บรรพบุรุษมนุษย์ปรับตัวให้กินแอลกอฮอล์ได้ตั้งแต่ราว 10 ล้านปีที่แล้ว

By: terminus
Writer
on Tue, 02/12/2014 - 14:38

เมื่อเรากรอกเหล้าเข้าปาก เอนไซม์ตัวแรกในระบบทางเดินอาหารที่จะเข้าจัดการเมตาบอลิซึมเอธานอล (ethanol - แอลกอฮอล์ที่เป็นองค์ประกอบหลักของเครื่องดื่มแอลกอฮอล์) คือ Alcohol Dehydrogenase 4 (ย่อว่า ADH4) เพราะมันเป็นเอนไซม์ย่อยสลายแอลกอฮอล์ที่พบได้ในลิ้น, หลอดอาหาร, และกระเพาะอาหาร ไพรเมตทุกชนิดมียีนที่สร้าง ADH4 แต่ความสามารถของ ADH4 ในการย่อยสลายเอธานอลนั้นแตกต่างกันออกไป บางเวอร์ชั่น เช่น เวอร์ชั่นที่พบในลีเมอร์หรือลิงบาบูนแทบจะย่อยสลายเอธานอลไม่ได้เลย โดยส่วนใหญ่แล้ว ADH4 ของไพรเมตจะย่อยสลายเอธานอลได้ช้ามากเกินกว่าจะได้ประโยชน์จากเอธานอล ไม่คุ้มกับผลเสียจากความเป็นพิษของมัน ยกเว้นมนุษย์ซึ่งมีการกลายพันธุ์ของยีน ADH4 ทำให้สามารถย่อยเอธานอลในอาหารมาใช้สร้างพลังงานได้

ทีมนักวิจัยที่นำโดย Matthew Carrigan แห่ง Santa Fe College ในรัฐฟลอริด้า สหรัฐอเมริกา สงสัยว่าการกลายพันธุ์ของยีน ADH4 ที่พบในมนุษย์มีจุดกำเนิดขึ้นมาเมื่อไรและเกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการของบรรพบุรุษเราอย่างไร พวกเขาจึงรวบรวมข้อมูลลำดับกรดอะมิโนของ ADH4 ในไพรเมต 18 ชนิดรวมทั้งของมนุษย์ แล้วมาสืบย้อนตามแขนงของสายวิวัฒนาการเพื่อที่จะดูว่า ADH4 ตัวแรกมีจุดเริ่มต้นขึ้นมาเมื่อไร

ผลจากแบบจำลองเผยให้เห็นว่า ADH4 ตัวแรกโผล่ขึ้นมาในสายวิวัฒนาการของกลุ่มไพรเมตเมื่อราว 70 ล้านปีที่แล้ว แต่มันเป็นเอนไซม์เพื่อย่อยสลายแอลกอฮอล์สายยาวๆ เช่น retinol, geraniol เป็นต้น มันเร่งปฏิกิริยาการสลายเอธานอลได้แย่มาก ส่วน ADH4 เวอร์ชั่นที่ย่อยสลายเอธานอลได้ดีเพิ่งจะเกิดขึ้นมาในสมัยบรรพบุรุษร่วมระหว่างมนุษย์-ชิมแปนซี-กอริลล่าเมื่อ 10 ล้านกว่าปีที่แล้วด้วยการกลายพันธุ์ของโปรตีนในกรดอะมิโนตำแหน่งที่ 294 จาก alanine เป็น valine (A294V) การกลายพันธุ์เพียงตำแหน่งเดียวนี้ทำให้ ADH4 เร่งการสลายของเอธานอลได้ดีกว่าเดิมถึง 40 เท่า

เมื่อ 10 ล้านกว่าปีที่แล้วเป็นจุดเวลาเดียวกับที่โลกมีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศครั้งใหญ่ครั้งหนึ่ง อันมีผลให้สภาพแหล่งอาหารของบรรพบุรุษมนุษย์เปลี่ยนตามไปด้วย บรรพบุรุษของเราเริ่มลงมาจากต้นไม้เพื่อเก็บผลไม้ที่ร่วงตามพื้นกิน ผลไม้สุกงอมที่หล่นตามพื้นเหล่านี้มีโอกาสที่จะถูกเชื้อยีสต์หรือแบคทีเรียเข้าย่อยและหมักให้เกิดเอธานอลสะสม ดังนั้นไพรเมตที่สามารถกินผลไม้เน่าและดึงพลังงานจากเอธานอลมาใช้ประโยชน์ได้จึงมีข้อได้เปรียบในทางวิวัฒนาการ ส่วนตัวที่ย่อยเอธานอลได้ไม่เก่งก็จะสูญเสียส่วนแบ่งในการเก็บกินอาหารอันเป็นโอกาสทองตรงนี้ไป นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่านี่เป็นสถานการณ์ที่ทำให้ยีน ADH4 กลายพันธุ์ถูกคัดเลือกเก็บไว้ในประชากรของบรรพบุรุษมนุษย์และตกทอดมาจนถึงเรา และนี่อาจจะเป็นสาเหตุที่มนุษย์จำนวนไม่น้อยถูกโปรแกรมมาให้หลงใหลในการดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ด้วย (ซึ่งบางคนก็หลงติดซะจนเป็นโรค ไม่คุ้มกับพลังงานที่ได้จากเอธานอลอยู่ดี)

นอกจากมนุษย์, ชิมแปนซี, โบโนโบ, และกอริลล่าแล้ว ไพรเมตอีกตัวที่นักวิจัยค้นพบว่ามีการกลายพันธุ์ของ ADH4 ในตำแหน่ง A294V คือ อาย-อาย (Aye-aye) ซึ่งอยู่ในสายวิวัฒนาการที่ห่างจากมนุษย์มาก อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่านี่น่าจะเป็นความบังเอิญที่ทำให้เกิดวิวัฒนาการที่คล้ายกัน เนื่องจากมีรายงานว่าในบางครั้งอาย-อายก็ชอบกินผลไม้งอม, น้ำเลี้ยง, หรือน้ำหวานจากดอกไม้ซึ่งเป็นแหล่งอาหารที่มีโอกาสเกิดการหมักแอลกอฮอล์ได้

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน PNAS doi: 10.1073/pnas.1404167111

ที่มา - Science News

3 Comments

echo's picture

มิน่า ปู่ผมท่านคงดื่มจัด ผมถึงหัวราน้ำได้ทุกวัน เอิ้ก ๆ