תזונה ואבולוציה: צמחים רבותי צמחים

אילו צמחים אכלו אבותינו האבולוציוניים ומה היה חלקם היחסי בתזונה היא שאלה מעניינת אך לא פשוטה למענה. הבעיה העיקרית היא ששרידי מזון צמחי נשמרים הרבה פחות טוב מעצמות של חיות אותן מוצאים לרוב באתרים ארכיאולוגיים פרהיסטוריים. אך לא אלמן ישראל ויש מספר דרכים ללמוד על הרכב המזון ואפילו על חלקו היחסי של המזון הצמחי בתזונה ואלו הן:

1. שאריות של איזוטופים ושל ויסודות כימיים בעצמות ובשיני שלדים – הצטברות של איזוטופים של חנקן ופחמן מעידה על השיעור היחסי של התזונה הצמחית אצל בעלי חיים ואף על סוג הצמחים.
2. שיניים – המבנה המולד של השיניים מותאם לצריכה של מזונות צמחיים או מן החי. בנוסף, שני סוגים של סימני שחיקה מאקרו ומיקרו נותנים גם הם מושג כללי על סוג המזון.
3. שאריות בשיניים – שאריות של צמחים בשכבת הפלאק שלעיתים נשמרת בשיניים שנמצאים באתרים ארכיאולוגיים.
4. שרידי צמחים שלעיתים נשמרים כאשר האתר הארכיאולוגי מתכסה במים מיד לאחר היווצרותו. גם סוג כלי האבן יכול להצביע על צריכת מזון צמחי.
5. התפתחות התאמה גנטית לצריכת צמחים
6. חלקו של המזון הצמחי בתזונה של קבוצות ציידים לקטים בנות ימינו החיים (או חיו בעבר הלא רחוק) בתנאים דומים לאלה של אבותינו האבולוציוניים.

לכל אחת מהדיסציפלינות הנ"ל יש חוקרים מתמחים המייצרים מאמרים לרוב. כדי לא להפוך את הפוסט הזה לעבודת דוקטורט אסקור רק בקצרה ובאופן כללי ביותר את הידע שיש לי מתוך המאמרים שאני מכיר.

לפני הסקירה אנסה בעזרת חישוב בדרך של כלכלנים להעריך מה היה שיעור התזונה הצמחית הסבירה בתזונה של אבותינו הציידים לקטים.

שתי הנחות: 1. הצריכה המקסימלית האפשרית, מבחינה פיזיולוגית, של חלבון היא בערך 35% מהכמות הרגילה של הקלוריות. 2. חיה ניצודה בגודל ממוצע מכילה כ- 50% שומן בערכים קלוריים. ועוד הערה קטנה היא שיש בחישוב התעלמות מתכולת החלבון בחלק הצמחי.

 70% = 50% / 35% אחוז צריכת חלבון מן החי חלקי אחוז החלבון בחי נותן את הצריכה המקסימלית של בשר+שומן. אם לחיה יש 50% שומן ו 50% חלבון (לפי ההנחה למעלה) ולא זורקים חלק מהחלבון (בשר) לכלבים ומשתמשים בכל השומן אפשר לקבל 70% מהקלוריות מן החי – 35% מחלבון ו 35% משומן. זה מה שכלכלנים אוהבים – חשבונות באחוזים.

ועוד חישוב:

30% = 70% – 100% למרות שחלקכם מבין את הכוונה מסתבר שדווקא לחישוב הזה צריך יותר משנה ג' כלכלה. בשביל החישוב הזה, עם קצת מזל, אפשר לקבל דוקטורט בארכיאולוגיה.

כלומר: מסקנת הכלכלן היא שאם צריך לספק הערכה של תזונה צמחית ממוצעת אפשרית המספר הוא 30%. את הדוקטורט כמובן מקבלים רק אחרי שמשכנעים את האקדמיה, שאוכלת בעצמה הרבה סלט ירקות בקפיטריה, שקודם כל העדיפו אבותינו לאכל חיות ורק אחר כך ירקות ולא להיפך.

