השכנים שנעלמו: הדנ"א הניאנדרטלי ואנחנו

הניאנדרטלים היו קבוצה בשרשרת האבולוציה של האדם (לאמור, הם היו הומינידים) הקרובה ביותר לבני האדם החיים כיום, אך הם לא היו אבותינו. שרידים של ניאנדרטלים או של מאפייני תרבותם נמצאו בעיקר באירופה אך גם במערב אסיה ואף בארץ, במערות הכרמל ונחל עמוד.

מי היו הניאנדרטלים שחיו במקביל לאבותינו מאות אלפי שנים עד שנכחדו לפני כ-30 אלף שנים? אם בעבר נחשבו הניאנדרטלים ליצורים טיפשים ונחותים, הרי כיום הדעה הרווחת שונה לחלוטין.

ממחקר בין-תחומי שנערך בשנים האחרונות באירופה, בארצות הברית ובארץ, עולה כי גודל מוחם היה דומה בנפחו לזה של האדם הקדמון (בערך 1400 סמ"ק). הם יצרו כלים יעילים ותזונתם, אף שהיתה פחות מגוונת מזו של האדם הקדמון כללה בשר ואף דגים בהתאם לסביבה שבה חיו. לכן, היום הדעה הרווחת היא כי הניאנדרטלים היו יצורים חכמים שידעו לנצל היטב את סביבתם. אם כן, כיצד אפשר להסביר את היעלמותם?

השערות שונות הועלו כדי לנסות ולפתור את שאלת ההכחדה של אוכלוסיית הניאנדרטלים. בין ההשערות הללו נזכיר אלימות כלפי הניאנדרטלים מצדו של האדם הקדמון. אף על פי שאין עדות לחיי שיתוף של ניאנדרטלים והאדם הקדמון יש חפיפה גיאוגרפית בין האוכלוסיות שלהם.

בכרמל, למשל, נמצא אתר ניאנדרטלי מטרים ספורים מאתר של האדם הקדמון. שני המינים תוארכו לאותה תקופה כך שלפחות בכמה אזורים ייתכן שהם חיו בשכנות טובה. נוסף על כך, בכמה אתרי ניאנדרטלים נראה שינוי בתרבות החומרית (שלא השתנתה במשך 300,000 שנים) עם הגעת האדם, וייתכן ששינוי זה מצביע גם הוא על שכנות קרובה בין שתי האוכלוסיות והעברה של טכנולוגיות מהאדם לניאנדרטל.

עם זאת, ההשערה לגבי אלימות בין שתי האוכלוסיות מתבססת על מספר קטן של עצמות ניאנדרטלים שבהן נראו צלקות שנגרמו מכלי חד. ואולם גם אם נניח שמקורן באלימות מצדו של האדם הקדמון ולא מתאונת ציד, למשל, הצלקת מעידה על כך שהפרט לא מת מהפגיעה אלא החלים ממנה.

מאמר שפורסם במאי ב-Journal of Anthropological Sciences מחזק את ההשערה על אלימות כלפי הניאנדרטלים בהציגו מקרה שבו האדם הקדמון בן-מיננו אכל ניאנדרתל. בהנחה שהפירוש לממצא נכון, הייתכן שמדובר באירוע משני בלבד, שאין בו משום גורם להיעלמות הניאנדרטלים?

השערה נוספת להיעלמות הניאנדרטלים היא הופעתו של פתוגן (מחולל מחלה) שאוכלוסיית הניאנדרטלים שהיתה רגישה כלפיו, ואילו האדם בן מיננו היה עמיד כלפיו. להשערה זו אין כל עדות פרט למספר קטן של עצמות בשני אתרים ארכיאולוגיים שבהן נראו נגעים שונים ואקראיים, אשר אינם מעידים על מגֵפה.

בעיקרון, הבדל בעמידות לפתוגן בין שתי אוכלוסיות עשוי לנבוע מהבדלים באורח החיים, אך במקרה זה שתי האוכלוסיות חיו חיי נוודות בסביבות דומות. האפשרות שהפתוגן הגיע מבעלי החיים נדחתה מאחר שתהליך הביות החל רק כ-20,000 שנים לאחר היעלמות אחרוני הניאנדרטלים.

השערה שלישית מתבססת על שינוי קיצוני באקלים שהתרחש סמוך לזמן היכחדות הניאנדרטלים. אלה שחיו לאורך תקופת הקרח האחרונה נחשבו באופן מסורתי לבעלי יכולת הסתגלות טובה לתנאי קור. לפי השערה זו, ייתכן שההתחממות לאחר תקופת הקרח האחרונה והפשרת הקרחונים הקשתה על חיי הניאנדרטלים, צימצמה משמעותית את סביבת מחייתם, הגבילה את האזור המתאים מבחינת לציד והביאה בסופו של דבר להכחדתם.

