อุจจาระโบราณบอกอะไรเกี่ยวกับบรรพบุรุษของเรา

(SeaPRwire) –   ครั้งหนึ่งนานมาแล้ว ในถ้ำทางตอนเหนือของเมืองดูรังโก ประเทศเม็กซิโก มีคนถ่ายอุจจาระ ที่จริงแล้วมีคนจำนวนไม่น้อยที่ถ่ายอุจจาระ และเหตุการณ์เหล่านี้กระจายอยู่ตลอดช่วงเวลาหนึ่ง ตั้งแต่ประมาณ 725 ปีหลังคริสตกาล ถึง 920 ปีหลังคริสตกาล ด้วยสภาพอากาศแห้งแล้งของถ้ำ เมื่อนักโบราณคดีขุดค้นสถานที่นี้ในทศวรรษ 1950 อุจจาระเหล่านั้นยังอยู่ในสภาพค่อนข้างดี แห้งกรัง ผุพัง และเต็มไปด้วยกากใย ตัวอย่างอุจจาระเหล่านี้ได้มอบข้อมูลอันล้ำค่าแก่นักวิทยาศาสตร์ว่าผู้คนในอดีตดำรงชีวิตด้วยอาหารชนิดใด และมีสิ่งมีชีวิตใดอาศัยอยู่ในลำไส้ของพวกเขา

อุจจาระที่พบจากถ้ำเหล่านั้นได้ถูกนำส่งไปยังห้องปฏิบัติการต่างๆ ที่สนใจศึกษา เมื่อปี 2021 ทีมวิจัยระดับโลกคณะหนึ่งได้ศึกษาอุจจาระโบราณเหล่านี้ หรือที่รู้จักกันอย่างละเอียดอ่อนว่า paleofeces เพื่อดูว่าพวกเขาสามารถระบุจุลินทรีย์ในไมโครไบโอมในลำไส้ของผู้ที่ถ่ายอุจจาระเหล่านั้นได้หรือไม่

ปัจจุบัน ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร PLoS One นักวิจัยอีกกลุ่มหนึ่งได้นำดีเอ็นเอที่ได้จากอุจจาระ 10 ตัวอย่าง มาศึกษาอีกครั้ง ผลลัพธ์ของพวกเขายืนยันการค้นพบก่อนหน้านี้เป็นส่วนใหญ่ว่า: ผู้ที่ถ่ายอุจจาระเหล่านี้เป็นพาหะของปรสิตหลากหลายชนิด

เป็นพาหะของพยาธิ

โดยปกติแล้ว อุจจาระที่ Drew Capone ผู้เขียนนำของการศึกษานี้ทำงานด้วยจะค่อนข้างใหม่กว่า ในฐานะนักจุลชีววิทยาด้านสิ่งแวดล้อมที่ Indiana University Capone ศึกษาว่าสุขอนามัยส่งผลต่อสุขภาพอย่างไร เขากล่าวว่า “งานของเรากำลังพิจารณาว่า ‘อุจจาระไปอยู่ในสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร? อุจจาระอยู่ในสิ่งแวดล้อมที่ไหนบ้าง? โครงสร้างพื้นฐานจะช่วยยับยั้งอุจจาระไม่ให้เข้าสู่สิ่งแวดล้อมได้อย่างไร? และผลกระทบต่อสุขภาพของเด็กจากอุจจาระคืออะไร?’”

Capone และเพื่อนร่วมงานสนใจที่จะนำเทคนิคการตรวจจับเชื้อโรคในอุจจาระสมัยใหม่มาใช้กับอุจจาระโบราณ วิธีการเหล่านี้จะคัดแยกดีเอ็นเอในตัวอย่างเพื่อค้นหายีนจำเพาะที่เป็นเอกลักษณ์ของปรสิต เช่น พยาธิเข็มหมุด รวมถึงแบคทีเรียก่อโรค

ในการสกัดดีเอ็นเอ นักวิจัยต้องเก็บตัวอย่างจากอุจจาระโบราณจากถ้ำ ซึ่งยากกว่าที่พวกเขาคาดไว้: “เราต้องบดอุจจาระโบราณเหล่านี้ให้เป็นผง เราไม่สามารถหักชิ้นส่วนออกมาได้” Capone กล่าว พวกเขาดำเนินการตามขั้นตอนเพื่อค้นหาการจับคู่ของดีเอ็นเอ และได้ผลลัพธ์ที่ชี้ว่ามีเชื้อโรคหลายชนิดอยู่ในอุจจาระ รวมถึงพยาธิเข็มหมุด ปรสิตโปรโตซัวจิอาร์เดีย และแบคทีเรียก่อโรคต่างๆ