יש לזכור ש 30% זה רק אינדיקציה. סביר להניח שבמקומות שבהן  היו חיות היו גדולות ומשום כך שמנות אכלו פחות מזון צמחי ולהיפך במקומות ובתקופות שהחיות היו קטנות ורזות.

או קיי ועכשיו לדיסציפלינות השונות:

איזוטופים – אם היינו צריכים להסתפק רק באינפורמציה מאיזוטופים היה תפקידנו קל כי המסקנה מכל המחקרים היא שעד לפני כ 5 -20 אלף שנה (תלוי באזור) אכלנו 100% בשר ושומן. לזאת יש להוסיף את האינפורמציה משאריות של סטרונציום ובורון שהבאתי בבלוג לפני שבועיים שמחזקות את המסקנה המתקבלת ממחקרי האיזוטופים – היינו 100% טורפים!

שיניים – שינוי מבנה השניים וגודל הטוחנות מאשר את ממצאי שאריות הסטרונציום והאיזוטופים. לאוסטרלופיתקים, אבות האדם, שיניים המתאימות לעיבוד צמחים ואילו לנו שיניים המתאימות לעיבוד בשר. סימני השחיקה אינם כה חד משמעיים ויש סימנים לצריכה גם של בשר וגם של מזון צמחי.

שאריות בשיניים – בשיני ניאנדרטלים וסאפיינס מאזורים שונים בעולם נמצאו שאריות של דגנים ופקעות, גם מבושלים. אין אפשרות לשחזר את הכמות היחסית של התזונה הצמחית מהבדיקות האלה. שאריות של חלבון ושומן אינן מצטברות בטרטר/פלאק (מעניין?!) ולכן יש פה ייצוג חסר לשקדים, אגוזים וכמובן לבשר.

שרידי צמחים וכלי אבן באתרים ארכיאולוגיים – שני אתרים, דווקא בארץ הקודש, מככבים כאן. גשר בנות יעקוב היה תחת מים במשך 780 אלף שנה ובו נתגלו שרידים של הרבה צמחים כולל ענבי בר, תמרים, בלוטי אלון, פיסטוקים, שקדים, ערמונים, זיתים, תאנים שזיפים. קשה לומר אילו מהצמחים שנמצאו אכן נצרכו על ידי האנשים מכיוון שלא כל הצמחים המבויתים היום מתאימים במצבם הטבעי לצריכת בני אדם. כן התגלו באתר אבנים ששימשו לפיצוח שקדים או אגוזים. גם בעובדייה, אתר יותר מוקדם בעמק הירדן, וגם באתרים באפריקה נתגלו אבנים ששימשו כנראה לפיצוח שקדים ואגוזים (גורן-ענבר מירושלים הובילה את חפירת גשר בנות יעקוב וגם השתתפה בחפירת עובדייה).האתר השני בו נתגלו שרידי צמחים הוא אוהלו II מלפני 23 אלף שנה. שעורה, חיטה שקדים, זיתים, פיסטוקים וענבים היו בין הממצאים הבולטים. חוקרי האתר (בהובלת כסליו מבר אילן) מציעים שהצמחים שנתגלו יכלו לספק מזון צמחי באביב ובסתיו. אוהלו הוא אתר מאוחר יחסית מהתקופה שבה יש כבר סימנים לתחילתה של ישיבת קבע ובהמשך התקופה ועד לחקלאות ניכרת עליה בכלי אבן גדולים מאוד המשמשים לטחינה שלא היו בשימוש לפני כן.

