ความอดอยากและโรคภัยไข้เจ็บเมื่อหลายพันปีก่อนน่าจะกระตุ้นให้เกิดการวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วของลักษณะนิสัยในทวีปนี้
เมื่อ 5,000 ปีที่แล้ว แม้ว่าจะเป็นส่วนหนึ่งของอาหารของพวกเขา แต่แทบไม่มีผู้ใหญ่คนไหนที่สามารถย่อยนมได้อย่างถูกต้อง แต่ในชั่วพริบตาแห่งวิวัฒนาการ ชาวยุโรปตอนเหนือเริ่มสืบทอดการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่ทำให้พวกเขาทำเช่นนั้นได้ ลักษณะนี้กลายเป็นเรื่องธรรมดาในเวลาเพียงไม่กี่พันปี และปัจจุบันพบในประชากรมาก ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ โดยการรวมชิ้นส่วนเครื่องปั้นดินเผายุคหินใหม่และจีโนมมนุษย์โบราณเข้าด้วยกัน นักวิทยาศาสตร์อาจไขปริศนาว่าความอดทนต่อแลคโตสของยุโรปพัฒนาขึ้นอย่างไร
ในการ ศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารNatureใน วันนี้ นักวิจัยได้เปรียบเทียบหลักฐานทางโบราณคดีเกี่ยวกับการใช้นมของยุโรปเป็นเวลา 9,000 ปีกับพันธุกรรม และพบว่ามีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วผิดปกติของความทนทานต่อแลคโตสในหมู่ชาวยุโรปหลังจากเริ่มดื่มเครื่องดื่มดังกล่าวเป็นครั้งแรก ผู้เขียนแนะนำว่าบางสิ่งบางอย่างที่รุนแรงกว่าการบริโภคนมปกติทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม ปัจจัยกดดันพิเศษ เช่น การกันดารอาหารและเชื้อโรค อาจทำให้นมมีผลทางเดินอาหารที่ไม่รุนแรงต่อการแพ้แลคโตส ทำให้เกิดอาการท้องร่วงและภาวะขาดน้ำอย่างร้ายแรง ในขณะที่ทำให้ความสามารถในการย่อยนมมีค่ามาก
Richard Evershed หัวหน้าทีมวิจัย ผู้อำนวยการ ศูนย์วิจัย Biogeochemistry แห่งมหาวิทยาลัยบริสตอลกล่าวว่า “หนังสือเล่มนี้ได้เขียนตำราใหม่ว่าเหตุใดการดื่มนมจึงเป็นข้อได้เปรียบ “เพื่อที่จะวิวัฒนาการการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมอย่างรวดเร็ว บางสิ่งบางอย่างต้องฆ่าคนที่ไม่ได้ดำเนินการมัน”
การศึกษาในวงกว้างซึ่งนำโดย Evershed และเพื่อนร่วมงานจาก University of Bristol และ University College London ได้รวมผลงานจากผู้เชี่ยวชาญใน 20 ประเทศอื่นๆ
ทารกเกือบทุกคนทั่วโลกเกิดมาพร้อมกับความสามารถในการย่อยแลคโตส ซึ่งพบได้ในน้ำนมแม่ แต่ผู้ใหญ่ประมาณ 2 ใน 3 ไม่สามารถย่อยน้ำตาลจากนมธรรมชาติได้อีกต่อไป เนื่องจากการผลิตเอนไซม์ย่อยน้ำนมที่เรียกว่าแลคเตสจะปิดตัวลงหลังจากหย่านมเสร็จแล้ว นั่นเป็นสาเหตุที่ประชากรวัยผู้ใหญ่ส่วนใหญ่ของโลกมีภาวะแลคเตสไม่คงที่ หรือที่รู้จักกันในชื่อว่าไม่ทนต่อแลคโตส
ประชากรผู้ใหญ่อีกกลุ่มหนึ่งในสามของโลกได้พัฒนาความทนทานต่อแลคโตส ซึ่งหมายความว่าพวกมันยังคงผลิตแลคเตส และนั่นเป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มต่างๆ เช่น กลุ่มที่มาจากยุโรปตอนเหนือ
