פרופ' מרקוס פלדמן: כולנו אובמה

רוב האנשים היום, למרות שצבע עורם שונה, מקורם בכמה שושלות ממקומות שונים בכדור הארץ. מבחינה זו כולנו דומים לברק אובמה, וגם כיצד השפיעה הגבלת הילודה בסין על המאזן הדמוגרפי, במיוחד באיזורים כפריים לא מפותחים

לפני כשבוע הבאנו את דברי הברכה של פרופ' מרקוס פלדמן, אחד מזוכי פרס דן דוד לשנת 2011 אשר ממד העבר שלו הוקדש לאבולוציה. בטרם צאתו את הארץ, הוא התראיין במיוחד לאתר הידען, והרחיב את היריעה באשר לנקודות שהדגיש בדברי הברכה.
"במשך זמן רב אנשים האמינו שיש הבדלים ביולוגיים גדולים בין הגזעים האנושיים. לאחר המחקרים שלנו של מאות אלפי אתרים ב-DNA (נוקליאוטידים) התברר כי קיימת עדות חזקה מאוד שמרביתם המוחלט של ההבדלים בין בני אדם הם בתוך האוכלוסיות ולא בין מה שנקרא גזעים יבשתיים."
"10% בלבד מהשונות הגנטית היא בין יבשות, למשל בין אפריקה ואירופה. 90% היא בתוך אוכלוסיות בתוך יבשת. למשל מחצית מהשונות בכל אפריקה נמצאת רק בתוך הפיגמים, הציידים לקטנים קטני הקומה המפוזרים ברחבי אפריקה. משמעות הדבר היא שלהשקפתי ספרי הלימוד אמורים לשנות את ההגדרות והשימוש של המושג גזע. מה שגילינו הוא שאנשים רבים בכדור הארץ הם כמו ברק אובמה, הם לא אפריקנים, הם לא אירופאים, הם שילוב של אבות רחוקים ממקומות רבים. לדוגמה במזרח התיכון, למרבית הדרוזים, הבדואים והפלשתינים יש להם אבות רחוקים משלושה איזורים שונים."
"במערב סין ובפקיסטן מרבית האנשים יש להם אבות רחוקים באופן שווה משלוש קבוצות גיאוגרפיות – מסין, מאירופה ומדרום אסיה.
אני רוצה שהמונח גזע ישתנה למונח שאני מכנה קבוצת אבות קדמונים, Ansestry
Group מכיוון שהדבר מספר הרבה יותר על ההיסטוריה הגנטית של האנשים הללו ובשילוב עם מידע על הסביבה שלהם, השימוש במונח יהפוך יוותר חשוב מבחינה רפואית. לדוגמה אם גדלת בסביבה שיש בה מלריה, יש לכך השפעה משמעותית משום שזה מספר לך הרבה על הסיכוי שיהיה לך גן שנקרא המוגלובין אס, הגורם לאנמיה. אוכל למשל לומר שהגעת מקפריסין וגם שהיה שם מלריה. הרופאים אמורים לעודד לחפש את G6PD – הגן שגורם להיות אלרגיים לפול, גם גן זה גורם לאנמיה, ואפילו קשה. אבל הוא מגן מפני מלריה. ההיסטוריה של אבותיו של האדם חשובה יותר להבנה הן של האבולוציה ולקשר זאת למחלות.
"אלו הדברים שגילינו באמצעות חקר הגנום האנושי לפרטים. מדובר בלמעלה מאלף בני אדם מלמעלה מ-50 אוכלוסיות בכל יבשת למעט אוסטרליה."
"הממצא החשוב השני הוא שכאשר חקרנו שונות בבני אדם ממקומות שונים ראינו שמרבית השוניות הגנטיות היו באפריקה וככל שאתה מתרחק מאפריקה כמות השונות יורדת עד שהיא מגיעה למינימום בקרב ילידי אמריקה. הדבר מראה לנו כיצד התרחשה ההגירה של בני האדם ב-60-70 אלף השנים האחרונות. דנו בעיקר עם קבוצות אתניות מקומיות. אצל אנשים אלה, יכולים לעקוב כיצד קבוצה קטנה עזבה את אפריקה ויצרה מושבה, והמושבה הבאה היתה תת קבוצה של קבוצה זו, כך שיש ירידה מתמשכת בשונות שאנו מכנים SERIAL FOUNDER EFFECT.
אבל מה שמעניין עוד יותר הוא השונות נהית יותר ויותר קטנה לא רק בגנים אלא גם בשפות. במחקר למדנו 504 שפות ברחבי העולם והראנו שאותה השפעה קיימת, במאמר שזה עתה פורסם בסיינס אנו מראים שהשתנות הצליל (PHONEME) בשפות מראה תבנית זהה לשונות ב-DNA. מדברים על 504 שפות. בפרט השונות גדולה אצל ילידי אמריקה, בגלל שהם היו מבודדים וחיו בקבוצות קטנות.