שינויים גנטיים – שני שינויים גנטיים עשויים להצביע על התאמה לתזונה עתירה יותר בצמחים ובמיוחד בעמילן (פחמימות דחוסות). הראשון הוא גידול במספר ההעתקים של הגן ליצור עמילז (אנזים לפירוק עמילן) בפה. משני העתקים אצל השימפנזה לחלק מאיתנו יש בין שניים לארבעה עשר העתקים של הגן. החוקרים לא יכולים לומר במדויק מתי התרחש השינוי אך הם מציינים שהוא התרחש מתי שהוא ב-200 אלף השנים האחרונות, סימן שלפני כן, כמו השימפנזים, לא היינו מותאמים לצריכה גבוהה של עמילן. שינוי נוסף התרחש כנראה רק בזמן המהפכה החקלאית ורק באזורים שניזונים מתפוחי אדמה. הוא קשור בהתאמה לחשיפה לרעלנים הנמצאים בתפוחי אדמה ולצריכה של כמות נכבדה של עמילן. שינוי גנטי זה מעיד שקודם לכן לא היינו מותאמים לצריכה גבוהה של פקעות כפי שטענו חלק מהחוקרים.

תזונה בחברות ציידים לקטים בנות ימינו – מחקר מאוד כללי שהתבסס על אינפורמציה נרחבת מבחינה גיאוגרפית אך כללית למדי נתן תוצאה ממוצעת של צריכת 35% מהקלוריות ממזון צמחי. קיבוץ של מחקרים ספציפיים שבהם עקבו ומדדו את התזונה של כל קבוצה לפרטי פרטים מצא ש 5 מתוך 8 קבוצות ניזונו מ 11% – 20% תזונה צמחית בעוד שלוש קבוצות אחרות ניזונו מ 50% – 60% תזונה צמחית. חשוב להדגיש שקבוצה אחת (הסאן בנמיביה), מעתירות התזונה הצמחית, ניזונה בעיקר מאגוז המונגנגו  וקבוצה אחרת מפרי דקלים הכולל אחוז גבוה של שמן דקלים. עדויות אתנוגרפיות נוספות מראות שהשגת מזון מהצומח הרבה פחות יעילה (פי עשר כמעט) מבחינת זמן ואנרגיה מאשר השגת מזון מן החי.

אז בואו נסכם את מה שיש לנו: יש עדויות ברורות (שאריות בפלאק שיניים, סימני שחיקה, ממצאים ארכיאולוגיים וגנטיים) שהאדם אכל מזון צמחי ועדויות לא רעות שמזון זה לא היה בדרך כלל המזון העיקרי שלו (אזוטופים ושאריות יסודות בשיניים ובעצמות, מבנה שיניים, התאמה גנטית חלקית ומאוחרת, הופעה מאוחרת של כלי אבן לטחינה ותזונת ציידים לקטים בני ימינו).

אני משאיר לכם להחליט עד כמה הגיונית התחזית ה"כלכלית" מתחילת הפוסט. ולבסוף עוד ספקולציה אישית – כלי האבן מאפריקה, השרידים שנמצאו בגשר בנות יעקוב ואוהלו בצירוף ממצאים נוספים מביאים אותי למסקנה שחלק נכבד מהתזונה הצמחית של האדם לפני החקלאות הייתה של אגוזים ושקדים. לשקדים ואגוזים יעילות איסוף גבוהה יחסית בגלל תכולת השמן (הקלוריות) הגבוהה שלהם. ידוע שרוב הפירות הלא מבויתות לא ממש ניתנות לאכילה בגלל תכולת סיבים גבוהה ותכולת סוכר נמוכה ומכיוון שלא צרכנו כנראה כמויות משמעותיות של עמילן במשך רוב 2.6 מיליון שנות התפתחותנו נשארים כמעט רק שקדים ואגוזים כמקור מזון דחוס. ונקודה אחרונה בעניין השקדים/אגוזים – באתר בסוריה שגילו ממש דקה לפני המעבר לחקלאות נתגלו 8 זרעים של שיפון ויש ויכוח בין החוקרים אם השיפון מבוית. יחד עם  8 גרעיני השיפון נמצאו 18,000 שרידים של פיסטוקים.

