลงานการค้นพบเกี่ยวกับจีโนมของมนุษย์โบราณที่เชื่อมโยงกันในวงศ์ของมนุษย์ (hominin-โฮมินิน) และวิวัฒนาการของมนุษย์

คำว่า “โฮมินิน” เป็นศัพท์วิชาการที่ใช้เรียกมนุษย์สปีชีส์ต่าง ๆ ซึ่งปัจจุบันเหลือแต่ โฮโมเซเปียนส์ (Homo sapiens) อย่างพวกเราเท่านั้น เพราะมนุษย์พวกอื่นสูญพันธุ์ไปหมดแล้ว

เรื่องนี้ทำให้เกิดคำถามสำคัญในทางประวัติศาสตร์และวิวัฒนาการว่า ทำไมจึงมีแต่เราเท่านั้นที่รอดมาได้ ? และเรามีส่วนแค่ไหนในการสูญพันธุ์ของมนุษย์พวกอื่น ? มนุษย์อย่างพวกเรามีความจำเพาะอะไรเป็นพิเศษที่แตกต่างจากมนุษย์พวกอื่นบ้าง ? รวมไปถึงความสัมพันธ์ระหว่าง โฮโมเซเปียนส์ กับมนุษย์พวกอื่นนั้นเป็นเช่นใดกันแน่ ?

มีการผสมข้ามระหว่างกันหรือไม่ ?

งานวิจัยของศาสตราจารย์พาโบตอบคำถามบางคำถามได้จนสิ้นข้อกังขา ผ่านเทคนิคใหม่ ๆ ทางวิทยาศาสตร์ที่ช่วยทำในสิ่งที่ “แทบเป็นไปไม่ได้” จนสำเร็จเรื่องนี้จึงน่าตื่นเต้นและมีประโยชน์จนคณะกรรมการตัดสินรางวัลโนเบลมอบรางวัลให้เขา

เราจะมาดูเรื่องน่าตื่นเต้นเหล่านี้บางส่วนกัน

รายละเอียดกำเนิดและการแพร่กระจายของมนุษย์สรุปโดยย่อจากหลักฐานต่าง ๆ ก็คือ โฮโมเซเปียนส์ ปรากฏตัวครั้งแรกสุดในทวีปแอฟริกาเมื่อราว ๓ แสนปีที่แล้ว พอราว ๗ หมื่นปีก่อนโฮโมเซเปียนส์ กลุ่มต่าง ๆ ก็ทยอยอพยพไปยังยุโรปและตะวันออกกลางเป็นระลอก ๆ จากนั้นก็กระจายตัวไปยังส่วนต่าง ๆ ของโลก

ในเวลาคาบเกี่ยวกัน มนุษย์อีกพวกหนึ่งคือนีแอนเดอร์ทัลส์ (Neanderthals) อาศัยอยู่ในทวีปยุโรปและแถบตะวันตกของทวีปเอเชีย พบหลักฐานเก่าแก่ที่สุดคือราว ๔ แสนปีที่แล้ว แต่แล้วจู่ ๆ ราว ๓ หมื่นปีก่อนพวกนีแอนเดอร์ทัลส์ก็
สูญพันธุ์จนหมด จึงเกิดคำถามว่าเกิดอะไรขึ้นกันแน่ ?

ต้นคริสต์ทศวรรษ ๒๐๐๐ หลังจากเริ่ม “โครงการจีโนมมนุษย์” มาได้ ๑๐ กว่าปีก็ทำให้เรารู้ “รหัสพันธุกรรม” แทบทั้งหมดของมนุษย์ ซึ่งถือเป็นความสำเร็จอันยิ่งใหญ่เรื่องหนึ่งของมนุษยชาติ ทำให้การศึกษาความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมระหว่างประชากรมนุษย์จำพวกต่าง ๆ เป็นไปได้

สแวนเต พาโบ เข้ามาเกี่ยวข้องตรงนี้เอง เขาหลงใหลเทคนิคการศึกษาดีเอ็นเอและเชื่อว่าเป็นไปได้ที่จะนำมาใช้ศึกษามนุษย์โบราณ !

