החזה המיוחד
של האדם המודרני

בשנת 1984 גילה חוקר המאובנים הקנייתי קמוייה קימאו (Kimeu) תגלית יחידה במינה. מאובנים של אדם קדום הם נדירים ביותר: חוקרים של אבולוציית האדם נוהגים לומר שבתחום שלהם יש יותר חוקרים מממצאים, וכשכבר נחשף מאובן חדש הוא לרוב לא יותר משתיים-שלוש עצמות שבורות, במקרה הטוב אולי חתיכת גולגולת. אך המאובן שקימאו גילה על גדות נהר בקניה כלל כ-40 אחוזים מהשלד, כולל הגולגולת, עצמות רגליים וזרועות, וגם עמוד השדרה והצלעות.

בחינה של העצמות העלתה כי הן של אדם מהמין הומו ארקטוס (Homo erectus, "האדם הזקוף"), שחי לפני כמיליון וחצי שנים. פרטים של מין זה נמצאו באפריקה ובאסיה, וייתכן שבני המין שלנו, הומו ספיאנס (Homo Sapiens), התפתחו מאוכלוסייה של הומו ארקטוס. גילו של הפרט שמצא קימאו לא ברור: יש סימנים המעידים על כך שהוא היה ילד בן לא יותר מעשר, אך אנחנו יודעים מעט מאוד על עקומת הגדילה של המין הזה, ויש חוקרים הסבורים שאותו פרט היה מבוגר יותר, אולי בן 20, במותו. הוא קיבל את השם "ילד טורקנה" (Turkana boy), על שם אגם טורקנה, שבסמוך לו התגלה המאובן.

מאובנים של הומו ארקטוס נמצאו עוד לפני כן, אך ילד טורקנה הוא המאובן השלם ביותר, ועל פיו שיחזרו חוקרים את מבנה גופם של בני מין זה. השיחזור הראשוני העלה תמונה של אדם הדומה למדי לנו, בני האדם המודרניים, עם חזה צר וארוך יחסית למינים אחרים. אך לאחרונה צוות חוקרים בינלאומי, שבו גם שני חוקרים מישראל, העלה ספקות לגבי התמונה הזו.

"כשעשו את השחזור הראשון השתמשו בעמוד שדרה של אדם מודרני, ועליו 'הלבישו' את הצלעות והחוליות של ילד טורקנה", אמרה ד"ר אלה בִּין, מהפקולטה לרפואה באוניברסיטת תל אביב והפקולטה למקצועות הבריאות בקריה האקדמית אונו, שהשתתפה במחקר, בראיון לאתר מכון דוידסון. "כשאתה עושה את זה, אתה מקבל בית חזה של אדם מודרני".

המאובן השלם ביותר של הומו ארקטוס. העצמות של "ילד טורקנה" | מקור: SCIENCE VU,NMK, VISUALS UNLIMITED / SCIENCE PHOTO LIBRARY

חזה שונה, נשימה שונה

במחקר החדש, החוקרים יצרו מודל תלת-ממדי של המאובן, וכך יכלו למלא את החלקים החסרים, ולבדוק צורות שונות שבהן חוליות עמוד השדרה והצלעות של השלד הקדום מתחברות זו לזו: העצמות עשויות להיות מחוברות בזוויות שונות, ולרוב לא פשוט לקבוע את המבנה המדויק. "את ילד טורקנה המקורי מעולם לא ראיתי", סיפר ד"ר אלון ברש מהפקולטה לרפואה של אוניברסיטת בר אילן, שהשתתף גם הוא במחקר. "הכל נעשה בעולם הווירטואלי".

השחזור החדש הוביל את החוקרים למסקנה שבית החזה של הומו ארקטוס היה שונה משמעותית מזה שלנו. רוחבו היה גדול יותר מזה שלנו, וכך גם עומק החזה, כלומר ההמרחק בין חזית הגוף לגב. מלפנים לאחור. לעומת זאת, בית החזה של ארקטוס היה קצר יותר, מלמעלה למטה, בהשוואה לשלנו. גם הצלעות היו בנויות אחרת: בעוד הצלעות שלנו נוטות מעט כלפי מטה, אלו של ילד טורקנה היו פחות או יותר מקבילות לאדמה כשעמד.