ההתפצלות מקבוצה קטנה מסבירה מדוע היהודים האשכנזים נגועים בהרבה מחלות גנטיות, יש הרבה מחלות ייחודיות בגלל השפעת האוכלוסיות הקטנות. תיאורית האבולוציה חוזה שזה יהיה המקרה. זו אחת הסיבות למה תורת האבולוציה כל כך חשובה."
"תורת האבולוציה גם מציעה שנסתכל על חלקים שונים של ה-DNA לא רק החלקים שמייצרים חלבונים אלא גם החלקים המווסתים כיצד מיוצרים החלבונים. אבולוציונרים רבים מאמינים שכוח הברירה הטבעית יהיה החזק ביותר על איזורים רגולטורים של ה-DNA. מכיוון שהם קובעים כמה מהחלבון ייוצר ומתי, ובאיזו רקמה הוא ייוצר. זה כמו שיש בית חרושת ולצידו יש מתג שמדליק או מכבה אותו, אבל לעיתים יש גם דימר (עמעם) שמאפשר להגדיל או להקטין את בהירות האור, זה מה שהגנים הרגולטוריים עושים. כל אלה תוצאות שיוצאות מניתוח אבולוציוני."
באמצעות שילוב של לימוד ה-DNA ושימוש בניתוח ממוחשב אנו יכולים להעריך עד כמה אחורנית בזמן בני האדם המודרניים עזבו את אפריקה ומתי האדם המודרני נוצר. היכן המקור של האדם המודרני. אנו מאמינים כעת שבני האדם המודרניים נוצרו לפני 100-150 אלף שנה לפני תקופתנו. עם זאת חיינו אלפי שנים במקביל לניאנדרטלים באירופה. העדויות האחרונות מראות שבני האדם המודרני מכילים כ-1% מהגנום של הניאנדרטלים. אם זה המקרה, יתכן שבנקודה מסוימת היתה היברידיזציה.
הניאנדרטלים הם שושלת שנפרדה מהשושלת המקורית של ההומו סאפיינס, אבל הם נפרדו לפני זמן רב – 500 אלף שנה, לפני שבני האדם המודרניים נפרדו מאותה שושלת, נשאלת השאלה מדוע בני האדם הצליחו לנצח אותם בתחרות, ייתכן שהיתה להם תרבות עדיפה וכלים טובים יותר, יתכן שזה היה בשל העליונות של האדם המודרני בשפות כך שיכלו לתקשר טוב יותר, הפליאואנתרופולוגים לא יכולים לומר מהי הסיבה המסוימת מדוע זה קרה. ולמעשה בישראל דומני במערת טאבון בכרמל מצאו עצמות של ניאנדרטלים ובני אדם מודרניים כאשר המסתורין היה בכך שבעוד עצמות הניאנדרטלים הם בני 35 אלף שנה, בערך התקופה בה נכחדו באירופה, עצמות ההומו סאפיינס הם בני מאה אלף שנים. אנשים כמו פרופ' יואל רק מאוניברסיטת תל-אביב שאלו שאלות גדולות איך ייתכן ששני סוגי העצמות נמצאות ביחד והאם יתכן שהיה משהו בין ניאנדרטלים ובני אדם מודרניים, צורת ביניים שנכחדה."
הגנטיקה כעת מאפשרת לנו לקבל את ה-DNA השלם של הניאנדרטלים ולהראות כיצד הוא מתייחס לבני האדם המודרניים. בנוסף, מאובנים השייכים לניאנדרטלים נמצאו במרכז אסיה שנתנו רמז להגירה של בני האדם המודרניים דרך מזרח אסיה לתוך אוקיאניה, כיום אנחנו רואים את תבנית התנועה של בני האדם המודרניים לתוך דרום מזרח אסיה ואוקיאניה (פוליניזיק) בכל האוכלוסיות הללו מצאו עקבות של ניאנדרטלים שהולכות ופוחתות עם הזמן ועם המרחק. זו עוד דוגמה לכך שתיאורית האבולוציה מאפשרת לנו לחדור לזמנים עמוקים ולקשר זאת לאיך הגענו לגנים שיש לנו היום.
