การปฏิวัติทางพันธุกรรม

      เด็ก ๆ เคยสงสัยบ้างหรือไม่ว่าทำไมสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ บนโลก ทั้งมนุษย์ สัตว์ และพืช จึงมีรูปร่างลักษณะที่แตกต่างกันออกไป เช่น ทำไมต้นไม้จึงมีทั้งต้นใหญ่และต้นเล็ก ดอกไม้มีหลากหลายสี หรือทำไมมนุษย์จึงมีตาสีฟ้าและผมสีทองบ้างหรือมีตาสีดำและผมสีดำบ้าง นักวิทยาศาสตร์ที่เก่ง ๆ ก็สงสัยเหมือนกันว่าทำไมจึงเป็นเช่นนั้นและได้ค้นพบว่าสิ่งที่ทำให้รูปร่างลักษณะแตกต่างกันเช่นนั้น คือ ยีน ซึ่งเป็นหน่วยพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ นั่นเอง ยีนนี้จะอยู่ในเซลล์ของตัวคน สัตว์ และพืช ทำหน้าที่กำหนดและควบคุมรูปร่างลักษณะที่แตกต่างกันในสิ่งมีชีวิตและควบคุมระบบการทำงานต่าง ๆ ของร่างกาย  ทั้งมีสมบัติถ่ายทอดไปสู่รุ่นลูกหลานได้ด้วยเมื่อสิ่งมีชีวิตมีการผสมพันธุ์กันตามธรรมชาติยีนก็จะถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูกหรือจากพืชสู่เมล็ดพืชต่อไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุด

      นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ายีน คือ สารเคมีชนิดหนึ่งที่เรียกโดยย่อว่า ดีเอ็นเอและได้ศึกษาโครงสร้างและการทำงานของยีนหรือดีเอ็นเอจนปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ทราบแล้วว่ายีนถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูกได้อย่างไร ร่างกายทำงานอย่างไร โรคทางกรรมพันธุ์เกิดขึ้นได้อย่างไร แต่ที่น่าตื่นเต้นยิ่งไปกว่านั้นนักวิทยาศาสตร์สามารถนำยีนของสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกันมาผสมกันได้ เช่น นำยีนของแบคทีเรียมาผสมกับยีนของพืชหรือสัตว์ หรือนำยีนของสัตว์ทะเลมาผสมกับยีนของสัตว์บก ทำให้ได้สัตว์หรือพืชที่มีลักษณะใหม่ตามที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการ เราเรียกการผสมพันธุกรรมเช่นนี้ว่า การตัดต่อยีนและเรียกสิ่งมีชีวิตที่ได้จากการตัดต่อยีนว่าพืชหรือสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม

      การปฏิวัติทางพันธุกรรมโดยการตัดต่อยีนในรูปแบบต่าง ๆ ที่คาดว่าจะเป็นประโยชน์ได้ เช่น การนำยีนควบคุมการสร้างสารพิษของเชื้อแบคทีเรียชนิดหนึ่งมาตัดต่อกับยีนของข้าวโพดทำให้ข้าวโพดที่ได้ใหม่มียีนสร้างสารพิษ  เมื่อแมลงกัดกินข้าวโพดก็จะได้รับสารพิษและตายเราก็จะมีข้าวโพดที่ดีมีฝักใหญ่ ๆ จำนวนมาก อย่างไรก็ตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตย่อมมีการปรับตัวทางพันธุกรรมเพื่อความอยู่รอดแมลงก็อาจพัฒนาตัวเองให้ดื้อต่อสารพิษได้ในอนาคตด้วย

      ในช่วงปลายของคริสต์ศตวรรษที่ ๒๐ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้พัฒนาก้าวหน้าและเปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว  โดยเฉพาะความรู้ความเข้าใจในด้านพันธุกรรมได้ก้าวล้ำหน้าไปอย่างมาก จนนำไปสู่  “การปฏิวัติทางพันธุกรรม (genetic revolution)”  ดังจะเห็นได้จากข่าวความสำเร็จในวงการวิจัยทางชีววิทยาไม่ว่าจะเป็นการสร้างสายพันธุ์ข้าวทองที่เสริมคุณค่าทางโภชนาการให้แก่ชาวโลกที่ยากจนหรือการสร้างลิงกะพรุนที่เกิดจากการนำยีนของแมงกะพรุนซึ่งเป็นสัตว์ทะเลมาตัดต่อกับยีนของลิงซึ่งเป็นสัตว์ที่มีสายพันธุ์ใกล้เคียงกับมนุษย์มากที่สุด  ความสำเร็จต่าง ๆ เหล่านี้เป็นผลมาจากการวิจัยและพัฒนาความรู้พื้นฐานทางด้านพันธุศาสตร์ เริ่มจากการค้นพบหน่วยพันธุกรรมหรือยีน (gene) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมลักษณะกรรมพันธุ์ต่าง ๆ ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตและมีสมบัติถ่ายทอดจากพ่อแม่ไปสู่ลูกได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด หน่วยพันธุกรรมดังกล่าวจะอยู่เป็นคู่ ๆ มากมายหลายคู่ด้วยกัน แต่ละคู่ควบคุมลักษณะกรรมพันธุ์ในแต่ละอย่างที่มีความแตกต่างตรงข้ามกัน เช่น ลักษณะความสูงหรือเตี้ยในพืช ตาสีฟ้าหรือตาสีน้ำตาลในคน เป็นต้น หน่วยพันธุกรรมจำนวนมากมายและหลากหลายรูปแบบจะอยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดโดยจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มอยู่ในโครงสร้างที่เรียกว่า โครโมโซม (chromosome) และเรียกยีนทั้งหมดที่อยู่ในโครโมโซมต่าง ๆ รวมกันว่า จีโนม (genome)

