הפוסט שהוסר והוחזר – מחסור בשומן היה המנוע האבולוציוני שהביא להתפתחות האדם המודרני דווקא ליד תל אביב לפני 400 אלף שנה

ביום שישי בערב התפרסם בכתב עת מדעי יוקרתי מאמר (לינק למאמר), המבוסס על פוסט שפרסמתי בעבר בבלוג זה. המאמר נקרא:

Man the Fat Hunter: The Demise of Homo erectus and the Emergence of a New Hominin Lineage in the Middle Pleistocene (ca. 400 kyr) Levant

על הכנת המאמר עבדתי יחד עם שלושה חוקרים מאוניברסיטת תל אביב ד"ר רן ברקאי, פרופ' אבי גופר ופרופ' ישראל הרשקוביץ בשמונת החודשים האחרונים. כעת, משעבר הצורך להצניע את הרעיון המרכזי של המאמר מעיני האקדמיה אני מחזיר לפוסט את חייו.

את ההודעה לעיתונות בעברית על המאמר אפרסם כאן מיד עם פירסומה על ידי דוברת האוניברסיטה. היא מסכמת יפה את המאמר.

השינויים היחידים שעשיתי כאן לפוסט שהוסר הם הרחבה קצרה על טיבה של היפותזה וכן הורדת קטע קצר בסוף הפוסט שאי"ה יהפוך אף הוא למאמר. המאמר עצמו מפותח ורחב הרבה יותר ומכיל 13 עמודי טקסט וציטוטים של כ-150 מאמרים מדעיים.

להלן הפוסט האבוד:

הנה כמה עובדות לדוגמא:

1. גודל המינים של חיות הניצודות בארץ ישראל הולך ויורד עם הזמן החל מ-800,000 שנה לפני זמננו ועד לפני 10,000 שנה – תחילת המהפכה החקלאית.
2. נפח המוח האנושי גדל בהדרגה מ-450 סמ"ק בתחילת דרכנו האבולוציונית ל-1400 סמ"ק אצלנו
3. המוח למרות היותו רק 2% ממשקל הגוף צורך 20% מהאנרגיה שהגוף מייצר.
4. שיעור הוצאת האנרגיה שלנו במנוחה Basic Metabolic Rate – (כמות קלוריות ליח' משקל גוף ליח' זמן, במצב מנוחה) דומה לזה של כל הקופים.
5. נפח הקיבה שלנו קטן ב-40% בהשוואה לשימפנזה בגודל דומה.
6. נפח הכבד שלנו קטן ב-12% לעומת הצפוי אצל קופים בגודלנו.
7. שומן מכיל פי 2.25 יותר אנרגיה ליח' משקל מפחמימות וחלבונים.
8. עיכול שומן מייצר פחות רדיקאלים חופשיים מעיכול פחמימות (גלוקוז)
9. הגוף מנצל לאנרגיה במנוחה 66% שומן ו-33% גלוקוז

כך אפשר למנות עוד מיליוני עובדות שמונחות להן חופשי על מגש העובדות. צריך עוד להוסיף שמוצקות העובדות עצמן וחשיבותן היחסית לא תמיד מוסכמת על מדענים, מה שכמובן מספק פרנסה לכולם להרבה הרבה זמן. כחלק מעבודתם מדענים לוקחים את העובדות האלה ומשתמשים בהן ליצירת היפותזות, משמע פרשנות המחברת מספר עובדות לסיפר הגיוני של סיבה ותוצאה. מדענים אחרים מביאים עובדות נוספות ומערערים על נכונות חלק מהעובדות בבסיס ההיפותזה או תומכים בה וכך מתנהל התהליך המדעי של "זיקוק" האמת. יש גם השמצות, משחקי כוח ושאר פוליטיקה אבל זאת כבר סטייה למציאות. בתיאוריה אין פוליטיקה (אם כי יש בחור בשם תומס קון  שבנה תיאוריה על הפוליטיקה כמרכיב קבוע של התהליך המדעי).

