ลักษณะที่ได้รับสามารถส่งต่อไปยังลูกหลานได้หรือไม่?

ในปี ค.ศ. 1809 Jean Baptiste de Lamarck นักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศสได้เสนอกฎการสืบทอดลักษณะที่ได้มา ตามที่เธอพูด ลักษณะที่ได้มาในชีวิตจะถ่ายทอดไปยังคนรุ่นหลัง ตัวอย่างเช่น ตามคำกล่าวของ Lamarck ยีราฟเหล่านั้นที่คอยาวได้ถ่ายทอดลักษณะนี้ไปยังลูกหลานของพวกมัน ซึ่งจะอธิบายลักษณะคอของยีราฟสมัยใหม่

จากการศึกษาต่างๆ เป็นที่ทราบกันว่าลักษณะที่ได้รับไม่ได้ถูกเข้ารหัสใน DNA ของแต่ละคน ดังนั้นจึงไม่มีความเห็นพ้องทางวิทยาศาสตร์เพียงพอที่จะยืนยันว่าสามารถถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้ในระหว่างการสืบพันธุ์ สำหรับคุณสมบัติที่จะส่งต่อไปยังรุ่นต่อไปนั้นจะต้องอยู่ใน DNA ของคุณ เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ ทฤษฎีของ Lamarck เกือบจะถูกปฏิเสธโดยสิ้นเชิงหลังปี 1930

ปัจจุบันลักษณะที่ได้มาถูกกำหนดให้เป็นลักษณะเฉพาะที่สร้างฟีโนไทป์อันเป็นผลมาจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ฟีโนไทป์คือการแสดงออกของจีโนไทป์ นั่นคือ ลักษณะที่สังเกตได้ (สีตา ส่วนสูง กรุ๊ปเลือด และอื่นๆ) จีโนไทป์ประกอบด้วยยีนของสิ่งมีชีวิต

แม้จะมีการปฏิเสธทฤษฎีของ Lamarck แต่ก็มีการสังเกตปรากฏการณ์ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1990 ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นมรดกของลักษณะที่ได้มา มีการศึกษาเกี่ยวกับเรื่องนี้ในสิ่งมีชีวิต เช่น พืช หนอน และสเปิร์มจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด

การสืบทอดลักษณะที่ได้รับในพืช

ในปี 1962 ในการศึกษาของ University College of Wales พบว่าต้นแฟลกซ์ที่ปลูกในอาหารที่มีสารอาหารสูงมีน้ำหนักมากกว่าพืชที่มีสารอาหารต่ำถึง 3 เท่า ลักษณะนี้สืบทอดมาหกชั่วอายุคนโดยไม่คำนึงถึงสภาพวัฒนธรรมที่ใช้หลังจากนั้น เมื่อเห็นสิ่งนี้ นักวิจัยสรุปว่าการเหนี่ยวนำลักษณะใหม่สามารถส่งต่อได้ ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและองค์ประกอบทางพันธุกรรมของพืช

ในช่วงทศวรรษที่ 1990 มีรายงานกรณีอื่นๆ ของการสืบทอดลักษณะที่ได้มา ได้แก่ การแคระแกร็นในข้าว เวลาสุกที่แตกต่างกันในข้าวสาลีและข้าวไรย์ลูกผสม และการออกดอกเร็วของต้นแฟลกซ์ เป็นลักษณะที่เหนี่ยวนำให้เกิดการถ่ายทอดอย่างเสถียรอย่างน้อยสองชั่วอายุคน

อย่างไรก็ตาม พื้นฐานระดับโมเลกุลสำหรับการสืบทอดลักษณะที่ได้มานั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด เชื่อกันว่าการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนไม่ได้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของลำดับนิวคลีโอไทด์ นั่นคือไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากการกลายพันธุ์ แต่จะพิจารณาว่าการดัดแปลงฟีโนไทป์นั้นเกิดขึ้นเนื่องจากปัจจัยอื่น ๆ ที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกได้