เขาอาจไม่ใช่คนแรกหรือคนเดียวที่คิดว่าน่าจะอ่านรหัสพันธุกรรมจากดีเอ็นเอเก่าแก่หลายหมื่นปีหรืออาจจะมากกว่าแสนปี แต่แค่คิดทุกคนก็ท้อแล้ว เพราะดูเหมือนเป็นภารกิจที่ “แทบไม่มีทางเป็นไปได้” และไม่คุ้มที่จะเสียเวลาด้วย

ดีเอ็นเอที่สมบูรณ์และครบถ้วนทั้งชุดบรรจุอยู่ในเซลล์ทุกเซลล์เรียกรวม ๆ ว่า “จีโนม (genome)” โดยที่จีโนมมนุษย์มีความยาวมากถึง ๓ พันล้านเบส (“เบส” เป็นหน่วยวัดรหัสพันธุกรรม หนึ่งเบสแทนด้วยหนึ่งตัวอักษร)

เมื่อคนเราตาย ดีเอ็นเอจะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและหักกร่อนเป็นเส้นสั้น ๆ อย่างรวดเร็ว การหาชิ้นส่วนดีเอ็นเอเก่าแก่ที่ยาวอย่างครบถ้วนสมบูรณ์จึงคล้ายเป็นแค่ความฝัน  นอกจากนี้ยังอาจมีดีเอ็นเอจากสิ่งมีชีวิตอื่น เช่นแบคทีเรียหรือมนุษย์ปัจจุบันมาปนเปื้อน ทำให้การอ่านรหัสผิดพลาดได้ง่าย

พาโบเริ่มพัฒนาวิธีการศึกษาดีเอ็นเอโบราณขณะที่เรียนระดับปริญญาเอก โดยเขาหาลำดับดีเอ็นเอใน “มัมมี่” อียิปต์ได้สำเร็จ และนั่นเป็นแค่งานไซด์ไลน์ที่ทำในยามว่างเท่านั้น

ช่างมีความตั้งใจและพลังงานล้นเหลือมาก !

หลังจบปริญญาเอก เขาทำงานกับศาสตราจารย์แอลลัน วิลสัน (Allan Wilson) ผู้บุกเบิกสาขาชีววิทยาวิวัฒนาการ (evolutionary biology) เขาพัฒนาวิธีการอย่างต่อเนื่องมาอีกหลายทศวรรษ และศึกษาดีเอ็นเอเก่าแก่เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ

ราว ค.ศ. ๑๙๙๐ เมื่อมหาวิทยาลัยมิวนิกรับพาโบเข้าทำงานในตำแหน่งศาสตราจารย์คนใหม่ เขาก็ประสบความสำเร็จในการวิเคราะห์ดีเอ็นเอจากส่วนที่เรียกว่าไมโทคอนเดรีย (mitochondria) ของมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลส์

ไมโทคอนเดรียก็คือองค์ประกอบย่อยในเซลล์ที่มีดีเอ็นเอในตัวเอง จีโนมของไมโทคอนเดรียมีขนาดเล็กเพียงไม่ถึง ๑.๗ หมื่นเบส เซลล์ทุกเซลล์ของร่างกายมีไมโทคอนเดรียนับร้อยนับพันชิ้น เพราะมันทำหน้าที่สำคัญเกี่ยวกับการสร้างพลังงานให้เซลล์  การอ่านรหัสดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียจึงง่ายกว่าการอ่านรหัสดีเอ็นเอในนิวเคลียสที่มีอยู่เซลล์ละเพียงหนึ่งชุดเท่านั้น

ด้วยวิธีการอันละเอียดอ่อนที่พาโบคิดค้นขึ้น เขาก็อ่านรหัสส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอในไมโทคอนเดรียจากชิ้นส่วนกระดูกอายุ ๔ หมื่นปีของนีแอนเดอร์ทัลส์ได้สำเร็จ

นับเป็นครั้งแรกที่เรารู้รหัสพันธุกรรมของญาติใกล้ชิดที่สุดที่สูญพันธุ์ไปแล้ว !

หลังจากได้ลำดับดีเอ็นเอที่เป็นรหัสพันธุกรรมแล้ว จึงนำมาเปรียบเทียบกับดีเอ็นเอแบบเดียวกันในมนุษย์ยุคนี้และชิมแปนซี ทำให้รู้ว่านีแอนเดอร์ทัลส์มีพันธุกรรมแบบจำเพาะของตัวเองที่แตกต่างออกไป