ובכן מה שאני רוצה להציג פה הוא היפותזה

לדעתי ההיפותזה מחברת טוב את העובדות שהזכרתי לעיל ועוד עשרות עובדות נוספות וכן מסבירה עובדה מפתיעה שנתגלתה לאחרונה על ידי צוות מדהים של ארכיאולוגים מאוניברסיטת תל אביב.

ההיפותזה היא שצמצום מתמשך בזמינות של מזון דחוס (שומן מן החי ומזון דחוס מהצומח) היווה את המנוע העיקרי של השינוי האבולוציוני שעבר על האדם במשך מיליוני שנים.

מזון דחוס הוא מזון שמכיל מעט סיבים, הרבה קלוריות וכן דחוס בחומרי תזונה כמו ויטמינים ומינרלים. המזון הדחוס ביותר מבחינה אנרגטית בטבע הוא שומן המכיל פי 2.25 יותר קלוריות ליח' משקל מפחמימות וחלבונים, שלא לדבר על כך שאינו מכיל סיבים ומשום כך הוא בעל נטל נמוך בהרבה על מערכת העיכול. כמו כן מכיל שומן מן החי ויטמינים חיוניים לגוף כמו ויטמין A, E, K, D. יש מעט מזון מן הצומח שאינו מבוית ומכיל כמות קטנה של סיבים והרבה חומרי תזונה. כל מזון מן הצומח, למעט פירות, מכיל רעלים שנועדו להגן על הצמחים ולכן זקוק להכנה לפני האכילה. דוגמא למזון מסוג זה הוא תפוח אדמה שלמרות שהוא יחסית דחוס אנרגטית אין אפשרות לאכול אותו לא מבושל בכמויות משמעותיות ובכל מקרה במצבו הטבעי, הלא מבוית, אינו מצוי בשפע. כלל זה נכון גם לגבי דגנים בטבע. יוצאים מן הכלל מבחינת הרעלים הם הפירות אך כשמדברים על תקופות שבהם התרחשה האבולוציה צריך לקחת בחשבון את גודלם המצומצם יחסית של הפירות הלא מבויתים, העונתיות שלהם ואת היתרון של פרוטיבורים (אוכלי פירות – קופים למשל) בהשגתם.

האבולוציה כמנגנון עיצוב

עיצוב הוא מציאת פתרון לבעיה והוא כרוך כמעט תמיד בפשרות. עיצוב טוב פירושו פתרון הבעיה במינימום פשרות.

אצל האדם, המאפיין העיצובי האבולוציוני הבולט ביותר לעין הוא הגדלה בלתי פוסקת של נפח המוח. מ-450 סמ"ק אצל האוסטרלופיטקוס בהדרגה, דרך ההומו הביליס (600 סמ"ק), ההומו אירקטוס (900 סמ"ק) ועד ל-1400 סמ"ק אצל האדם המודרני – ההומו סאפיינס.

אך יש עוד מאפיין עיצובי צורני שהוא פחות בולט לעין אך משמעותי ביותר לענייננו – הצמצום בכ-40% של מערכת העיכול.

כי זאת יש לדעת – המוח הוא איבר זולל אנרגיה אך למרות השלשת נפחו, דאגה האבולוציה לכך שסך צריכת האנרגיה שלנו לא תשתנה. הקיזוז הושג על ידי צמצום מערכת העיכול, שגם היא, כמו המוח, צרכן לא קטן של אנרגיה.

במילים אחרות הנה הדיל שהאדם קיבל אצל המעצב (האבולוציה): אני מגדיל לך את המוח זולל האנרגיה כדי שבעזרת היכולת החשיבתית המשופרת תוכל לאתר, להשיג ולהפיק מזון יותר דחוס. מזון דחוס, עם דרישות העיכול המופחתות שלו, מאפשר להקטין את מערכת העיכול כדי להשאיר את סך צריכת האנרגיה  ברמה דומה לזו של הפרימטים.

הפשרה

אמרנו שעיצוב פירושו פשרה אז איפה כאן הפשרה? ובכן הפשרה מתבטאת בזאת שמבחר המזון העומד לרשות האדם מצטמצם.