כפי שהדגיש פרופ' פלדמן בדברי הברכה, לאבולוציה התרבותית אדם יש השפעה גם על מינים אחרים. בראיון הוא מסביר: "אנו חייבים לקחת בחשבון של אירועים תרבותיים חשובים בהיסטוריה האנושית ויתכן שאירוע החשוב ביותר היה המצאת החקלאות וביות בעלי החיים. תחילה הוא איפשר להגדיל במהירות את האוכלוסיה משום שהיה הרבה יותר מזון, שנית בגלל השינוי בתזונה הדבר חייב שינוי בגנים, מכיוון שהתרגלנו לאוכל החדש ולעכל אותו, כך שהגנים שמאפשרים לנו לשתות חלב לא היו שם קודם לכן ובאופן דומה גם גנים שמאפשרים לנו לחם, תפוחי אדמה. גנים אלו שונים לחלוטין אצל ציידים לקטנים מאשר אצל בני האדם המודרניים. הסיבה חייבת להיות הברירה הטבעית, אלו שהיו להם במקרה גנים מתאימים נהנו מתזונה טובה יותר.
אני תמיד משתמש בכך כדוגמה כיצד אירוע תרבותי הותיר טביעת רגל בגנום האנושי. ב-10-20 אלף השנים האחרונות מרבית השינויים בבני האדם היו בגלל אירועים תרבותיים וההשלכות שלהם על האבולוציה הביולוגית. זו הסיבה שבגללה אני לומד אבולוציה תרבותית."

העדפה לבנים בסין
"דוגמה חזקה של העוצמה של אבולוציה תרבותית היא ההעדפה לבנים בסין. ישנם שתי סיבות בסיסיות מדוע הדבר התפתח. הראשונה היא כמעט דתית, מאז ימי קונפוקציוס, היה חשוב לשמח את האבות, ואתה עושה זאת באמצעות המשך שם משפחתם. השושלת המשפחתית וזה אפשרי רק באמצעות זכרים, כמו כהן אצלנו.
הסיבה השניה היא שהתפתחה גישה שלאחר שהבן מתחתן, זו תפקידה של אשתו לקחת אחריות על ההורים שלו. היא הופכת חלק מהמשפחה שלו ועוזבת את המשפחה המקורית בה נולדה. אם יש לך רק בנות, אף אחד לא יטפל בך כשתהיה זקן. מדברים על חברה שעד לפני 20 שנה היתה כולה חקלאית. היה לחץ עצום על זוג שיהיה להם לפחות בן אחד. עד לפני 30 שנה היה קל מאוד להשיג בן – פשוט להמשיך להביא ילדים עד שיש בן. כך שתוכל גם לדאוג לאבות שלך וגם לביטוח הסוציאלי והביטחון לעת זקנה באמצעות שיהיה לך בן רק באמצעות הבאת ילדים רבים.
לפני 30 שנה כאשר מדיניות הפריון השתנתה (החל מ-1978 ונאכפה החל מ-1980-81). אנשים בערים הורשו להביא רק ילד אחד, ואנשים באיזורים החקלאיים הורשו שיהיה להם בן אחד ועד שני ילדים. אם נולדה בת ראשונה, מרבית הכפריים,כמעט בכל מקום בסין ניסו להביא עוד ילד והשתמשו השתמשו בהפלות כדי להבטיח שהשני יהיה בן.
"מה שקרה שההעדפה התרבותית שלא שינתה כאשר לא היתה מגבלה במספר הילדים כעת מוחשית. רואים אותה. יחס המינים בלידה לילד הראשון הוא כמעט נורמאלי, 50%. יחס המינים לילד השני הוא 150 כלומר 150 בנים על כל 100 בנות. באופן נורמלי זה 106 בנים ל-100 בנות (כאשר מאוחר יותר בנים מתים מהר יותר כי יש להם רק כרומוזום X אחד והמחלות בכרומוזום X גורמות למוות מהיר יותר אצל בנים אחרי הלידה)
אבל בסין הדבר הוביל למה שנקרא לחץ הנישואין (MARRIEGE SQUEEZE) שבו יש יותר מדי גברים מחפשים כלות ואין מספיק בנות להינשא להם, זה כמו מחסור בשוק. שוק הנישואין מעדיף כעת בנות. רואים מאות כפרים קטנים באיזורים העניים של סין שאין בהם בנות בגיל הנישואין. הן עוברות לשאת גברים שיש להם יותר נכסים. כ-30 מיליון גברים בסין כיום לא יכולים למצוא כלות. אנחנו צופים שהדבר יגרום למצב שבו יהיו מיליון גברים נוספים כל שנה ללא יכולת למצוא כלות. זו בעיה גדולה לחברה, וממשלת סין מבינה זאת ונוקטת צעדים כדי לשנות את התרבות של ההעדפה. באמצעות מתן הטבות כספיות למשפחות שיש להן רק בנות, ולתת לבנות במשפחות אלו חינוך בחינם בתיכון. זו תוכנית המכונה CARE FOR GIRLS.
