מרוץ השליחים האנושי / שיחה עם פרופסור יואל רק

שיחה עם פרופסור יואל רק על האבולוציה של האדם, על הענפים הצדדיים באבולוציה שלנו ולמה צריך בעצם מכונת זמן. ראיינה: דורית פרנס

כשנכנסים למשרדו של פרופסור יואל רק, התחושה הראשונה היא של התפעלות. קירות משרדו מכוסים ארונות עץ שמדפיהם מציגים את האבולוציה של המין האנושי על כל שלביה – גולגולות של האוסטרלופיתקוס המגושם מתפארות בכעין כרבולת גרמית שאליה היו מחוברים פעם שרירים רבי עוצמה שהניעו את לסתותיו הכבדות וגולגולות האדם הניאנדרטלי מרשימות בגודלן ובגבינים גרמיים בולטים.

יואל רק, מן המחלקה לאנטומיה ואנתרופולוגיה בפקולטה לרפואה באוניברסיטת תל אביב, נולד בגרמניה למשפחה יהודית מפולין ששהתה במחנות העקורים לאחר המלחמה ובגיל שנתיים עלה ארצה עם משפחתו. מילדותו נמשך לזואולוגיה ולמאובנים, וכשבגר פנה ללמוד אבולוציה באוניברסיטה העברית. מכיוון שלא הייתה תכנית לימודים כזאת, אִפשרה האוניברסיטה לרק לבחור מגוון קורסים מתחומים שונים ולהרכיב לעצמו מערכת לימודים ייחודית. לימודיו העניקו לו השכלה רחבה ששימשה אותו היטב במחקריו, והיום, הוא סבור, האוניברסיטאות אינן מאפשרות גישה כזאת בקלות. את התואר השני השלים באנטומיה, ולאחר תשעה חודשי מילואים בזמן מלחמת יום כיפור, התקבל, לשמחתו לאוניברסיטת קליפורניה בברקלי, ללימודי אבולוציה של האדם ופלאונטולוגיה, שם התאהב באוסטרולופיתקוס רובוסטוס – המגושם. הסיבה, הוא אומר, היא שהאוסטרולופיתקים המגושמים הם בעצם ענף צדדי באבולוציה של האדם, מה שעושה אותם למעניינים יותר. שכן סיפור האבולוציה של האדם הוא בעצם “מתועד להפליא ומשעמם להפליא” אומר רק.

אחרי ההזדקפות, שהייתה המהפך הגדול, אפשר לתמצת את הסיפור בשלוש מילים: גדילת נפח המוח. המוח גדל ובמקביל התכווצו הלסתות, ושני התהליכים האלה קשורים ככל הנראה לכך שעיבוד ובישול המזון אפשרו לתחזק מוח זולל אנרגיה, ולייתר את השיניים הגדולות ו”היקרות”. ומה שנשאר, לאחר שאיבדנו את הלסתות המסיביות של קדמונינו, הם סנטר ואף – שני המאפיינים של האדם המודרני.

אבל, כפי שמתואר בגיליון זה בהרחבה, העץ האבולוציוני של ההומינידים דומה יותר לשיח, ובו ענפים צדדיים המסתיימים ללא המשך. אחד הענפים האלה הוא האוסטרלופיתקוס המגושם, וענף אחר הוא האדם הניאנדרטלי.

