การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมมีองค์ประกอบสำคัญ 3 ประการ คือ

เพื่อน ๆ เคยเจอคู่รักสาวไทยกับหนุ่มต่างชาติที่ผมสีทอง ตาสีฟ้า ผิวอมชมพูกันบ้างหรือเปล่า ? เพื่อน ๆ เคยสงสัยมั้ยว่าลูกของหนุ่มสาวคู่นี้จะออกมาเป็นยังไง อาจจะผมสีดำตามแม่ แต่ตาสีฟ้าตามพันธุกรรมที่ถ่ายทอดมาจากทางพ่อก็ได้ แต่ก่อนที่จะศึกษาพันธุกรรมของมนุษย์ให้ลึกกว่านี้ StartDee อยากพาเพื่อน ๆ ย้อนกลับไปยังจุดเริ่มต้นกับบทเรียนออนไลน์เรื่อง "การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดล" กันก่อน 

เมนเดล คือ ใคร ? 

เกรเกอร์ โยฮัน เมนเดล เป็นนักบวชในศาสนาคริสต์ เขาสนใจเกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต จึงได้เริ่มทำการทดลอง เพื่อศึกษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมในต้นถั่วลันเตา โดยสถานที่ที่ใช้ปลูกถั่วลันเตาก็คือสวนหลังโบสถ์นั่นเอง ซึ่งในภายหลังเมนเดลถูกขนานนามว่าเป็น "บิดาแห่งวิชาพันธุศาสตร์"

ทำไมเมนเดลจึงเลือกใช้ถั่วลันเตาในการทดลอง ?

เพื่อน ๆ สงสัยกันไหมว่า ทำไมเมนเดลถึงเลือกปลูกถั่วลันเตา เหตุผลก็เพราะว่าถั่วลันเตาเป็นพืชที่ปลูกง่าย อายุสั้น ใช้เวลาไม่นานก็ออกดอกและเกิดผลให้ได้ศึกษาแล้ว นอกจากนี้ ยังเป็นพืชที่ผสมพันธุ์ภายในต้นของตัวเอง (Self-fertilization) ตามธรรมชาติ จะมีโอกาสผสมพันธุ์ข้ามต้นได้ยาก แต่เป็นข้อดีเพราะเหมาะสมต่อการควบคุม เมื่อทำการทดลองผสมพันธุ์โดยมนุษย์ เมื่อต้องการผสม เพียงแค่หยิบดอกจากต้นหนึ่ง แล้วใช้พู่กันช่วยผสมเกสรกับดอกในอีกต้นหนึ่ง ซึ่งเราเรียกว่าการถ่ายละอองเรณูโดยใช้มือช่วย (Hand pollination) 

อีกเหตุผลที่เมนเดลเลือกถั่วลันเตา เพราะว่า เป็นพืชที่มีลักษณะทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันชัดเจนหลายลักษณะ สามารถสังเกตผลการทดลองได้ง่ายอีกด้วย

ลักษณะทางพันธุกรรมของถั่วลันเตาที่เมนเดลศึกษา

ลักษณะทางพันธุกรรมของถั่วลันเตาที่เมนเดลเลือกศึกษามี 7 ลักษณะ โดยแต่ละลักษณะ จะเห็นรูปแบบความแตกต่างที่ชัดเจน 2 แบบ ได้แก่ 

1. ความสูงของลำต้น แบ่งออกเป็น ต้นสูง และต้นเตี้ย
2. รูปร่างของเมล็ด แบ่งออกเป็น เมล็ดกลม และเมล็ดขรุขระ
3. สีของเมล็ด แบ่งออกเป็น สีเหลือง และสีเขียว 
4. รูปร่างของฝัก แบ่งออกเป็น ฝักอวบ และฝักแฟบ
5. สีของฝัก แบ่งออกเป็น สีเหลือง และสีเขียว
6. สีของดอก แบ่งออกเป็น สีม่วง และสีขาว
7. ตำแหน่งของดอก แบ่งออกเป็น ดอกอยู่ที่กิ่งตลอดลำต้น และดอกกระจุกอยู่ที่ยอด

การทดลองเรื่องการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดล

เมนเดลได้คัดเลือกถั่วที่จะใช้เป็นพ่อพันธุ์และแม่พันธุ์ ที่เป็นพันธุ์แท้ของลักษณะที่จะศึกษา โดยผสมระหว่างพันธุ์แท้ของ 2 รูปแบบที่แตกต่างกัน เช่น ถ้าจะศึกษาสีของดอก เมนเดลจะเลือกถั่วต้นหนึ่งที่มีดอกสีม่วง มาผสมกับอีกต้นหนึ่งที่มีดอกสีขาว จากนั้นรอให้ออกฝัก แล้วนำเมล็ดแก่มาปลูกเพื่อรอดูว่าต้นลูกที่เกิดขึ้นจะมีดอกสีอะไร

