הגורם המפתיע שעיצב את התפתחות האבולוציה האנושית

החשיפה לעופרת רעילה איננה תופעה מודרנית בלבד - כך עולה ממחקר חדש שפורסם בכתב העת המדעי Science Advances ושמגלה כי אבותינו הקדומים נחשפו למתכת הרעילה לאורך למעלה משני מיליון שנה, וכי החשיפה הזו עשויה להיות מפתח להבנת האבולוציה של המוח האנושי, ההתנהגות החברתית שלנו ואף התפתחות השפה.

המחקר גם מציע הסבר חלקי לכך שהאדם המודרני הצליח לשרוד בעוד הניאנדרטלים, בני דודינו האבולוציוניים, נכחדו.

המחקר, שנערך בשיתוף פעולה בין חוקרים מאוניברסיטת סאות'רן קרוס באוסטרליה, בית החולים מאונט סיני בניו יורק ובית הספר לרפואה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, שילב שיטות מחקר חדשניות: ניתוח גיאוכימי של מאובנים, ניסויים במיני-מוחות מעבדתיים (אורגנואידים), וגנטיקה אבולוציונית.

חשיפה עתיקה שהשאירה עקבות

עד כה, האמינו מדענים שחשיפה לעופרת קשורה בעיקר לפעילות אנושית מודרנית כמו כרייה, התכה ושימוש בבנזין ובצבעים מכילי עופרת. אולם, כשצוות המחקר ניתח 51 שיניים מאובנות ממינים שונים של הומינידים וקופי אדם גדולים - ובהם אוסטרלופיתקוס אפריקנוס, פרנתרופוס רובוסטוס, הומו קדום, ניאנדרטלים והומו ספיינס - הם גילו עדויות כימיות ברורות לחשיפה לעופרת החל מלפני כמעט שני מיליון שנה.

באמצעות טכנולוגיה מתקדמת של ניתוח גיאוכימי בלייזר, החוקרים זיהו "פסי עופרת" בשיניים, שנוצרו בילדות, בזמן שהאמייל והדנטין גדלו בגוף הצעיר של אבותינו הקדומים. הפסים הללו חושפים מקרים חוזרים של ספיגת עופרת ממקורות סביבתיים כמו מים מזוהמים, אדמה או פעילות געשית, וכן משחרור עופרת ממאגרי העצמות של הגוף עצמו בעיתות לחץ או מחלה.

"הנתונים שלנו מראים שחשיפה לעופרת לא הייתה רק תוצר של המהפכה התעשייתית - היא הייתה חלק מהתהליך האבולוציוני שלנו", אמר פרופ' רנו ז'ואן-בוייאו, ראש קבוצת המחקר באוניברסיטת סאות'רן קרוס בהסבר למחקר. "המשמעות היא שהמוחות של אבותינו התפתחו תחת השפעתה של מתכת רעילה עוצמתית, מה שעשוי היה לעצב את ההתנהגות החברתית והיכולות הקוגניטיביות שלהם לאורך אלפי שנים".

הגן שעשה את ההבדל

במקביל לניתוח המאובנים, פנה צוות המחקר למעבדה כדי לבדוק כיצד החשיפה הקדומה עשויה הייתה להשפיע על התפתחות המוח. החוקרים השתמשו באורגנואידים של מוח אנושי - מעין מיני-מוחות שגודלו במעבדה - כדי להשוות את השפעות העופרת על שתי גרסאות של גן מפתח בשם NOVA1, שידוע כמווסת חשוב כאשר המוח נחשף לעופרת בזמן התפתחותו. הגרסה המודרנית של NOVA1 אצל בני האדם שונה מזו שהייתה אצל הניאנדרטלים והומינידים נכחדים אחרים, אך עד כה לא ידעו מדענים מדוע השינוי הזה התפתח.

המחקר העלה כי כשהאורגנואידים נושאי הגרסה הארכאית של NOVA1 נחשפו לעופרת, הם הפגינו הפרעות משמעותיות בפעילותם של נוירונים המבטאים את הגן FOXP2 בקליפת המוח ובתלמוס - אזורים במוח שחיוניים להתפתחות הדיבור והשפה. השפעה זו הייתה חלשה הרבה יותר באורגנואידים עם הגרסה המודרנית של NOVA1.

"התוצאות האלה מצביעות על כך שהגרסה שלנו של NOVA1 אולי סיפקה הגנה מפני ההשפעות הנוירולוגיות המזיקות של עופרת", הסביר פרופ' אליסון מוטרי מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו. "זו דוגמה יוצאת דופן לכך שלחץ סביבתי, במקרה הזה רעילות עופרת, יכול היה להניע שינויים גנטיים ששיפרו את ההישרדות ואת היכולת שלנו לתקשר באמצעות שפה".

מורשת מן העבר

בעוד שחשיפה לעופרת כיום נובעת בעיקר מתעשייה אנושית, היא נותרה בעיה בריאותית חמורה ברחבי העולם, במיוחד עבור ילדים. הממצאים מדגישים עד כמה רעלנים סביבתיים והביולוגיה האנושית שזורים זה בזה, ומזהירים שהפגיעות שלנו לעופרת עשויה להיות מורשת תורשתית מהעבר שלנו.

"העבודה שלנו לא רק משכתבת את ההיסטוריה של חשיפה לעופרת", הוסיף פרופ' ז'ואן-בוייאו, "היא גם מזכירה לנו שהאינטראקציה בין הגנים שלנו לסביבה עיצבה את המין שלנו במשך מיליוני שנים, וממשיכה לעשות זאת".