Shevan Wilkin นักมานุษยวิทยาชีวภาพที่สถาบัน Max Planck สำหรับวิทยาศาสตร์ประวัติศาสตร์มนุษย์ กล่าวว่า จนกระทั่งเมื่อห้าปีที่แล้ว เรื่องราวการทนต่อแลคโตสดูเรียบง่าย เมื่อมนุษย์กลุ่มหนึ่งเริ่มต้อนสัตว์และดื่มนมของพวกมัน ประโยชน์ต่อสุขภาพของนมก็เอื้อต่อผู้ที่สามารถย่อยมันได้ ในขณะที่โรคทางเดินอาหารต่อต้านความสำเร็จของผู้ที่ไม่อดทน ดังนั้นการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่ช่วยให้มนุษย์ย่อยนมได้แพร่กระจายไปทั่วประชากรเหล่านั้นในที่สุด
“จากนั้น เราก็ได้รู้ถึงกระแสที่บ้าๆ บอ ๆ” วิลกิน ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้กล่าว “เมื่อคุณดูจีโนมโบราณไม่มีใครมีความทนทานต่อแลคโตสจนกระทั่งเมื่อไม่กี่พันปีที่ผ่านมานี้เอง” เพื่อให้ลักษณะทางพันธุกรรมแพร่หลายอย่างรวดเร็ว ควรจะมีเหตุผลที่สำคัญมากว่าทำไมคนที่มีมันอยู่รอดและสืบพันธุ์ ในขณะที่คนอื่นตายไป
“เรายังตระหนักด้วยว่าประชากรจำนวนมากทั่วทั้งที่ราบกว้างใหญ่ คนในสมัยปัจจุบันคือ คาซัคสถาน รัสเซีย มองโกเลีย ผู้ที่ดื่มนมเป็นตัน แลคเตสไม่ดื้อเลย” หากประโยชน์ง่ายๆ ของการดื่มนมที่ผลิตออกมาจำนวนมากและขยายพันธุ์เพื่อให้เกิดการคงอยู่ของแลคเตส ชาวบริภาษน่าจะมีวิวัฒนาการลักษณะนี้เช่นเดียวกับชาวยุโรป
ยิ่งไปกว่านั้น การศึกษา DNA ของมนุษย์ในสมัยโบราณได้แสดงให้เห็นว่าการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่เปิดใช้งานการคงอยู่ของแลคเตสของยุโรปนั้นดูไม่เหมือนสิ่งที่ให้ความได้เปรียบทางโภชนาการเพียงเล็กน้อย ในจีโนมของยุโรป เป็นลักษณะเดียวที่การคัดเลือกโดยธรรมชาติในเชิงบวกชอบมากที่สุดในช่วง 10,000 ปีที่ผ่านมา
ผู้เขียนใช้คำถามที่แตกต่างกันหลายบรรทัดเพื่อเจาะลึกอดีตที่มืดมนของนมยุโรป
Richard Evershed และเพื่อนร่วมงานได้ทำแผนที่การใช้นมของมนุษย์ในช่วง 9,000 ปีที่ผ่านมา โดยสร้างฐานข้อมูลขนาดใหญ่จากไขมันสัตว์ตกค้าง 6,899 ที่มาจากเศษเครื่องปั้นดินเผา 13,181 ชิ้นจากแหล่งโบราณคดี 554 แห่งทั่วยุโรป ในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ที่มีผู้เชี่ยวชาญอย่าง Evershed ได้พัฒนาวิธีการวิเคราะห์เครื่องปั้นดินเผาโบราณและเปิดเผยหลักฐานว่ามีสิ่งใดบ้าง
เป็นโชคหรือวิทยาศาสตร์ ไขมันนมถูกดูดซึมเข้าสู่เครื่องปั้นดินเผาโบราณและเก็บรักษาไว้ในระดับที่น่าทึ่ง การศึกษาองค์ประกอบของไอโซโทปคาร์บอนของกรดไขมันหลักสองชนิดที่มีอยู่และยังคงอยู่ในไขมันสัตว์ที่เสื่อมโทรมในหม้อ เผยให้เห็นว่านมมีลักษณะเฉพาะที่โดดเด่น เพราะมันถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่แตกต่างจากไขมันซากในสัตว์เคี้ยวเอื้อง
Evershed พบหลักฐานมากมายว่ามนุษย์ดื่มนมกันอย่างกว้างขวางทั่วยุโรป เมื่อประมาณ 9,000 ปีก่อน