      การศึกษาวิจัยทางด้านพันธุศาสตร์มาถึงจุดสำคัญเมื่อมีการค้นพบโครงสร้างโมเลกุลของดีเอ็นเอ (DNA = deoxyribonucleic acid) ซึ่งก็คือยีนนั่นเอง การค้นพบดังกล่าวนอกจากทำให้มนุษย์สามารถทราบขั้นตอนและกระบวนการทำงานของสิ่งมีชีวิตในการควบคุมและถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมได้อย่างละเอียดลึกซึ้งแล้วยังเปิดทางให้มีการศึกษาวิจัยทางด้านพันธุศาสตร์ในระดับโมเลกุล เรียกว่า การศึกษาด้านอณูพันธุศาสตร์หรือพันธุศาสตร์เชิงโมเลกุล (molecular genetics) ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาวิจัยพันธุศาสตร์แขนงใหม่ ๆ จำนวนมาก  ความสำเร็จทางด้านอณูพันธุศาสตร์ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถโยกย้ายถ่ายโอนหน่วยพันธุกรรม  เพื่อตัดแต่งดัดแปลงองค์ประกอบทางพันธุกรรมหรือจีโนมของสิ่งมีชีวิตทั้งภายในสายพันธุ์เดียวกันและข้ามสายพันธุ์ได้ หรือแม้กระทั่งระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกันซึ่งส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (Genetically Modified Organisms) ที่เรียกโดยย่อว่า GMOs ที่คาดว่าจะสามารถแก้ไขปัญหาต่าง ๆ ทางด้านการแพทย์ เศรษฐกิจ สังคม และสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นกับมนุษยชาติได้ เช่น การสร้างสายพันธุ์ ข้าวทอง โดยการถ่ายโอน ยีนควบคุมการสร้างสารบีตาแคโรทีน ซึ่งเป็นสารตัวสำคัญในการสังเคราะห์วิตามินเอให้เข้าไปอยู่ในข้าว เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาการขาดแคลนวิตามินเอในอาหารจากธัญพืชหรือความสำเร็จในการถ่ายโอนยีนจากแมงกะพรุนมาใส่ไว้ในเซลล์ของลิงรีซัส (Rhesus monkey) เพื่อปูทางไปสู่การตัดแต่งดัดแปลงพันธุกรรมในมนุษย์ สำหรับการรักษาโรคภัยไข้เจ็บยุคใหม่ที่เรียกว่า พันธุกรรมบำบัด (gene therapy)

ดีเอ็นเอ 

      การสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อใช้ประโยชน์ในทางเกษตรกรรมได้ดำเนินการกันอย่างแพร่หลายตัวอย่างที่รู้จักกันดี ได้แก่ การถ่ายโอนยีนที่ควบคุมการสร้างสารพิษต่อแมลงศัตรูพืช ซึ่งได้มาจากแบคทีเรียชนิดหนึ่ง ให้เข้าไปอยู่ในจีโนมของพืชบางชนิด เช่น ข้าว ข้าวโพด มะเขือเทศ ถั่วเหลือง ฝ้าย เป็นต้น เมื่อแมลงศัตรูพืชกัดกินพืชดัดแปลงพันธุกรรมเหล่านี้ก็จะรับเอาสารพิษดังกล่าวเข้าไปและถูกทำลายในที่สุด   นักพัฒนาและนักเทคโนโลยีชีวภาพคาดหวังไว้ว่าการพัฒนาสายพันธุ์สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมตามที่กล่าวมาข้างต้นจะช่วยยกระดับคุณภาพชีวิตเศรษฐกิจ สังคมและสิ่งแวดล้อมของชาวโลกให้ดีขึ้นและอาจนำพามนุษยชาติไปสู่โลกใหม่ที่สามารถใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเอาชนะกฎเกณฑ์ธรรมชาติได้  แต่แล้วความคาดหวังดังกล่าวก็ต้องสะดุดหยุดลงเมื่อมีรายงานผลการวิจัยออกมาว่าผลิตภัณฑ์อาหารจากมันฝรั่งดัดแปลงพันธุกรรมมีผลกระทบต่อระบบภูมิคุ้มกันและสุขภาพของหนูทดลอง  ทำให้นักวิชาการหลายกลุ่มเกิดความกังวลเกี่ยวกับความเสี่ยงต่อการบริโภคและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยพืชดัดแปลงพันธุกรรมจนกลายเป็นข้อถกเถียงกันโดยทั่ว ๆ ไป ระหว่างผู้ที่เห็นด้วยกับผู้ที่ไม่เห็นด้วย

      ความหลากหลายในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตในทุกระดับตลอดจนความหลากหลายทางระบบนิเวศในแต่ละพื้นที่ซึ่งมีความเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของท้องถิ่นล้วนเป็นผลมาจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการทั้งสิ้น  เราเรียกสภาพความหลากหลายในระดับต่าง ๆ โดยรวมว่าความหลากหลายทางชีวภาพทรัพยากรชีวภาพอันล้ำค่าเหล่านี้เป็นสิ่งที่สำคัญ  สำหรับการดำรงชีวิตและการอยู่รอดของมนุษย์และอาจนำมาพัฒนาให้เกิดประโยชน์ทางด้านเกษตรกรรม อุตสาหกรรม และด้านการแพทย์ได้อีกนานัปการ