מערכת עיכול קטנה יותר פירושה שהוא אינו יכול יותר לעבד כמויות גדולות של מזון עתיר סיבים כמו שעושים אבותיו הקופים. מזון עתיר סיבים דורש מעיים ארוכים וגדולים המאפשרים עיבוד הסיבים לאנרגיה בעזרת בקטריות.

מערכת עיכול קטנה יחסית דורשת אחוז יותר גבוהה של מזון דחוס יחסית – אנרגטית ותזונתית. באופן טבעי מזון דחוס נדיר יותר ממזון לא דחוס.

אגב, הפשרה הזו של צמצום במבחר המזון הניתן לעיכול בתמורה להתאמה יותר טובה להשגת מבחר המזון המצטמצם אינה ייחודית לאדם והיא אוניברסאלית במופע האבולוציוני. דוגמה קיצונית לכך היא דב הקואלה שמבחר המזון שלו הצטמצם רק לעלי אקליפטוס.

התהליך האבולוציוני אצל האדם של החלפת חלק מעיכול הסיבים בעיכול שומן אינו משנה באופן כל כך מהותי את תזונת האדם בהשוואה לקוף כפי שעשוי להראות ממבט ראשון. כל החיות הנסמכות על אכילת כמויות נכבדות של סיבים כחלק מהתזונה ניזונות (בניגוד לאוכלות) למעשה מאחוז גבוה של שומן. פשוט הסיבים שהן אוכלות מעובדים לשומן על ידי בקטריות השוכנות במעיהן. זאת הסיבה שהם זקוקים לנפח מעיים גדול. מפתיע ככל שהדבר ישמע רוב תזונתן של חיות כמו גורילות ופרות מקורה בסופו של דבר בשומן המיוצר על ידי בקטריות בקיבתן.

הפשרה העיצובית של צמצום מבחר המזון העומד לרשותו הפכה את האדם לרגיש יותר מקרוביו האבולוציוניים לשינוי בזמינות מקורות המזון. עובדה זו מסבירה מדוע ב-7 מיליון השנה מאז נפרדנו מהשימפנזה לא עברה השימפנזה, בעלת הפוטנציאל הרחב של מקורות התזונה, כל שינוי גנטי משמעותי בעוד אנחנו עברנו שינויים גנטיים משמעותיים אשר תוצאתם הייתה מספר לא קטן של מינים בדרך בין האוסטרלופיטקוס וההומו סאפיינס.

לאחר שמבינים את החיוניות של שומן כמקור תזונה לאדם בעל מערכת העיכול המצומצמת יתכן שמספיקה התופעה של היעלמות החיות הגדולות כדי להסביר את המסלול האבולוציוני של האדם.

במערת הטאבון (התנור) שבכרמל חשפו ארכיאולוגים שלוש שכבות ממצאים – המוקדמת, בין 700 אלף שנה לפני זמננו ובין 400 אלף שנה, השנייה בין 400 אלף ו-200 אלף והשלישית בין 200 אלף לבין 100 אלף שנה לפני זמננו. בשכבה הראשונה נתגלו עצמות של פילים, היפופוטמים, קרנפים, יחמורים וחזירים. בשכבה השנייה, הקרובה יותר לזמננו התגלו רק עצמות קרנפים ויחמורים ובשכבה הקרובה אלינו ביותר התגלו רק עצמות יחמורים וחיה חדשה, יותר קטנה- צבי. מגמה זו של קיטון בגודל החיות הניצודות ממשיכה לפי עדויות מאתרים אחרים בארץ כמו אוהלו עד למעבר לחקלאות שלקראתו מוצאים באתרים הארכיאולוגיים רק עצמות חיות עוד יותר קטנות כמו צפרים, דגים וצבים. עוד חשוב לדעת שלחיות גדולות יש יותר שומן כאחוז מגופן. כלומר האפקט של העלמן הוא כפול – לא רק שמסת החיות הניצודות קטנה אלא שכמות השומן בחיות הניצודות יחסית למסה יורדת.

