תפוחי אדמה נחשבים כיום לאחד המזונות הנפוצים בעולם, אבל עבור תושבי הרי האנדים שבדרום אמריקה מדובר במזון שהיה חלק מהחיים במשך אלפי שנים. כעת מחקר חדש מציע שהקשר הזה בין האדם לתפוח האדמה עשוי להיות עמוק הרבה יותר ממה שחשבנו: הוא אולי השאיר חותם גם ב-DNA האנושי.
חוקרים מאוניברסיטת UCLA ומאוניברסיטת באפלו מצאו כי בני עמים ילידיים בפרו נושאים מספר גבוה במיוחד של עותקים של הגן AMY1, הקשור לעיכול עמילן. לפי החוקרים, הברירה הטבעית עשויה הייתה להעדיף לאורך הדורות אנשים שנשאו מספר גדול יותר של עותקים של הגן, לאחר שתפוחי האדמה הפכו למרכיב מרכזי בתזונה באזור.
הממצאים, שפורסמו בכתב העת Nature Communications, מספקים לדבריהם עדות חריגה בעוצמתה לכך ששינויים בתזונה יכולים להשפיע על האבולוציה האנושית.
הגן שעוזר לנו לעכל עמילן
הגן AMY1 אחראי לייצור האנזים עמילאז ברוק, שמתחיל את פירוק העמילן כבר בפה. אנשים שנושאים מספר גדול יותר של עותקים של הגן נוטים לייצר כמויות גדולות יותר של האנזים, ולכן עשויים להיות יעילים יותר בעיכול מזונות עמילניים.
החוקרים בחנו דגימות DNA של בני קהילות קצ'ואה מהרי האנדים בפרו והשוו אותן למאגרי מידע גנטיים שכללו אלפי דגימות מעשרות אוכלוסיות ברחבי העולם.
התוצאה הייתה בולטת: בני האוכלוסיות הילידיות בפרו נשאו בממוצע 10 עותקים של AMY1, בערך שניים עד ארבעה עותקים יותר מהמספר שנמצא באוכלוסיות האחרות שנבדקו.
אבל איך תפוחי האדמה קשורים לכך?
כשהתזונה הפכה לכוח אבולוציוני
החוקרים מעריכים כי השינוי החל לפני כ-6,000 עד 10,000 שנה, בתקופה שבה החקלאות והתבססות תפוחי האדמה כמקור מזון מרכזי התפתחו באזור האנדים.
לדברי החוקרים, אבותיהם של תושבי האנדים כבר נשאו מספרים שונים של עותקים של AMY1. חלקם נשאו מספר קטן יחסית ואחרים מספר גדול. כאשר מזון עמילני כמו תפוחי אדמה הפך לחלק משמעותי מהתזונה, ייתכן שלאנשים בעלי מספר גדול יותר של עותקים היה יתרון הישרדותי או רבייתי קטן.
החוקרים מעריכים כי אנשים שנשאו כ-10 עותקים או יותר של הגן נהנו מיתרון של כ-1.24% בהישרדות או בהצלחה רבייתית בכל דור. יתרון קטן כזה עשוי להישמע זניח, אבל כאשר הוא מצטבר לאורך אלפי שנים ודורות רבים, הוא יכול לשנות את המבנה הגנטי של אוכלוסייה.
החוקרים מדגישים שלא מדובר בכך שאכילת תפוחי אדמה "יצרה" עותקים חדשים של הגן. במקום זאת, אנשים שכבר נשאו מספר גדול יותר של עותקים עשויים היו להשאיר יותר צאצאים, בעוד שהעותקים הנמוכים הפכו פחות שכיחים בהדרגה.
ההשוואה למאיה חיזקה את ההשערה
כדי לבדוק אם תפוחי האדמה אכן היו הגורם המרכזי, החוקרים השוו בין בני העמים הילידיים בפרו לבין בני המאיה במקסיקו. לשתי האוכלוסיות היסטוריה אבולוציונית משותפת במידה מסוימת, אך בניגוד לאנדים, לתרבות המאיה לא הייתה מסורת של גידול תפוחי אדמה.
בקרב האוכלוסייה הילידית בפרו נמצא ממוצע של 10 עותקים של AMY1, לעומת שישה עותקים בלבד בקרב המאיה.
אלא שהחוקרים נדרשו להתמודד עם הסבר אפשרי אחר. לאחר הגעת האירופים לאמריקה במאה ה-15, אוכלוסיות ילידיות רבות הצטמצמו באופן דרמטי בעקבות מחלות, רעב, אלימות ואובדן מגוון גנטי. תהליך כזה, המכונה "צוואר בקבוק גנטי", עלול לשנות את השכיחות של גנים באוכלוסייה.
באמצעות טכנולוגיות מתקדמות של ריצוף DNA והשוואה למאגרי מידע חדשים, החוקרים מצאו כי העלייה בשכיחות של מספר גבוה של עותקי AMY1 התרחשה כבר אלפי שנים לפני הגעת האירופים.
לדבריהם, התזמון מחזק את האפשרות שהשינוי קשור לברירה טבעית שנבעה מהתזונה ולא מהאירועים שהתרחשו לאחר הגעת האירופים ליבשת.
האם התזונה שלנו ממשיכה לשנות אותנו?
המחקר מעלה שאלה רחבה יותר: עד כמה המזון שאנחנו אוכלים מסוגל להשפיע על האבולוציה האנושית?
החוקרים מציינים כי בני אדם הסתגלו לאורך ההיסטוריה לשינויים משמעותיים בסביבה ובתזונה. העובדה שמזונות חדשים הפכו לחלק מרכזי בתפריט האנושי לא בהכרח אומרת שהגוף שלנו נשאר בדיוק כפי שהיה לפני אלפי שנים.
לדברי החוקרים, הממצאים מצטרפים לראיות לכך שהאבולוציה האנושית לא נעצרה בתקופת האדם הקדמון, וכי אוכלוסיות שונות המשיכו להסתגל לתנאי החיים ולמזונות שהפכו מרכזיים בחייהן.
עם זאת, חשוב להדגיש כי המחקר מצביע על קשר אבולוציוני אפשרי בין גידול תפוחי אדמה לבין שכיחות הגן, ולא מוכיח שתפוחי האדמה עצמם הם הגורם היחיד לשינוי. תזונה היא רק אחד מהגורמים שיכולים להשפיע על הברירה הטבעית, והקשר בין גנטיקה, סביבה ואורח חיים מורכב.
בשורה התחתונה: תפוחי האדמה אולי אינם רק סיפור קולינרי. המחקר החדש מציע שהם עשויים להיות חלק מסיפור אבולוציוני מרתק, שבו המזון שהפך בסיסי בחיי האדם השפיע לאורך אלפי שנים גם על הגנים הקשורים ליכולת שלנו לעכל אותו.