การสืบทอดลักษณะที่ได้รับในสัตว์

ในปี 2011 การศึกษาของศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย (CUMC) ได้ทดลองกับพยาธิตัวกลมที่พัฒนาความต้านทานต่อไวรัสและสามารถถ่ายทอดภูมิคุ้มกันนั้นไปยังลูกหลานได้ติดต่อกันหลายชั่วอายุคน นี่เป็นหลักฐานโดยตรงว่าลักษณะที่ได้มานั้นสามารถสืบทอดได้โดยไม่ต้องมี DNA มาเกี่ยวข้อง

ในการศึกษาของพวกเขา นักวิจัยพิจารณาว่าการรบกวนของกรดไรโบนิวคลีอิก (RNAi) เกี่ยวข้องกับการสืบทอดลักษณะที่ได้มา โดยปกติแล้ว RNAi เกี่ยวข้องกับการป้องกันไวรัส เมื่อไวรัสติดเซลล์ RNAi จะทำลายกรดไรโบนิวคลีอิกของผู้ส่งสาร (mRNA) ที่ปกติอยู่ในเซลล์และเข้ากันได้กับไวรัส ด้วยวิธีนี้ไวรัสจะไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้

การผลิต RNAi สามารถส่งเสริมเทียมได้โดยการส่งไวรัสไปยังบุคคลที่มีสุขภาพดี กิจกรรมของภูมิคุ้มกันที่เกิดจากขั้นตอนนี้พบได้ในสัตว์ที่ได้รับการรักษาและลูกหลานของพวกมัน นักวิจัยสรุปได้ว่าความสามารถในการป้องกันไวรัสนั้น “จดจำ” ในรูปแบบของ RNA ของไวรัส ซึ่งส่งต่อไปยังรุ่นต่อๆ ไป

ในทางกลับกัน เป็นที่ทราบกันว่า RNA ของสเปิร์มมาโตซัวสามารถเป็นสื่อกลางในการถ่ายทอดฟีโนไทป์ที่ได้รับจากบิดา และฟีโนไทป์ที่ได้มาจากความเครียดทางจิตใจและความผิดปกติของเมตาบอลิซึมที่เกิดจากอาหาร อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบว่าลักษณะที่ได้รับสามารถส่งต่อไปยังลูกหลานผ่านทางสเปิร์มได้กี่ประเภท และสิ่งนี้จะเกิดขึ้นภายใต้สถานการณ์ใด

ในมนุษย์ มีรายงานบางกรณีของการสืบทอดลักษณะที่ได้มา ประเด็นหนึ่งที่มีการกล่าวถึงบ่อยครั้งคือมารดาชาวดัตช์ที่ตั้งครรภ์ที่ขาดสารอาหารซึ่งพบว่าลูกและหลานของพวกเขาอ่อนแอต่อโรคอ้วนและความผิดปกติทางเมตาบอลิซึมอื่นๆ

การค้นพบนี้เป็นที่สนใจของ epigenetics นั่นคือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของการทำงานของยีนที่สืบทอดมาและไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในลำดับดีเอ็นเอ แม้จะมีข้อโต้แย้ง แต่ก็เป็นการสะดวกที่จะประเมินมรดก Lamarckian ใหม่จากมุมมองของระเบียบวินัยนี้ โดยคำนึงถึงการศึกษาที่อ้างถึงในพืช ไส้เดือนฝอย และสเปิร์มของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

แหล่งที่มา

ศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย CUMC สถาบันการแพทย์ Howard Hughes ลักษณะที่ได้มาสามารถสืบทอดผ่าน Small RNAs , 2011.

Chen, Q., Yan , W. & Duan, E. การสืบทอด Epigenetic ของลักษณะที่ได้รับผ่าน RNA ของตัวอสุจิและการดัดแปลง RNA ของตัวอสุจิ Nat Rev Genet, 17, 733–743, 2016 https://doi.org/10.1038/nrg.2016.106

Sano H. การสืบทอดลักษณะที่ได้รับในพืช: การคืนสถานะของ Lamarck การส่งสัญญาณและพฤติกรรมของพืช , 5(4), 346–348, 2010 https://doi.org/10.4161/psb.5.4.10803