ต่อมา ศาสตราจารย์พาโบก่อตั้งสถาบันมักซ์ พลังก์ (Max Planck Institute) ในเมืองไลพ์ซิก ประเทศเยอรมนีปรับปรุงวิธีการคัดแยกและวิเคราะห์ดีเอ็นเอโบราณอย่างต่อเนื่อง มีความร่วมมือกับนักวิจัยเก่ง ๆ ด้านการวิเคราะห์ดีเอ็นเอและพันธุศาสตร์ประชากร จนในที่สุดเขาก็ทำสิ่งที่ทุกคนคิดว่าไม่น่าเป็นไปได้ คือการอ่านข้อมูลจีโนมของนีแอนเดอร์ทัลส์ชุดแรกสุด (และจีโนมของ โฮโมเซเปียนส์ ที่อาศัยอยู่ในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน) จากช่วงเวลาราว ๘ แสนปีก่อน

ผลการวิเคราะห์เปรียบเทียบมนุษย์โบราณจากทุกมุมโลกน่าสนใจมาก คือทำให้รู้ว่าลำดับดีเอ็นเอของนีแอนเดอร์ทัลส์คล้ายคลึงกันกับลำดับดีเอ็นเอของมนุษย์ร่วมสมัยนั้นที่มีต้นกำเนิดมาจากยุโรปหรือเอเชียมากกว่าพวกที่มีต้นกำเนิดมาจากแอฟริกา

นี่ก็หมายความว่ามี “การผสมข้าม” ระหว่างนีแอนเดอร์ทัลส์และโฮโมเซเปียนส์ระหว่างช่วงเวลาที่ใช้ชีวิตร่วมกันนานหลายพันปี

มนุษย์ยุคปัจจุบันที่สืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษในยุโรปหรือเอเชียมีจีโนมราว ๑-๔ เปอร์เซ็นต์ ที่มีต้นกำเนิดมาจากนีแอนเดอร์ทัลส์ ส่วนคนไทยมีมากกว่าเฉลี่ยหน่อยคือราว ๗ เปอร์เซ็นต์ !

เรามีเลือดเนื้อเชื้อไขส่วนหนึ่งมาจากมนุษย์ที่สูญพันธุ์

พาโบยังอ่านรหัสดีเอ็นเอจากกระดูกนิ้วมือที่พบในถ้ำเดนิโซวา (Denisova) ทางตอนใต้ของไซบีเรีย และพบว่าเป็นของมนุษย์อีกพวกหนึ่งที่ต่อมาได้ชื่อว่า “มนุษย์เดนิโซแวนส์” กรณีนี้พบว่ามีการส่งผ่านพันธุกรรมจากมนุษย์เดนิโซแวนส์มาให้พวก โฮโมเซเปียนส์ โดยปรากฏชัดเจนในกลุ่มประชากรเมลานีเชีย (Melanesia) และพวกที่อาศัยอยู่ในแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (รวมทั้งประเทศไทย !) กลุ่มคนเหล่านี้มีดีเอ็นเอแบบที่พบในพวกเดนิโซแวนส์มากถึง ๖ เปอร์เซ็นต์

ช่วงเวลาที่ โฮโมเซเปียนส์ อพยพแผ่ขยายตัวออกนอกแอฟริกาไปยังส่วนต่าง ๆ ของโลกนั้น พวกเขาไม่เพียงแต่เผชิญหน้ากับมนุษย์พวกอื่น แต่ยังผสมข้ามกับทั้งนีแอนเดอร์ทัลส์และเดนิโซแวนส์ด้วยพวกเราทุกคนในปัจจุบันจึงมีร่องรอยพันธุกรรมของมนุษย์โบราณตกค้างอยู่ในตัว และทั้งหมดนั้นเป็นผลงานการบุกเบิกวิจัยของศาสตราจารย์สแวนเตพาโบ

รู้เรื่องพวกนี้แล้วมีประโยชน์อะไร ?

นอกจากรู้เรื่องโคตรเหง้าของตัวเองแล้ว เรายังรู้อีกด้วยว่ายีนชื่อ EPAS1 ของพวกเดนิโซแวนส์ทำให้พวกเขาใช้ชีวิตได้ดีในพื้นที่สูงจากระดับน้ำทะเล จึงพบยีนนี้บ่อยในชาวทิเบตทุกวันนี้  ส่วนยีนหลาย ๆ ยีนของนีแอนเดอร์ทัลส์ก็ทำให้เราติดเชื้อโรคแบบต่าง ๆ ได้ยากง่ายแตกต่างกันไป เช่น พบว่าผู้คนในเอเชียใต้เมื่อติดเชื้อโควิด-๑๙ แล้วจะมีอาการรุนแรง เพราะมีชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่ได้รับมาจากนีแอนเดอร์ทัลส์มาก และเป็นเวอร์ชันที่แตกต่างจากคนกลุ่มอื่น