השערה רביעית מצביעה על תזונה ושיטות ציד שונות. מחקר של האיזוטופים היציבים פחמן (13C) וחנקן (15N) בעצמות הניאנדרטלים והאדם הקדמון הראה כי הניאנדרטלים ניזונו באופן כמעט בלעדי מבעלי חיים, ואילו תזונת האדם הקדמון היתה מגוונת יותר והתבססה גם על חלבון מהצומח.

שיטת הציד של הניאנדרטלים כללה נעיצת החץ בחיה הניצודה ואילו האדם הקדמון זרק את החץ לכיוון החיה. השיטה השנייה הצריכה פחות אנרגיה והתאימה יותר לשטחים פתוחים, שהפכו נרחבים יותר עם שינוי האקלים שבא לאחר תקופת הקרח האחרונה ועמה היעלמות היערות. הניאנדרטלים לא השכילו להתאים את שיטת הציד שלהם לתנאי הסביבה החדשים ובתחרות על אותם המשאבים היה זה האדם בן מיננו שאכל בסוף היום.  

המבנה האנטומי של הניאנדרטלים הכביד גם הוא על יעילות הציד, מאחר שגפי הניאנדרטלים היו קצרות ביחס לגפיו של האדם הקדמון. מבנה אנטומי זה הקשה עליהם לנוע במהירות כדי לתקוף או כדי לברוח. על מנת ללכת ולרוץ, נדרש הניאנדרטל לכ-30% אנרגיה יותר ביחס לאדם הקדמון. גם המיקום השונה של עצם האגן אצל הניאנדרטלים הקשה על ספיגת זעזועים בשעת הליכה או ריצה. אם כן, השערה חמישית גורסת כי המבנה האנטומי של הניאנדרטלים הביא להכחדתם.

מהשוואה בין גודל הגולגולת של הניאנדרטלים והאדם הקדמון עולה הבדל בעיקר בקצב גדילת המוח. מוח הניאנדרטל הגיע לגודלו המלא כבר בגיל 8-6 שנים. בגיל זה היה מוח הניאנדרטל גדול ב-10% מזה של ילד האדם הקדמון שגילו מקביל.

מאחר שמוחות התינוקות בשתי האוכלוסיות זהים בגודלם, הסיקו החוקרים כי מוחם של ילדי הניאנדרטלים גדל בקצב מהיר יותר, ושהיה לכך מחיר לא קל – על האם לספק משאבים רבים יותר לתינוקה לעומת מה שנדרש מאם האדם הקדמון. מכאן הסיק צוות חוקרים, בראשותו של קריסטוף זוליקופר (Zollikofer), כי אצל הניאנדרטלים נדרש פרק זמן גדול יותר בין היריונות ולכך היתה השלכה ישירה על גודל האוכלוסייה.

ההשערה השישית והנועזת מכולן גורסת כי היו יחסי רבייה (יחסי מין) בין שתי האוכלוסיות עד שהתקבלה אוכלוסייה אחת שמקורה בניאנדרטלים ובאדם הקדמון. תיאוריה זו מתבססת על מציאת שלושה שלדי אדם קדמון (במערב פורטוגל, רומניה, צ'כיה) שגילם לפני כ-30,000 שנים ולהם מאפיינים שמקצתם אופייניים לניאנדרטל.  

שתי מוטציות שאומרות הכל

במחקר גנטי שנערך במעבדתו של קרל ללואזה-פוקס (Lalueza-Fox) בספרד נבחנה האפשרות שלפיה שיער אדמוני ונמשים הם תכונות שמקורן בניאנדרטלים. במחקר זה נמצא כי בין עצמות הניאנדרטלים שמהן הופק דנ"א היו כאלה שבהם נראתה מוטציה בגן MC1R המעידה על אדמוניות השיער. אך מוטציה זו שונה מאלו המצויות אצל בעלי שיער אדמוני החיים כיום. משמעות הדבר כי אין קשר בין המאורעות של יצירת המוטציות בניאנדרטל ובאדם, אף על פי שהתוצאה בשני המקרים דומה.

לצד מחקרים המתמקדים בגן אחד ספציפי, טכנולוגיות חדישות שפותחו לאחרונה מאפשרות פענוח גנומים שלמים של בעלי חיים שנכחדו (מחקרים אלה נמנים עם עשרת המחקרים שנבחרו על-ידי שבועון המדע Science כמחקרים החשובים ביותר ב-2008.