מין בשאינו מינו

אחת המחלוקות בתחום הפלאונתולוגיה כיום היא האם אכן הייתה החלפת חומר גנטי בין האדם הניאנדרטלי לאדם המודרני. מחקרים מראים שהדנ”א שלנו מכיל חומר גנטי הקיים גם בגנום הניאנדרטלי. יש חוקרים הסבורים שהדבר מעיד על זיווגים בין ניאנדרטלים לבני אדם מודרניים, אבל רק סבור שאין הדבר כך. ראשית, הוא אומר, אין עדות לדנ”א של האדם המודרני בגנום הניאנדרטלי, כלומר אם אכן הייתה העברת מידע גנטי כתוצאה מזיווג, היא הייתה, משום מה, חד כיוונית. שנית, כשמסתכלים על הגנום המיטוכנודריאלי, אין עדות לערבוב חומר גנטי, לכן מן הראוי לקרוא למציאות כזו “זליגה” ולא החלפת גנים. זאת ועוד, גופיפי המיטוכונדריה הם בית החרושת לאנרגיה בתאים בעלי גרעין, ובכל תא יש גופיפים רבים כאלה. גופיפי המיטוכונדריה עוברים לדור הבא רק דרך הביצית, משום שתאי הזרע קטנים מדי, והחלק שלהם, החודר לביצית, מכיל את גרעין התא אך אינו מכיל מיטוכונדריה. משום כך, הורשת דנ”א מיטוכנודריאלי קרויה גם תורשה אימהית. לו היו זיווגים (לשני הצדדים) בין ניאנדרטלים לבני אדם מודרניים, היינו מצפים לראות ערבוב גם של הדנ”א המיטוכנודריאלי, עדות לדנ”א מיטוכונדריאלי אנושי גם אצל הניאנדרטלים.

אך הרבה מעבר לכך, מוסיף יואל רק: מאחר שגיל האדם המודרני הוא כ 200- אלף שנה (כפי שקבעו הגנטיקאים) ואולי אף פחות, וגילו של האדם הניאנדרטלי הוא כ-600 אלף שנה ואולי אף יותר, ברור שחסרים לנו בפער הזה, של כ-400 אלף שנה, כמה שחקני מפתח שמפרידים בין האב המשותף לנו ולניאנדרטלים, שחקנים שהיו יותר קרובים לניאנדרטלים. במילים אחרות הם האחראים לנוכחות החומר הגנטי באוכלוסיית האדם המודרני הלא-אפריקאי. רק משוכנע בכך שהניאנדרטלים והאדם המודרני הם שני מיני אדם נפרדים, ולו משום העובדה שהאנטומיה שלהם שונה כל כך. כל אמת מידה פליאו-אונטולוגית המבוססת על הכרת המציאות הזואולוגית של היום, זו שהפליאו-אונטולוגים מצוידים בה, ושעל פיה יישק דבר, מסכימה עם קביעה זו.

מרוץ השליחים האבולוציוני

אחת השאלות העיקריות בתחום האבולוציה של האדם כיום היא האם התפתחות האדם משולה לעלייה בסולם או שהעץ האבולוציוני שלנו הוא יותר דמוי שיח. מודל העלייה בסולם מניח למעשה שבכל שלב, המין הקיים באותה עת עובר שינויים והופך להיות המין הבא (מודל האנאג’נסיס). במודל לינארי זה (המוכר בעצם מן הקריקטורה הנפוצה שבה הקוף מזדקף אט אט והופך לאדם), בכל רגע נתון יש רק מין אחד, הנתון בתהליכי השתנות. אבל מודל הסולם טוב ויפה עד שמוצאים בשטח ממצאים שאינם מתאימים מבחינה אנטומית, כמו למשל גולגולת שיש לה תכונות אנטומיות שאינן תואמות את רצף ההתפתחות הלינארי. גולגולת כזאת מפרה עיקרון חשוב באבולוציה, ובביולוגיה בכלל, והוא עקרון החסכנות (parsimony). על פי עיקרון זה, אם האבולוציה היא אכן לינארית, כלומר מין אחד נעלם בעוד המין הבא מתהווה, לא הגיוני, למשל, לצפות שאצל בעל חיים מסוים תופיע פתאום קרן על המצח, ובשלב האבולוציוני הבא היא תיעלם. יותר הגיוני לסווג את בעל הקרן כענף צדדי בשיח האבולוציוני.
אפשר להסביר ענפים צדדיים כאלה אם מסתכלים על האבולוציה של האדם לא כסולם התפתחותי, אלא יותר כמרוץ שליחים (ראו איור). כל מין “מעביר את המקל” למין הבא בתור, אך הוא עצמו אינו חייב להיעלם. וכך כמה מינים יכולים לחיות במקביל, כפי שאכן קרה לא מעט במהלך האבולוציה, ואפילו לייצר ענפים צדדיים. האוסטרלופיתקוס המגושם הוא ענף צדדי כזה. הוא אמנם לא פיתח קרן על המצח, אך הגולגולת שלו מעוטרת בכעין נזר גרמי שאליו התחברו שרירי הלסת. כל ניסיון לשבץ נזר כזה, הנעדר לגמרי ממינים קודמים או מאוחרים יותר המובילים אל האדם, על קו ההתפתחות שלנו, מפר את עקרון החסכנות, ולכן הגיוני יותר לסווג את האוסטרלופיתקוס המגושם כענף צדדי שלא השתתף כלל במרוץ השליחים שהוביל אל האדם המודרני. רבים מן המאובנים המוכרים לנו כיום היו כאלה, ובהם גם של מיודעינו הניאנדרטלים.