อุจจาระหลายตัวอย่างมีผลเป็นบวกต่อสิ่งมีชีวิตหลายชนิด จากประสบการณ์ของ Capone การพบเชื้อโรคจำนวนมากเช่นนี้ไม่ใช่เรื่องแปลกในสถานที่ที่มีสุขอนามัยไม่ดี ซึ่งทำให้เขาสงสัยว่าผู้คนที่ถ่ายอุจจาระเหล่านี้เมื่อหลายศตวรรษที่แล้วก็อยู่ในสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกัน

เหตุใดการเลือกเทคนิคจึงสำคัญ

อย่างไรก็ตาม Kirsten Bos และ Alexander Hubener ผู้เชี่ยวชาญด้านดีเอ็นเอโบราณจาก Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology กล่าวว่ามีเหตุผลที่ห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ที่ทำงานกับดีเอ็นเอโบราณไม่ใช้ขั้นตอนเหล่านี้อีกต่อไป ดีเอ็นเอมักจะเสื่อมสลายไปตามกาลเวลา แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย เทคนิคเก่าที่ใช้ในงานวิจัย PLoS ONE นั้น ทำให้เป็นการยากที่จะแน่ใจว่าสิ่งที่เห็นนั้นเป็นดีเอ็นเอโบราณจริง ๆ ไม่ใช่ดีเอ็นเอสมัยใหม่ที่ปะปนเข้ามาโดยบังเอิญ ห้องปฏิบัติการที่เชี่ยวชาญด้านดีเอ็นเอโบราณมีห้องปลอดเชื้อเทคโนโลยีสูงเพื่อลดการปนเปื้อน พวกเขายังใช้เทคนิค next-generation sequencing ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับสารที่เปราะบางเช่นนี้

นอกจากนี้ ห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่จะตรวจสอบปลายของชิ้นส่วนดีเอ็นเอ ซึ่งมีการแตกปลายที่โดดเด่น เพื่อยืนยันว่าสิ่งที่พวกเขากำลังดูอยู่นั้นเป็นของเก่าจริง ๆ Bos กล่าวว่า ด้วยเทคนิคที่ใช้ในงานวิจัย PLoS ONE “คุณไม่สามารถบอกได้อย่างง่ายดายว่าการดัดแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นในดีเอ็นเอโบราณเหล่านี้เกิดขึ้นจริงหรือไม่”

Capone โต้แย้งว่าสิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่ถูกทดสอบไม่สามารถมีชีวิตอยู่นอกลำไส้ของมนุษย์ได้นาน ดังนั้นความเสี่ยงที่จะได้ผลบวกปลอมจากดีเอ็นเอสมัยใหม่ที่ปะปนเข้ามาในระหว่างการเคลื่อนย้ายอุจจาระอาจค่อนข้างน้อย นอกจากนี้ งานวิจัยดีเอ็นเอโบราณแบบเฉพาะทางอาจมีค่าใช้จ่ายสูง และเทคนิคเก่านี้เข้าถึงได้ง่ายกว่า

Hubener ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่อยู่เบื้องหลังงานวิจัยปี 2021 ที่วิเคราะห์ตัวอย่างอุจจาระจากถ้ำ กล่าวว่าเขาสงสัยเกี่ยวกับผลการจับคู่กับแบคทีเรีย ซึ่งอาจระบุได้ยากเป็นพิเศษในตัวอย่างโบราณด้วยเทคนิคนี้ อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากสิ่งที่ทีมของเขาค้นพบ และจากสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับชีววิทยาของปรสิต เขากล่าวว่าการค้นพบเกี่ยวกับปรสิตขนาดใหญ่เช่นพยาธินั้นค่อนข้างมีพื้นฐานที่น่าเชื่อถือ “สำหรับผมแล้ว นั่นเป็นสิ่งที่เชื่อได้” Hubener กล่าว

Bos กล่าวว่าสิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือการใช้ทั้งเทคนิคเก่าและเทคนิคใหม่กับตัวอย่างเดียวกัน นั่นจะทำให้เห็นชัดเจนว่าเทคนิคเก่าสามารถตรวจจับอะไรได้อย่างน่าเชื่อถือ ซึ่งปรากฏให้เห็นด้วยขั้นตอนใหม่ที่เข้มงวดที่สุดด้วย

“นั่นจะเป็นหนทางที่ดีเยี่ยมในการก้าวไปข้างหน้า” เธอกล่าว