เพื่อน ๆ สามารถดูผลการทดลองลักษณะของถั่วลันเตา ทั้ง 7 ลักษณะของเมนเดลได้ตามตารางด้านล่างเลยนะ โดยช่องแรกของตารางจะเป็นลักษณะของรุ่นพ่อแม่ เราจะเขียนว่าเป็นรุ่น P (ย่อมาจาก Parental generation ที่ แปลว่ารุ่นพ่อแม่นั่นเอง)

ส่วนในช่องที่แสดงการผสมพันธุ์ของต้นพ่อและต้นแม่ จะมีการเขียนตัว X แทนการนำสองสิ่งมามาผสมพันธุ์กัน โดยมักเรียกสั้น ๆ ว่า การครอส (Cross)

เมื่อนำเมล็ดที่ได้จากต้นแม่ไปปลูก ต้นลูกที่เจริญเติบโตมาเรียกว่า รุ่น F1 จากตารางข้างต้น จะเห็นว่าถั่วทั้ง 7 ลักษณะที่ได้ คือ ถั่วต้นสูง เมล็ดกลม เมล็ดสีเหลือง ฝักอวบ ฝักสีเขียว ดอกสีม่วง และดอกอยู่ที่กิ่งตลอดลำต้น โดยเมนเดลเรียกลักษณะที่ปรากฏในรุ่น F1 ว่า ลักษณะเด่น (Dominant)

จากนั้นเมนเดลทดลองนำต้นลูกในรุ่น F1 มาผสมพันธุ์กัน ต้นลูกรุ่นต่อมาที่ได้เรียกว่ารุ่น F2 โดยถั่วทั้ง 7 ลักษณะที่ได้นั้นแตกต่างจาก F1 ดังนี้

• ถั่วต้นสูงรุ่น F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถั่วต้นสูง และต้นเตี้ย 
• ถั่วเมล็ดกลม F1 ผสมกัน  ได้รุ่น F2 เป็นถั่วเมล็ดกลม และเมล็ดขรุขระ 
• ถั่วเมล็ดสีเหลือง F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถั่วเมล็ดสีเหลือง และเมล็ดสีเขียว 
• ถั่วฝักอวบ F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถั่วฝักอวบ และฝักแฟบ 
• ถั่วฝักสีเขียว F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถัวฝักสีเขียว และฝักสีเหลือง 
• ถั่วดอกสีม่วง F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถั่วดอกสีม่วง และดอกสีขาว 
• ถั่วอยู่ที่กิ่งตลอดลำต้น F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นดอกอยู่ที่กิ่งตลอดลำต้น และดอกกระจุกอยู่ที่ยอด 

โดยทุกคู่ มีอัตราการเกิดอยู่ที่ 3:1 และเมนเดลเรียกลักษณะที่หายไปในรุ่น F1 แต่กลับมาปรากฏในรุ่น F2 ในสัดส่วนที่น้อยกว่าว่า ลักษณะด้อย (Recessive) เช่น ผสมต้นถั่วเมล็ดสีเหลืองกับสีเขียวรุ่น F1 ได้เมล็ดสีเหลืองทั้งหมด แสดงว่าเมล็ดสีเหลืองเป็น "ลักษณะเด่น" ส่วนเมล็ดสีเขียวมาปรากฏในรุ่น F2 แสดงว่าเป็น "ลักษณะด้อย"

เมนเดลสรุปผลการทดลองของตนเองไว้ว่า มีหน่วยที่ทำหน้าที่ควบคุมการแสดงออกของลักษณะต่าง ๆ และหน่วยนี้สามารถถ่ายทอดจากพ่อแม่ไปยังรุ่นลูกแต่ละรุ่นได้ โดยในตอนนั้นเมนเดลเรียกหน่วยนี้ว่า Factor ซึ่งต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้เรียกแฟคเตอร์ที่เมนเดลค้นพบนี้ว่า ยีน (Gene)

เรื่องการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดลจบไปแล้ว แต่เพื่อน ๆ ยังสนุกกับวิทยาศาสตร์ ม.3 ได้อีกเพียบเลยนะ เพียงแค่ดาวน์โหลดแอป StartDee ได้ที่แบนเนอร์ด้านล่างเลย หรือจะอ่านบทความวิชาอื่น ๆ เช่น วิชาภาษาไทย เรื่อง พระอภัยมณีหนีนางผีเสื้อสมุทร หรือ เรื่อง คำไทยแท้ วิชาวิทยาศาสตร์ เรื่อง กระแสไฟฟ้า และ วิชาสังคมศึกษา เรื่อง แผนที่เฉพาะเรื่อง เป็นต้น

สาระสำคัญที่ก่อให้เกิดการถ่ายทอดทางพันธุกรรมคืออะไร

ลักษณะทางพันธุกรรมถ่ายทอดได้อย่างไร

ลักษณะเด่นทางพันธุกรรม มีอะไรบ้าง

พันธุ์ทางมีลักษณะอย่างไร