קבוצת המחקר בראשותו של סווַנטה פאבו (Pääbo), ממכון מקס פלאנק בגרמניה, הצליחה למצוא עצמות ניאנדרטלים ברמת שימור יוצאת דופן שאפשרה להם לפרסם באוגוסט 2008 את רצף הגנום המיטוכונדרי של ניאנדרטלים (ממערת Vindija שבקרואטיה). על פי מחקר זה נפרדו קווי האבולוציה של האדם הקדמון והניאנדרטלים לפני כ-140,000-600,000 שנים. כמו כן, ביצעו חוקרים אלו השוואה בין רצף הגנום המיטוכונדרי של ניאנדרטל, אדם ושימפנזה, אך המשמעות האבולוציונית של ההבדלים שנמצאו עדיין לא ברורה.

לכשיושלם המיפוי של כלל הגנום הנאנדרטלי תיערך השוואה הן לגנום האדם (שפוענח ב-2003) והן לגנום השימפנזה (שפוענח ב-2004). מהשוואה בין גנומים אלו נוכל ללמוד על אבולוציה של גנים לאורך האבולוציה ומכאן על תכונות מסוימות באוכלוסייה, שלהן חשיבות אבולוציונית.

קבוצת המחקר בראשותו של פאבו, החוקרת את גנום הנאנדרטלים, כבר הצביעה על תרומה חשובה להבנת הנאנדרטלים שעשויה להתקבל ממחקר מַתאים. בחפשם אחר הבדל גנטי בין שימפנזה לאדם זיהו החוקרים גן בעל חשיבות בהתפתחות תקינה של דיבור ושפה, הגן FOXP (forkhead box P2). שתי מוטציות בגן זה מבדילות בינינו לבין השימפנזים.

מוטציה אחרת בגן זה, שנמצאה בילדים הלוקים בקשיי דיבור, פוגעת בפעילותו של הגן וגורמת לקשיי דיבור כתוצאה מליקוי בחלק המוח שמתרגם כוונת דיבור לתנועות שרירים מסוימות. החוקרים הסיקו כי שתי מוטציות המבדילות בינינו לבין השימפנזים חיוניות ליכולת שלנו לדבר ולפתח שפה מורכבת ומיקדו את עבודתם בשתי המוטציות אצל הניאנדרטלים.

להפתעתם גילו החוקרים אצל הניאנדרטלים את צורת הגן האופיינית לאדם המודרני, זו הכוללת את שתי המוטציות המאפשרות דיבור ושפה. יש להמתין אמנם לקביעת הרצף של כלל הגן כדי לוודא שאין בו מוטציות נוספות, אך בהחלט מדובר בהפתעה. ההפתעה נבעה מהעובדה שמודלים גנטיים צפו שצורת הגן האופיינית לאדם היא בת 200,000 שנים ולא התקיימה אצל הניאנדרטלים.

רק בדיקה ישירה של גנום הניאנדרטלים העלתה ששתי מוטציות אלו התרחשו כבר לפני הפיצול האבולוציוני בין הניאנדרטלים והאדם הקדמון או שהיתה העברה של צורה זו של גן מהאדם לניאנדרטל. ממחקר זה עולה כי ייתכן שיכולת התקשורת של הניאנדרטלים היתה טובה מכפי שחשבו עד כה. יכולת הדיבור חיונית לא רק לתקשורת ולפיתוח מיומנות חברתית אלא גם להעברת זיכרונות, ניסיון חיים וידע מדור לדור.

לניאנדרטלים, כאמור, היה נפח מוח דומה למדי לזה של האדם המודרני. האם יראה המיפוי הכולל של גנום הניאנדרטלים שהם היו ממש כמונו? או שמוחם היה פחות מפותח (מותאם לפעילות אינטואיטיבית בלבד), פחות גמיש ביכולותיו, ומסוגל פחות להסתגל לתנאי סביבה משתנים? האם לא עמד מוחם באתגרים שניצבו מולם והוא זה שגרם בסופו של דבר להיעלמותם? או שאולי נכונה התיאוריה הגורסת שהניאנדרטל נעלם בעקבות יחסי רבייה בינו לאדם הקדמון?

הגן שייתן מענה לשאלה האחרונה הוא microcephalin. תצורת גן זה, שעברה ברירה חיובית חזקה במיוחד לאורך אבולוציית האדם (כפי שנכתב קודם), החל מלפני 37,000 שנים, היא התצורה השכיחה כיום באירופה וחסרה באפריקה. המצאות תצורה זו בגנום הניאנדרטל תוכיח העברה של גנים מהניאנדרטל לאדם הקדמון ותאשר תיאוריה זו להיעלמותם של הניאנדרטלים.

ד"ר מיכל סלמון היא גנטיקאית, מומחית לדנ"א עתיק. סיימה דוקטורט בתוכנית משולבת של מכון ויצמן למדע ואוניברסיטת תל אביב, ופוסט-דוקטורט בהרווארד, ארה"ב. המאמר המלא התפרסם בגיליון נובמבר של המגזין "גליליאו "