ผู้เขียนร่วม Mark Thomas นักพันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการที่ University College London ได้เปิดตัวโครงการการทำแผนที่ของเขาเอง ซึ่งเป็นการสร้างแผนภูมิว่าตัวแปรทางพันธุกรรมปรากฏที่ไหนและเมื่อใดที่เปิดใช้งานการคงอยู่ของแลคเตสในยุโรป เมื่อรวมลำดับดีเอ็นเอของมนุษย์ยุคก่อนประวัติศาสตร์มากกว่า 1,700 คน เขาพบว่าการปรากฏตัวครั้งแรกนั้นยังไม่ปรากฏเมื่อประมาณ 5,000 ปีก่อน หรือราว 4,000 ปีหลังจากการบริโภคนมตามปกติเริ่มต้นขึ้น การกลายพันธุ์กลายพันธุ์กลายเป็นเรื่องธรรมดาในช่วงเวลาสั้นๆ ตั้งแต่นั้นมา แต่ลักษณะที่ปรากฏในช่วงปลายหมายความว่ามนุษย์ดื่มนมเป็นเวลาหลายพันปีก่อนที่พวกเขาจะย่อยได้
Thomas และเพื่อนร่วมงานได้เปรียบเทียบชุดข้อมูลของ Evershed สำหรับการใช้นมในยุโรปในอดีตกับหลักฐานทางพันธุกรรมสำหรับการเพิ่มขึ้นของความทนทานต่อแลคโตส พวกเขาไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของการใช้นมเมื่อเวลาผ่านไปกับความสามารถของมนุษย์ในการทนต่อแลคโตสที่เพิ่มขึ้น
นั่นเป็นเรื่องที่น่าสงสัย เพราะสำหรับมนุษย์ที่ไม่ย่อยแลคโตส ส่วนประกอบของนมที่มีน้ำตาลอาจทำให้เกิดปัญหาในลำไส้ได้ตั้งแต่ท้องอืดไปจนถึงท้องร่วง ด้วยเหตุผลนี้ ผู้ที่แพ้แลคโตสจึงไม่ดื่มนมมาก—หรืออย่างน้อยนั่นก็เป็นสิ่งที่หลายคนเข้าใจผิด
อันที่จริง ผลงานของ George Davey Smith ผู้เขียนร่วมแสดงให้เห็นว่าพวกเขาดื่มนม จากการศึกษาของเขาเกี่ยวกับข้อมูลของ UK Biobank ซึ่งรวมถึงบุคคลที่ยังมีชีวิตอยู่มากกว่า 500,000 คน การวิเคราะห์ของเขาพบว่าแทบไม่มีความแตกต่างระหว่างการบริโภคนมของผู้ใหญ่ที่ดื้อรั้นและไม่ดื้อดึง นอกจากนี้ เขายังพบว่าผู้ที่ดื่มนมไม่ดื่มนมส่วนใหญ่รายงานว่าไม่มีผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาว ไม่มีอะไรที่จะทำให้อายุขัยสั้นลงหรือลดความสามารถในการสืบพันธุ์ “แล้วคนจะเป็นเกษตรกรโคนมได้อย่างไรในเมื่อแลคเตสไม่คงอยู่” เอเวอร์เชดถาม “เพราะพวกเขาสามารถกินนมได้อย่างมีความสุขและได้ประโยชน์ต่อสุขภาพจากมัน”
การค้นพบของ George Davey Smith ได้สร้างคำถามใหม่สำหรับนักวิจัย หากผู้ที่แพ้แลคโตสสามารถดื่มนมได้โดยไม่มีผลร้ายอะไรสำคัญ อะไรเป็นแรงผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอย่างมากที่ทำให้ชาวยุโรปจำนวนมากพัฒนาความทนทานต่อแลคโตสอย่างรวดเร็ว
ปัจจัยหรือปัจจัยบางอย่างต้องเร่งการวิวัฒนาการของความทนทานต่อแลคโตส เป็นไปได้โดยการทำให้มันมีความสำคัญอย่างยิ่งยวดและแม้กระทั่งเรื่องของชีวิตและความตาย
“นั่นคือจุดที่เราเริ่มจินตนาการถึงสถานการณ์ที่จะเป็นเช่นนี้” Evershed อธิบาย
มาร์ก โธมัสตั้งทฤษฎีว่าความอดอยากอาจมีบทบาทสำคัญ โดยทั่วไปแล้ว ผู้ใหญ่ที่ไม่อดทนส่วนใหญ่จะไม่รู้สึกแย่นักหลังจากดื่มนม เขาตั้งข้อสังเกต “คุณมีอาการท้องอืด ท้องร่วง ไม่ใช่เรื่องดี อาจเป็นเรื่องน่ายินดีและน่าอาย แต่ไม่มีใครเสียชีวิตจากการแพ้แลคโตส”