אם אנחנו מניחים כאמור ששומן הוא מזון חיוני לחיה עם מערכת עיכול קטנה יחסית ומוח גדול כמו של האדם למיניו השונים אנו עדים כאן להתפתחות של לחץ סביבתי. מבחר המזון של האדם מצטמצם כך שכבר לפני 400 אלף שנה בערך נותרים לו רק קרנפים יחמורים וצביים כמקור נוח לשומן. אגב, התמעטות החיות הגדולות היא תופעה הנצפית בכל העולם ורבים מהמדענים מייחסים אותה לציד יתר על ידי האדם.

הקסם של מערת קסם

כאן נכנסת לתמונה התגלית של הארכיאולוגים הישראלים ד"ר רן ברקאי ופרופ' אבי גופר מאוניברסיטת תל אביב. הם מצאו במערה ליד ראש העין (מערת קסם) שיניים מלפני 400 אלף שנה של יצור אנושי שהם זיהו, להפתעת כל העולם המדעי, כהומו סאפיינס. להומו סאפיינס מוח בגודל של 1400 סמ"ק.

זאת תגלית בקנה מידה עולמי. עד היום האתר הקדום ביותר שבו נתגלו שרידי ההומו סאפיינס היה הרטו שבאתיופיה. מסיבה זו הניחו כולם שמוצא ההומו סאפיינס באפריקה. העובדה שלפי ממצאים גנטיים כולנו צאצאי קבוצה קטנה של הומו סאפיינס שהיגרו מאפריקה לפני 60 אלף שנה חיזקה השערה זו.

אלא שמוצא ההומו סאפיינס מאפריקה לא מסתדר עם ההיפותזה המוצגת כאן. לפי טים ווייט, החוקר שגילה את ההומו סאפיינס בהרטו באתיופיה, רוב שרידי העצמות באתר הם של היפופוטמים. זמינות של היפופוטמים באתר מלפני 160 אלף שנה לא מסמנת לחץ סביבתי של היעדר חיות גדולות ולפיכך אין סיבה, לפי היפותזת המזון הדחוס, להתפתחות מין חדש של אדם דווקא שם.

במערת קסם שגילה בין 400 ל 200 אלף שנה לפני זמננו שרידי עצמות הצייד הם של יחמורים, בעוד שידוע לנו לפי הממצא של מערת טאבון שעד ל-400 אלף שנה לפני זמננו צד האדם גם חיות יותר גדולות. הממצאים של מערת קסם ואלה של מערת טאבון לתקופה המקבילה לזו של מערת קסם מצביאים על היעלמות של סדרה שלמה של חיות גדולות מהמבחר שממנו היה ניתן לצוד. נראה שהצטמצמות המבחר חייבה רמה שכלית יותר גבוהה כדי להשיג מספיק מזון דחוס מיחמורים ואכן ברקאי וחבריו מדווחים על מציאת סט כלי אבן מפותח מאוד במערה, המעיד על מוח מתוחכם ביותר.

לכן התגלית של ד"ר ברקאי וחבריו כל כך הגיונית. לפי תורת האבולוציה נחוץ לחץ סביבתי כדי ליצור מין חדש. כאן בארץ נעלמו החיות הגדולות וכך נוצר לחץ. כאן בארץ נעשה המזון הדחוס שנחוץ למערכת העיכול הקטנה נדיר יותר וכאן נוצר צורך במוח גדול יותר כדי להשיג ולנצל כמות גדולה יחסית של יחמורים במקום שקודם לכן היו גם היפופוטמים, קרנפים, חזירים ופילים. באפריקה אין עדות למחסור כזה.

עד כאן הפוסט שהושב לחיים.

ולסיום, אם תתפרסם כתבה על המאמר בעיתונים, מה שדי צפוי, אל תתפלאו אם שמי לא יופיע במקום הראשון בין הכותבים למרות שבפרסום המדעי הוא מופיע ראשון. הדוברות של המאמר מנוהלת על ידי לשכת דובר האוניברסיטה כך שסדר הכותבים בהודעה לעתונות משקף שיקולים שונים ומשונים (בעיקר לטירונים באקדמיה כמוני).

שנהייה בריאים

מיקי