"יש ויכוחים באקדמיה בסין באשר לשאלה האם יש לשנות את המדיניות לשני ילדים והטיעון כיום הוא לא רק אודות יחס המינים אלא גם אודות העתיד של כלכלת סין מכיוון שמספר הנישואים הולך ויורד, מספר הבנות הולך ויורד, כך שמספר הילדים יורד, יהיו פחות אנשים עובדים כדי לשלם עבור המבוגרים ותוחלת החיים עולה בצורה מהירה בסין. זו בעיה כלכלית, לא רק בעיה תרבותית."
"המדיניות נבעה מהצורך להבטיח שיהיה מספיק אוכל לאנשים בסין ובדרך מסוימת, הפריחה הכלכלית בסין לא היתה יכולה לקרות אם היו להם עוד 400 מיליון בני אדם. מרבית האנשים מעריכים שהתוכנית חסכה 400 מיליון לידות. כך שהצמיחה הכלכלית לא היתה יכולה להתרחש לוליא כן."
כשדיברת על מחקר ב-DNA ובחלבונים, בוודאי מדובר בכוח מיחשוב עצום?
פרופ' פלדמן: "לעבודה שלנו אנו נדרשים למעשה שני סוגי חישוב, האחת היא ניתוח של סטים עצומים של נתונים – מיליארדים על מיליארדים, והשניה סימולציה של מה יקרה בעתיד עם מודלים אבולוציוניים. אלו מודלים אקדמיים שתוכננו את כל מה שאנחנו יודעים אודות ביולוגיה כדי לעשות תחזיות אבולוציוניות. הקבוצה שלי משתמשת במיחשוב מקבילי מאסיבי, יש לנו קלאסטרים של מחשבים שיש בהם מאות מעבדים והתחזית שלי היא שבחמש השנים הבאות של הביולוגיה המולקולארית הצד המיחשובי יעסיק יותר אנשים מאשר הצד של המעבדה מכיון שהמידע שמיוצר על ידי רובוטים אבל ניתוח המידע לא יכול להיעשות בידי רובוטים כך שצריך ביואינפורמטיקאים מיומנים, מתכנתים מתוחכמים ואנשים המבינים את הבעיות הביולוגיות אך מומחים במיחשוב."
"הדבר נכון לא רק למחקר אבולוציה אלא למרבית התחומים של הביולוגיה המולקולארית. שאלות של קיפול חלבונים, הסבר המבנה של מולקולות, רשתות של אנזימים המתקשרים זה עם זה, חלקים רבים של הביולוגיה המולקולארית היום שבה המגבלה היא מיחשוב, יש כל כך הרבה נתונים. זו התחזית שלי אודות הגידול של השימוש במיחשוב. ישראל חזקה מאוד בביואינפורמטיקה. הם הכירו בצורך הזה די מוקדם, במכון ויצמן, אוניברסיטת תל אביב (מדעי המחשב) האוני' העברית, הטכניון (מחלקה לביולוגיה חישובית) בכל האוניברסיטאות העיקריות מכשירים כיום בוגרים בתחום באיכות גבוהה. אני רואה את האנשים הללו כי אני חבר בקרן יד הנדיב לפוסט דוקטורנטים ואני רואה את ההצעות של בוגרי PHD איכותיים טובים כמו בכל מקום אחר בעולם והם נמצאים בתחום הביואינפורמטיקה והביולוגיה החישובית."
לרוע המזל, המדע של האקולוגיה והאבולוציה בתוך האוניברסיטאות בכל העולם לא קיבל תמיכה מהנהלות האוניברסיטאות והממשלות כפי שראוי לו. אנחנו מבינים כיום שככל שהסביבה משתנה ויש צורך באנשים שיבינו מה יהיו ההשפעות על מערכות אקולוגיות ועל האבולוציה של יצורים מכל המינים, לרבות בני האדם. אני סבור שזו שגיאה של ות"ת בישראל ומקבילותיו לאפשר לדיסציפלינות הללו לסבול, לעומת התמיכה שמקבלים תחומים קרובים יותר לתעשיה.
"דיסציפלינות אלו יקבעו את מרבית הגורל של איכות החיים על כוכב הלכת וצריך לתמוך בהן באמצעות יותר פרופסורים ויותר מלגות לסטודנטים. אני סבור שההכרה בידי דן דוד והקרן של חשיבות האבולוציה מעידה על הצורך לפתח את התחומים הללו הן בישראל והן בעולם כחשובים לתועלת המין האנושי."

עוד בנושא באתר הידען:

"דווקא בתקופה זו טוב שמכירים בחשיבות האבולוציה"