מכיוון ששקדים ואגוזים מכילים אומגה 6 לדעתי צריך לחשוב מחדש על היחס הנמוך של אומגה 6 לאומגה 3 המובא בספרות התזונה כיחס אבולוציוני. מסקנה כזו גם מצביעה על יחס אבולוציוני גבוהה יותר מהמקובל של קלוריות משמנים. וכל אוהבי השקדגוזים וכל חובבי השומן והשמן ינחמו…

שנהייה בריאים

מיקי

ביבליוגרפיה

איזוטופים

Richards MP (2009) Stable isotope evidence for European Upper Paleolithic human diets. In: Hubli JJ, Richards MP, editors. The evolution of hominin diets integrating approaches to the study of Palaeolithic subsistence. pp. 251-257.

Richards MP, Trinkaus E (2009) Isotopic evidence for the diets of European Neanderthals and early modern humans. Proc Natl Acad Sci U S A 106: 16034-16039.

Balter, V., Braga, J., Télouk, P., & Thackeray, J. F. (2012). Evidence for dietary change but not landscape use in South African early hominins. Nature, Online, 10-12. Retrieved from http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nature11349

Lee-Thorp, J. A., & Sponheimer, M. B. (2006). Contributions of biogeochemistry to understanding hominin dietary ecology. American Journal of Physical Anthropology, Suppl 43(S43), 131-148. Wiley Online Library. Retrieved from http://hdl.handle.net/10454/3434

שיניים

Ungar PS, Grine FE, Teaford MF (2006) Diet in early Homo: a review of the evidence and a new model of adaptive versatility. Annual Review of Anthropology 35: 209-228.

Ungar P (1998) Dental allometry, morphology, and wear as evidence for diet in fossil primates. Evolutionary Anthropology 6: 205-217.

Ungar P (2004) Dental topography and diets of Australopithecus Afarensis and early Homo. Journal of Human Evolution 4: 605-622.

שרידי צמחים בטרטר/פלאק

AG Henry 2012 Recovering Dietary Information from Extant and Extinct Primates Using Plant Microremains International journal of primatology

ארכיאולוגיה

Goren-Inbar, N., Feibel, C. S., Verosub, K. L., Melamed, Y., Kislev, M. E., Tchernov, E., & Saragusti, I. (2000). Pleistocene milestones on the out-of-Africa corridor at Gesher Benot Yaʼaqov, israel. Science, 289(5481), 944-947. Retrieved from http://www.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.289.5481.944

Kislev, M. E., Nadel, D., & Carmi, I. (1992). Epipalaeolithic (19,000 BP) cereal and fruit diet at Ohalo II, Sea of Galilee, Israel. Review of Palaeobotany and Palynology, 73(1-4), 161-166. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/B6V6W-4894MKG-1P/2/05e2d1b6e14e268cc54bc8f83784f4bb

גנטיקה

Hancock AM, Witonsky DB, Ehler E, Alkorta-Aranburu G, Beall C, et al. (2010) Colloquium paper: Human adaptations to diet, subsistence, and ecoregion are due to subtle shifts in allele frequency. Proc Natl Acad Sci U S A 107: 8924-8930.

Perry, G. H., Dominy, N. J., Claw, K. G., Lee, A. S., Fiegler, H., Redon, R., Werner, J., et al. (2007). Diet and the evolution of human amylase gene copy number variation. Nature Genetics, 39(10), 1256-1260

אתנוגרפיה

Cordain L, Miller JB, Eaton SB, Mann N, Holt SH, et al. (2000) Plant-animal subsistence ratios and macronutrient energy estimations in worldwide hunter-gatherer diets. The American Journal of Clinical Nutrition 71: 682-692.

Kaplan H, Hill K, Lancaster J, Hurtado AM (2000) A theory of human life history evolution: Diet, intelligence, and longevity. Evolutionary Anthropology 9: 156-185.

Stiner, M.C. and Kuhn, S.L., 2009. Paleolithic diet and the division of labor in Mediterranean Eurasia. In: Hublin, J. and Richards, M.P., editors. The evolution of hominin diets: Integrating approaches to the study of Palaeolithic subsistence. Springer Science. pp. 157-170.