חיידקי הפה של אבותינו

מה אכלו אבותינו בעבר הרחוק, לפני עשרות אלפי שנים ויותר? בשנים האחרונות נעשו מספר ניסיונות לשחזר את התפריט הקדום בשיטות שונות, ביניהן בחינה של השיניים ושל סימני השחיקה שהמזון משאיר עליהן; ובדיקה של DNA משאריות המזון בשכבת הפלאק, או רובד החיידקים, על השיניים.

לכולנו יש חיידקים רבים בפה, ורובם חיים איתנו בסימביוזה הדדית, שותפות שמועילה לשני הצדדים. עם זאת, בתנאים מסוימים הם עלולים לגרום למחלות. חיידקים אלו הם חלק מהמיקרוביום שלנו, החיידקים והיצורים המיקרוסקופיים האחרים שחיים על ובתוך גופנו. 

במחקר חדש, חוקרים מאירופה ומארצות הברית בדקו את אותה שכבת פלאק על השיניים של אנשים קדומים, ניאנדרטלים והומו ספיאנס, שחיו עשרות אלפי שנים לפני זמננו, והשוו אותה לשכבת הפלאק של אנשים מודרניים, קופי אדם וקופים. מטרתם הייתה להתחקות לא אחר שאריות המזון על השיניים, אלא אחר החיידקים שהתגוררו שם. הם מצאו שחיידקים רבים משותפים לאבותינו, לנו וגם לקרובי משפחתנו החיים על העצים. עם זאת, שינויים מסוימים בהרכב החיידקים בשיניהם של אבותינו ושל הניאנדרטלים העידו על החשיבות הגדולה של צמחים עתירי עמילן בתפריט שלהם, בניגוד לזה של השימפנזים. נראה שהדיאטה הפליאוליתית הייתה עשירה בפחמימות יותר משחשבנו בעבר. 

החוקרים אספו דגימות רובד חיידקי משיני אנשים קדומים ומודרניים, קופי אדם וקופים. פלאק על שיני גורילות, עם גוון שחור כנראה בגלל תזונה צמחית. צילום: Katerina Guschanski

פה מלא עמילן

החוקרים אספו דגימות מ-124 פרטים – ניאנדרטלים, הומו ספיאנס, כלומר בני המין שלנו, מלפני תחילת החקלאות ואחריה, אנשים מודרניים, גורילות ושימפנזים, וגם קופי שאגן (Alouatta) מדרום אמריקה. הם הפיקו DNA מהפלאק הדנטלי, רובד החיידקים המצטבר בשכבה לבנה על השיניים, וכך זיהו את החיידקים שנמצאו שם. 

הממצאים הראו שיש עשרה סוגים עיקריים של חיידקים שחיים בפיותיהם של כל הנבדקים: בני אדם, ניאנדרטלים, קופי אדם ואפילו הקופים מדרום אמריקה. השושלת של הקופים החיים באמריקה נפרדה מזו שהובילה לקופי האדם ולאדם לפני כ-40 מיליון שנים, ולכן הסיקו החוקרים שהרכב זה של חיידקים חי בפינו כבר עשרות מיליוני שנים.

אין זה אומר, עם זאת, שלא נמצאו הבדלים כלל בין המינים השונים. החוקרים גילו שבפה של בני האדם, גם המודרניים וגם הקדומים, כולל הניאנדרטלים, חיו זנים מסוימים של חיידקים שנקשרים לחלבון ברוק שתפקידו לפרק עמילן למרכיביו. עמילן הוא מולקולה ארוכה המורכבת מיחידות קטנות של מולקולות סוכר בשם גלוקוז, ובה אוגרים צמחים את הסוכר שלהם. עמילן נפוץ בתפוחי אדמה, חיטה, תירס ועוד. כאשר אנחנו אוכלים את הצמחים האלו אנחנו מפרקים את העמילן, ולדם – ולתאים שלנו - מגיע הגלוקוז, הסוכר, שמרכיב אותו. הפירוק הזה מתחיל כבר בפה, בעזרת החלבון עמילאז. חיידקים מסוימים מסוגלים לקשור את החלבון, ואוכלים את הגלוקוז שהוא מייצר.

נוכחותם של החיידקים האלו בפיותיהם של אבותינו, טוענים החוקרים, מצביעה על כך שבאותם פיות היה עמילן שהם יוכלו ליהנות ממנו, בעזרתו האדיבה של החלבון עמילאז. מכך נובע שהתזונה של האנשים הקדומים כללה לא מעט צמחים עתירי עמילן, עוד לפני תחילת החקלאות וביות החיטה. הניאנדרטלים, כך נראה, ניזונו ממאכלים דומים. "שחזור התפריט של אבותינו העתיקים הוא אתגר קשה, אבל חיידקי הפה עשויים לספק רמזים חשובים להבנת השינויים התזונתיים באבולוציה של האדם", אמרה כריסטינה וורינר (Warinner), החוקרת הבכירה החתומה על המאמר. "החומר הגנטי של החיידקים עובר אבולוציה מהירה בהרבה מזה של בני אדם, וכך המיקרוביום שלנו יכול להוות סמן רגיש במיוחד לאירועים שהתרחשו בעבר האבולוציוני שלנו, גם העתיק וגם הקרוב יותר".

הרכב החיידקים על השיניים חשף שהתפריט של בני האדם הקדומים היה עתיר עמילן. פלאק עתיק על שן אדם קדום. צילום: Werner Siemens Foundation, Felix Wey

סוכר זמין למוח גדול

ייתכן שהאירועים אותם מסמן השינוי החיידקי נוגעים לא רק לתפריט. העלייה בצריכת העמילן, אומרים החוקרים, עשויה להסביר את גדילת המוח שלנו, שמשקלו מהווה אחוז גבוה בהרבה ממשקל גופנו בהשוואה לשימפנזים ולקופי אדם אחרים. מתישהו בשני מיליון השנים האחרונות, המוח של אבותינו – שהיו גם אבותיהם של הניאנדרטלים – גדל בצורה משמעותית. יש לא מעט השערות בקשר לגורמים שדחפו ואיפשרו את הגדילה הזו. חלק מהחוקרים סבורים שכלים טובים יותר הובילו לציד יעיל יותר, כך שאותם אנשים קדומים ניזונו מתפריט עשיר בבשר. אך לוורינר יש ספקות בקשר לכך. "כדי שאבותינו יפתחו מוח גדול יותר, הם היו צריכים מזונות עתירי אנרגיה שכוללים גלוקוז", היא אמרה בריאיון לכתב העת המדעי Science. סוכר זה הוא מקור האנרגיה העיקרי וכמעט היחיד של תאי העצב. "בשר", הוסיפה וורינר, "אינו מקור טוב לגלוקוז". 

החוקרים משערים שבמאות אלפי השנים האחרונות צמחים עמילניים היוו חלק נכבד מהדיאטה של בני האדם, בצורת שורשים, גרעיני דגנים ועוד. הם ככל הנראה בושלו לפני האכילה, שכן ידוע לנו שבתקופה זו בני האדם כבר שלטו והשתמשו באש. הממצאים מדגישים את חשיבות הצמחים במזונם של אבותינו. "אנחנו לפעמים מזלזלים במרכיב הצמחי של התזונה", אמרה האנתרופולוגית האמריקאית אן סטון (Stone), שלא הייתה מעורבת במחקר. "אבל אנחנו רואים אצל ציידים-לקטים מודרניים שפעמים רבות הליקוט הוא זה שמספק שיעור ניכר מהקלוריות".