מבנה בית החזה השפיע על הנשימה של הומו ארקטוס. כשאנחנו נושמים, אנחנו מרחיבים את בית החזה שלנו ומגדילים את נפח הריאות כדי לשאוף אוויר פנימה, ומכווצים אותו כדי לנשוף החוצה. הרחבת בית החזה נעשית בשתי דרכים: כיווץ שריר הסרעפת שמתחת לריאות, ותנועה של הצלעות כלפי מעלה והחוצה . הדמיה של הנשימה אצל הומו ארקטוס העלתה כי תנועת הצלעות כלפי מעלה הייתה מוגבלת מאוד אצלם, ולעומת זאת שטח הפנים של הסרעפת היה גדול יותר, ולכן כיווצה היה משמעותי יותר. "השימוש שלו בסרעפת לצורך נשימה היה יותר משמעותי מאשר אצלנו", אמרה בין. "אנחנו עדיין לא יודעים מה המשמעות של הנשימה השונה הזו".

בית החזה של הומו ארקטוס רחב יותר משלנו, עמוק יותר, אך גם קצר יותר. עמוד השדרה והצלעות של ילד טורקנה | מתוך המאמר, Bastir et al.

ארקטוס: יותר ניאנדרטל, פחות מודרני

צוות החוקרים הבינלאומי כלל מדענים מספרד, ארצות הברית, דרום אפריקה, ישראל ומדינות נוספות, והתחיל לעבוד כבר לפני כמה שנים על מחקרים אחרים. "נפגשנו בכנס, וזה התחיל בריב גדול", סיפר ברש. "החלטנו שזה בסדר לא להסכים, ובמקום להתווכח עברנו לעבוד ביחד". ב-2018 פרסמו כמה מהחוקרים, כולל בין וברש, מאמר שבו שחזרו את מבנה בית החזה של מאובן של אדם ניאנדרטלי (Homo neanderthalensis) בן כ-60 אלף שנה, שנמצא במערת כבארה בכרמל. הניאנדרטלים הם מין קרוב מאוד לאדם המודרני. הם הופיעו כנראה לפני כ-400 אלף שנים, הרבה לאחר שהומו ארקטוס הופיעו לראשונה, ונכחדו רק לפני כ-40 אלף שנה.

המבנה של הומו ארקטוס, התברר לחוקרים בעקבות המחקר החדש, היה דומה הרבה יותר לזה שראו אצל אותו ניאנדרטל מאשר למבנה של אדם מודרני. "זו הייתה הפתעה מאוד גדולה", אמר ברש. מסקנת החוקרים הייתה שהניאנדרטלים ירשו את מבנה בית החזה מקודמיהם, הומו ארקטוס, ולא השתנו בצורה משמעותית. בני המין שלנו, הומו ספיאנס, לעומת זאת, פיתחו חזה שונה, צר ושטוח יותר.

דומה יותר לניאנדרטלים מאשר לאדם מודרני. בית החזה של אדם מודרני (מימין) ושל הומו ארקטוס | באדיבות ד"ר אילן ברש

השינוי הזה היה חלק משינוי מבני רחב יותר – האדם המודרני הוא בעל גוף צר ועדין בהשוואה לקרוביו, ובמובנים מסוימים חלש מהם. מבנה הצלעות של הניאנדרטלים, למשל, מעיד על שרירי גב גדולים בהרבה מאלו שלנו. "אבל שרירי הגב העלובים שלנו גם מאפשרים לנו ללכת מרחקים גדולים בלי להתאמץ", אמר ברש. בין הוסיפה: "כל המבנה שלנו יותר עדין ותנועתי, וזה אולי הקשה עלינו לסחוב דברים כבדים, אבל איפשר לנו ללכת רחוק יותר".

המחקר החדש מראה שהיו אלו בני האדם המודרניים, יותר מהניאנדרטלים, שהתרחקו ממבנה הגוף הקדום, שאותו אנחנו רואים אצל הומו ארקטוס. אבותינו פיתחו מבנה ייחודי, שככל הנראה התאים יותר לאורח החיים שאימצו, שכלל הליכה למרחקים ארוכים.

בין וברש מקווים לחקור בשיטות דומות מאובנים נוספים בשושלת האדם, כדי ללמוד עוד על האבולוציה של עמוד השדרה ובית החזה. "יש שני מאובנים של אוסטרלופיתקים שהתגלו בשנים האחרונות שנשמח לעבוד עליהם", אמרה בין. אלו הם מאובנים מהמינים אוסטרלופיתקוס סדיבה (Australopithecus sediba) ואוסטרלופיתקוס אפריקנוס (Australopithecus africanus), מינים קדומים יותר בשושלת האדם, שמוחם היה קטן אך הם כבר הלכו על שתיים. "נקווה שנגיע אליהם יום אחד".