סבתא, למה יש לך פה גדול כל כך?

גם האנטומיה של האדם הניאנדרטלי שונה לגמרי מן האנטומיה שלנו, ואנטומיה זו תומכת בהיותם של הניאנדרטלים ענף צדדי. אחד ההבדלים המעניינים הוא מפתח הפה של האדם הניאנדרטלי. אצלנו, שיני הבינה סמוכות מאוד לחלק האחורי של הלסת, אך לסתות הניאנדרטלים מתהדרות במרווח עצום בגודלו בין שיניים אלו לבין החלק האחורי של עצם הלסת. זה, והאנטומיה השונה של מפרק הלסת של הניאנדרטלים, שהיה שטוח יותר משלנו, מעידים שהומינידים קדמונים אלו יכלו לפתוח את הפה הרבה יותר רחב מאתנו. כמה יותר רחב? קשה לדעת בלי שרירי הפנים והלסת, אבל בכל מקרה מפתח הפה שלהם היה גדול בהרבה. לא ברור למה הניאנדרטלים היו זקוקים למפתח פה גדול כל כך, וזהו אחד הנושאים שרק חוקר כרגע עם עמיתו, ויליאם היילנדר, מומחה לביומכניקה של הלסת מאוניברסיטת דיוק.

מכונת זמן

ואם כבר מדברים על לסתות, כשמסתכלים על הגולגולות הרבות המעטרות את משרדו של רק, בייחוד הגולגלות של האוסטרלופיתקוס המגושם עב הלסתות וגדול השיניים, או של האדם הניאנדרטלי, קשה שלא לתהות מה עשו אנשים קדמונים אלו כשהיו להם חורים בשיניים. ובכן, אומר רק, לא היו להם הרבה חורים בשיניים. חורים בשיניים הם תופעת לוואי של צריכה מוגברת של דגנים עתירי עמילן המתפרקים כבר בפה לסוכרים פשוטים המשמשים מצע גידול עשיר לחיידקים. משום כך, שכיחות גבוהה של חורים בשיניים החלה בעיקר עם התפתחות החקלאות. וגם אם יש דוגמאות רבות בין המאובנים היוצאות מן הכלל הזה, אין ספק ששיניהם של הציידים-לקטים היו בריאות בהרבה. ומה קרה כשבכל זאת התפתח חור בשן קדמונית? “אז הם סבלו,” אומר רק בחיוך.

רק אוהב מאוד את מושאי מחקרו, בייחוד את אותם ענפים צדדיים ומיוחדים, האוסטרלופיתקוס המגושם והאדם הניאנדרטלי. התעלומות שהם מציבים גורמות לו לרצות ולהכיר אותם באופן אישי. “לו הייתה לי מכונת זמן,” אומר רק, “במסע הראשון הייתי מבקר את האוסטרלופיתקוס המגושם, ובמסע השני את האדם הניאנדרטלי. ובמסע השלישי,” רק עושה אתנחתה ולאחריה הוא מוסיף: “הייתי מבקר את אמא שלי.” יש להניח שכל אם פולנייה הייתה שמחה להיכלל בחבורה מרשימה זו.

• בגיאורגיה התגלתה גולגולת שלמה המהווה את העדות הקדומה ביותר להמצאות האדם מחוץ לאפריקה
• זר בארץ נוכריה
• הגולגולת בגיאורגיה – ראש הוא לפעמים רק ההתחלה

הכתבה התפרסמה באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל