כיצד התפשטה סבילות ללקטוז בקרב בני אדם?

כיום ישנם אנשים רבים הסובלים ממה שנקרא אי סבילות ללקטוז. זהו חוסר היכולת לעכל סוג זה של סוכר, הקיים בחלב לא מותסס, ואשר מוביל לבעיות כמו שלשולים תכופים, גזים ואי נוחות בבטן.

מבחינה ביולוגית, זה יהיה טבעי לכל בני האדם הבוגרים להראות אי סבילות זו, מכיוון שהיכולת לעבד לקטוז קיימת רק ביונקים צעירים. עם התפתחותם, ובמיוחד בין הילדות לגיל ההתבגרות, האנזים המאפשר הטמעה נכונה של סוכרים מורכבים ללקטוז נעלמים באופן טבעי, שכן יונקים בוגרים אינם אמורים לצרוך חלב כדי לִשְׂרוֹד.

מדוע, אם כן, 90% מבני האדם הבוגרים יכולים לעכל כיום לקטוז ללא בעיה? תופעה מוזרה זו, שנעדרה בשאר היונקים, יצרה מספר תיאוריות בקרב הקהילה המדעית. ¿כיצד ומדוע בני אדם התפתחו כדי להיות מסוגלים ליצור את האנזים לקטאז (מה שמאפשר הטמעה של לקטוז) בשלב הבוגר שלהם?

• מאמר קשור: "אי סבילות ללקטוז: מה זה, סוגים וגורמים למצב זה"

סבילות ללקטוז: סיפור של הסתגלות

בשנים האחרונות נערכו מחקרים שונים שמטרתם לשפוך אור על סוגיה זו. מדוע היכולת לעבד לקטוז שכיחה כל כך בבני אדם בוגרים, כאשר באף מין אחר זה לא אפשרי במהלך הבגרות?

אחד המחקרים האחרונים הוא זה שבוצע בשנת 2022, מקודם על ידי צוות בינתחומי מאוניברסיטת קולג' בלונדון, אוניברסיטת בורגוס ואוניברסיטת בריסטול. הפרויקט ניצל טכניקה חלוצית, שפותחה על ידי ריצ'רד אורשד וצוותו (אוניברסיטת בריסטול): ניתוח מכלים שנמצאו בשרידים ארכיאולוגיים שהכילו עקבות של שומן מַחלָבָה. המחקר של יותר מ-7,000 דגימות הראה זאת

צריכת חלב הייתה נפוצה באירופה לפני כ-9,000 שנה, מהקמת החקלאות, וכי, לפיכך, הופעת הגן המאפשר הטמעת לקטוז במבוגרים ודאי הופיעה לפני כ-10,000 שנים.

התיאוריה הנפוצה ביותר עד אז טענה שההסתגלות הגנטית הזו נוצרה כתוצאה מהרחבת צריכת החלב במהלך הפרהיסטוריה. בתקופה שבה לא תמיד היו מובטחים אבות המזון הדרושים לשרוד, החלב הציג חלופה מושלמת, שכן הוא עשיר בסוכרים וחלבונים. ואם צריכת המזון הזה התפשטה, בהכרח אנשים נאלצו להסתגל אליו ביולוגית.

עם זאת, המחקר המצוטט הראה כי הסתגלות זו ללקטוז הייתה יותר תוצאה של ברירה טבעית. נסביר זאת בסעיף אחר.

• אולי יעניין אותך: "תורת האבולוציה הביולוגית: מה היא ומה היא מסבירה"

אנזים לקטאז אצל מבוגרים

ראשית, נראה שראוי להסביר ממה מורכבת ההתאמה הזו. כבר הערנו שבני אדם בוגרים, באופן עקרוני, לא צריכים להיות מוכנים לעכל לקטוז, שכן חלב הוא מזונם של יונקים צעירים. עם זאת, כבר ראינו שזה לא המצב. איך הגיעה ההסתגלות הזו?

לקטוז הוא סוג של תרכובת סוכר הנמצאת בחלב.. בהיותו מורכב משני סוכרים, גלוקוז וגלקטוז, יש צורך באנזים מיוחד כדי להפריד בין שני המרכיבים, יסוד שאין למערכת העיכול של יונק בוגר. לא ניתן לעיכול, לקטוז מאוחסן במעי הגס. כאשר עומס הלקטוז גבוה, מתרחשות שורה של בעיות, כגון שלשולים, גזים, נפיחות ואי נוחות בבטן.

בצאצאי יונקים קיים סוג של אנזים, אנזים הלקטאז, המיוצר במעי הדק. ומסוגל "לפצל" את הסוכר הכפול הזה לשני סוכרים פשוטים, הנספגים בקלות ברירית פְּנִימִי. בדרך כלל, כפי שכבר הזכרנו, אנזים זה אינו קיים במבוגרים, ולכן הלקטוז הופך כמעט בלתי ניתן לעיכול על ידי הגוף.

עם זאת, הערנו במבוא כי, נכון לעכשיו, ל-90% מבני האדם הבוגרים יש את האנזים הלקטאז במערכת העיכול שלהם, כלומר העיכול של חלב לא מותסס אינו מהווה בעיה. אבל מה קורה ל-10% הנותרים? מדוע חלק מבני האדם התפתחו לקראת הטמעת לקטוז, בעוד שאחרים נותרו רגישים ללקטוז?

• מאמר קשור: "חילוף חומרים בסיסי: מה זה, איך הוא נמדד ולמה הוא מאפשר לנו לשרוד"

ברירה טבעית?

המחקר של מכללת האוניברסיטאות, אוניברסיטת בורגוס ואוניברסיטת בריסטול העלה את האפשרות שההסתגלות החריגה הזו נבעה מהברירה הטבעית. בהתחשב בכך שלפי ניתוח שרידי השלד, גן זה החל להיות נוכח רק לאחר לידת החקלאות, אנו יכולים להסיק שכאשר היבולים היו דלים ולכן התרחש רעב, בני האדם פנו לחלב כדי לספק חומרים מזינים נחוץ.

אצל אנשים בריאים צריכת חלב ללא הגן הדרוש לעיכולו גורמת לאי נוחות כמו אלו שכבר הזכרנו, אך היא לא בהכרח מובילה למוות. עם זאת, אם אדם שחסר לו מבחינה תזונתית (ולכן הרבה יותר פגיע ל מחלות) צורכים לקטוז ללא אנזים הלקטאז במערכת העיכול שלהם, שלשול עוֹקֵב הם יכולים לגרום למצב של התייבשות כך שבמקרה זה עלולים להיות לה סיבוכים קטלניים.

זו דעתו של חוקר מאוניברסיטת בורגוס חוסה מיגל קרטרו, שנוכח בעניין זה פרויקט ובו, בשנת 2014 ובהנהגתו של מארק תומאס, הוא ניתח את שרידי ראש העיר פורטלון דה קויבה, ב אטפורקה. קרטרו מבטיח שההסתגלות ללקטוז תהיה אפוא ברירה טבעית מוגדשת טורבו, לפיה הפרטים שהגיעו לגיל הרבייה הם היו אלה שפיתחו את הגן לעיכול חלב, מכיוון שאלו שלא היו סובלניים מתו הרבה קודם לכן בגלל סיבוכים שנבעו מהם חוסר סובלנות.

לפי תיאוריה זו, רק באמצעות הברירה הטבעית הזו יכלה המוטציה הגנטית המוזרה הזו, הידועה בשם התמדה של לקטאז, באוכלוסיות של אירופה, אסיה, המזרח התיכון ואפריקה לאורך תקופה של כ-10,000 שנים.

• אולי יעניין אותך: "השפעתו של דארווין על הפסיכולוגיה, ב-5 נקודות"

הסתגלות מהירה בצורה מסחררת

מחקר זה אינו הראשון (וכנראה לא יהיה האחרון) שמנתח את התפתחות ההסתגלות ללקטוז בבני אדם בוגרים. בשנת 2020, מחקר אחר בראשות אוניברסיטת יוהנס גוטנברג במיינץ (גרמניה) ניתח את שרידי השלד של יותר מ-130 אנשים, שנמצאו בבוץ של נהר הטולנסה, מצפון לברלין.

שרידים אלה, בנוסף לספק מידע על הגן, גילו פיסת מידע רלוונטית מאוד בעת חקר הפרהיסטוריה האירופית: בעמק טולנסה, בסביבות שנת 1300 א. ג', קרב חשוב בין חמולות שהיה ככל הנראה הלוחמה האדירה ביותר באירופה בתקופת הברונזה. בין העצמות שנמצאו היו שברים שעדיין הכילו ראשי חץ, וכן גולגולות מרוסקות בבוטות.

אבל, מלבד הסיפור, השרידים הללו סיפקו מידע משמעותי לגבי התמדה של לקטאז במבוגרים והתפתחותו לאורך זמן. זה התגלה רק לאחד מכל שמונה מהאנשים שנותחו היה גן זה; אחוז נמוך בהרבה ממה שיש לנו כרגע.

במילים אחרות, ההסתגלות ללקטוז התפתחה במהירות סחרחורת, שכן, תוך 120 דורות בלבד (שהם אלו שמפרידים השרידים הללו של עמק טולנסה של בני האדם הנוכחיים) אחוז הפרטים הסובלניים לסוכר זה עלה לתשעה מכל עשר. אבולוציה מהירה ויעילה ביותר שאפשרה לבני אדם בוגרים לשרוד תקופות של מחלות ורעב.