“แต่ถ้าคุณมีอาการท้องร่วงเมื่อคุณขาดสารอาหารขั้นรุนแรง แสดงว่าคุณมีปัญหาจริงๆ” เขากล่าวต่อ “นั่นเป็นสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตในโลกแม้กระทั่งทุกวันนี้” หากอาหารอย่างธัญพืชหมดลงในระหว่างการกันดารอาหาร มนุษย์ที่ไม่หยุดนิ่งอาจหันไปบริโภคผลิตภัณฑ์จากนมมากขึ้น ในเวลาที่ไม่ควรบริโภค ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพมากที่สุด
Davey Smith ผู้อำนวยการหน่วยระบาดวิทยาเชิงบูรณาการของ MRC ที่มหาวิทยาลัยบริสตอล มีแนวคิดที่แตกต่างออกไปโดยมีแนวคิดคล้ายกัน เขาตั้งทฤษฎีว่าเชื้อโรคมีบทบาทสำคัญ แม้ว่าผลงานของเขาจะแสดงให้เห็นว่าการดื่มนมไม่ได้ส่งผลเสียต่อสุขภาพของผู้ใหญ่ที่ไม่อดทนในปัจจุบัน แต่ก็อาจเป็นปัญหาสำคัญในหมู่ผู้ที่ทุกข์ทรมานจากความผิดปกติของลำไส้ ภาวะขาดน้ำ และโรคภัยไข้เจ็บอื่นๆ ในช่วงเวลาที่มนุษย์อาศัยอยู่ใกล้กัน ท่ามกลางสัตว์เลี้ยงในบ้านและขาดสุขอนามัยที่เหมาะสม โรคนี้น่าจะลุกลามไปในวงกว้างและอาจทำให้คนจำนวนมากอ่อนแอลงอย่างรุนแรงเนื่องจากอาการท้องร่วงที่เกิดจากแลคโตสและภาวะขาดน้ำได้รับการพิสูจน์ว่าเป็นอันตรายถึงชีวิต ในทางกลับกัน คนที่ดื่มและย่อยนมได้ก็มีทรัพยากรที่จะช่วยให้พวกเขาผ่านพ้นไปได้
ทีมงานได้นำแนวคิดเหล่านี้ไปทดสอบโดยใช้แบบจำลองซึ่งแนะนำว่าตัวแปรของยีนสำหรับการคงอยู่ของแลคเตสนั้นเพิ่มจำนวนประชากรเมื่อได้รับผลกระทบจากการกันดารอาหารหรือเชื้อโรค
ปัจจัยกดดันจากสิ่งแวดล้อมที่ผลักดันให้เกิดความทนทานต่อแลคโตสอาจทำงานควบคู่กันได้ และอาจมีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละช่วงเวลาที่แตกต่างกันห้าครั้ง เป็นที่ทราบกันดีว่ามีวิวัฒนาการในยุโรป ตะวันออกกลาง และแอฟริกา
“ในยุโรปอาจเกี่ยวกับการตั้งถิ่นฐานและการกันดารอาหาร ในขณะที่ในแอฟริกา ตัวอย่างเช่น มันอาจจะเกี่ยวกับความแห้งแล้งและปริมาณโรคที่สูงขึ้นมาก” โธมัสกล่าว
วิธีการของกลุ่มอาจถูกนำมาใช้เพื่อค้นหาว่าเกิดอะไรขึ้นโดยที่มนุษย์ไม่เคยพัฒนาความสามารถในการย่อยนมเมื่อสามัญสำนึกบ่งชี้ว่าพวกเขาอาจมี
Shevan Wilkin กล่าวว่า “เพราะทั่วทั้งทุ่งหญ้า [Eurasian] คนที่ไม่ได้รับแลคเตสแบบดื้อดึงกำลังดื่มนมเป็นจำนวนมาก” “เกิดอะไรขึ้นโดยที่ไม่มีวิวัฒนาการ เมื่อมันมีวิวัฒนาการในยุโรป”
วิลกิ้นเสริมว่านักวิทยาศาสตร์ได้ลอยความคิดต่างๆ เพื่ออธิบายความลึกลับของการย่อยอาหารของนม รวมถึงการที่ความทนทานต่อแลคโตสพัฒนาช้าและเร็วมาก และทำไมผู้บริโภคนมหนักเช่นชาวบริภาษถึงไม่ทนต่อแลคโตส ตอนนี้ เธอกล่าวว่า มีกรอบการทำงานที่สามารถตรวจสอบคำถามเหล่านั้นเพิ่มเติมได้
“มันเป็นงานที่น่าประทับใจมาก และด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงได้แนวคิดบางอย่างที่สมเหตุสมผล”
