למה יש שמאל בעולם?

למה יש שמאלנים בעולם? – ומה לשאלה כזו, הנראית לקוחה מאחרון הטוקבקיסטים, ולכתבה מדעית?  בלי להיכנס לפוליטיקה, התשובה המילולית-היסטורית לשאלה קשורה לאסיפה הלאומית של צרפת - הפרלמנט שהוקם אחרי המהפכה הצרפתית: הסיעות השמרניות יותר  ישבו מימין ליושב ראש והסיעות הרדיקליות-ליברליות יותר ישבו משמאל ומכאן מקור המונח שהוליד את ה'שמאלנים' וה'ימנים' במובן הפוליטי.

הכל התחיל מסידור מקומות הישיבה. האסיפה הלאומית של צרפת, פברואר 1790 | מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל

אבל מדענים יכולים להעלות את השאלה – מה זאת אומרת ישבו מימין או משמאל? מה זה בעצם צד ימין וצד שמאל? – האם במובן הפיזיקלי יש הבדל בין צד ימין לצד שמאל? אולי שמתם לב שבדמותכם במראה התהפכו הצדדים ימין ושמאל - למשל דמותכם במראה עונדת את השעון על יד ימין  בשל העובדה שיד ימין היא למעשה דמותה במראה של יד שמאל. חשוב לשים לב כי למרות שכפות הידיים הן בבואת ראי אחת של השנייה, הן אינן חופפות זו לזו: אי אפשר לשים את שתי הידיים זו על גבי זו בשום דרך שבה כל חלקי כפות הידיים יפנו לאותו כיוון, ויד ימין לא יכולה ללחוץ יד ליד שמאל. אז האם עולם שהוא 'שיקוף בראי' של העולם שלנו זהה לעולמנו שלנו?

נניח שהייתם צריכים להסביר למישהו שלא יודע מה זה ימין ושמאל – היכן צד ימין והיכן צד שמאל עבורו – בלי שהוא רואה אתכם ובלי שאתם רואים אותו – כיצד הייתם עושים זאת? אם תחשבו טיפה על השאלה תגלו שזו משימה קשה ביותר – ואולי בלתי אפשרית.  עד סוף הכתבה נגלה מה גילה המדע במהלך השנים על שאלה זו.

יד שמאל, יד ימין

כאשר מסתכלים בעולם בני האדם רואים כי למרות שאנו מאוד סימטריים מבחינה חיצונית (כלומר צד ימין זהה לצד שמאל) קיים חוסר איזון בולט בין ימין לשמאל: רוב בני האדם, כ-90 אחוז, הם ימניים. כלומר היד העיקרית שהם משתמשים בה היא ימין. מסיבה זו כל החפצים השימושיים  שבהם יש חשיבות לצדדיות – כמו מספריים או פותחן קופסאות, מעוצבים עבור ימניים.

פותחני קופסאות שימורים, כמו מספריים, מעוצבים בעבור ימניים, לא שמאליים | צילום: Shutterstock

נדירותה של השמאליות בקרב בני האדם היא שהובילה כנראה, עקב שנאת הזר (קסנופוביה) – לצרור ביטויים שליליים המקושרים לשמאליות, החל מ'שתי ידיים שמאליות' בעברית, ועד Sinister – שפירושו 'מרושע' או 'זדוני' באנגלית, אך מקור המילה הוא פשוט 'שמאלי' בלטינית. העוינות כלפי שמאליים באה לידי ביטוי בולט בניסיונות המרה או חינוך מחדש שעברו שמאליים עד לפני זמן לא רב: לאמי, השמאלית, שבילתה את ילדותה בברית המועצות, קשרו את יד שמאל למסעד הכיסא כאשר היא למדה לכתוב בכיתה א'  ובאופן טבעי עבורה אחזה את העיפרון בידה השמאלית. זו הייתה פרקטיקה מקובלת עבור שמאליים רבים בעבר.

דווקא בעבר הרחוק, בתקופת התנ"ך, שמאליות – או 'איטרות יד ימין' כפי שהיא מכונה בתנ"ך, נחשבה יתרון. אפשר להבין זאת במובלע למשל מכך שאיטרי יד ימין מצויינים בכפיפה אחת עם שאר אוחזי הנשק הייחודיים.  לדוגמה בספר שופטים פרק כ' (פסוקים ט"ו-ט"ז) כתוב: " וַיִּתְפָּקְדוּ בְנֵי בִנְיָמִן בַּיּוֹם הַהוּא, מֵהֶעָרִים, עֶשְׂרִים וְשִׁשָּׁה אֶלֶף אִישׁ, שֹׁלֵף חָרֶב--לְבַד מִיֹּשְׁבֵי הַגִּבְעָה, הִתְפָּקְדוּ, שְׁבַע מֵאוֹת, אִישׁ בָּחוּר.  מִכֹּל הָעָם הַזֶּה, שְׁבַע מֵאוֹת אִישׁ בָּחוּר, אִטֵּר, יַד-יְמִינוֹ: כָּל-זֶה, קֹלֵעַ בָּאֶבֶן אֶל-הַשַּׂעֲרָה--וְלֹא יַחֲטִא". שימו לב ש-700 שמאליים מתוך 26,000 לוחמים זה 2.7 אחוז של שמאליים, פחות משיעורם בימינו.

אם נחזור לרגע לפוליטיקה, אנקדוטה מעניינת היא ששבעה (!) מתוך 15 הנשיאים האחרונים של ארצות הברית היו שמאליים: הובר, טרומן, פורד, רייגן, בוש האב, קלינטון ואובמה – הרבה מעל שיעורם באוכלוסיה הכללית. גם מתמודדים רבים על הנשיאות, בהם ג'ון קרי וג'ון מקיין, היו שמאליים. האם מכאן אפשר לקבוע שלשמאליים יש נטיות להגיע לעמדות הנהגה? – ברור שלא. המדגם קטן מדי וקשה להרחיבו לשנים עברו – כל נשיאי ארצות הברית מהמאה ה-19 ותחילת המאה ה-20 חיו בתקופה שבה נהגו להכריח שמאליים לכתוב ביד ימין (כפי שעשו לאמי), כך שקשה לדעת איזו יד באמת הייתה היד הדומיננטית שלהם.

שיעור מפתיע של נשיאים שמאליים משתי המפלגות: מלמעלה מימין עם כיוון השעון: רייגן, בוש האב, קלינטון ואובמה | צילומים: ויקיפדיה

מוח שמאל, מוח ימין

מבחינה מוחית – המוח מחולק בגדול לשתי המיספרות (חצידורים בעברית), כאשר כל המיספרה שולטת בחצי הגוף הנגדי, ולכן אפשר לומר כי אצל רוב האנושות, הימנית, ההמיספרה הדומיננטית היא השמאלית – והיא מקור הימניות. באופן כללי התפקודים מתחלקים באופן שוויוני בין ההמיספרות, אבל מתברר שזה לא המצב בנוגע לעיבוד הדיבור. אצל 95 אחוז מהימניים עיבוד הדיבור מתבצע בצד שמאל של המוח, הצד שאחראי על היד הדומיננטית. לכן בדרך כלל אנשים הלוקים באירוע מוחי בצדו השמאלי של המוח גם ישותקו בצד ימין וגם יסבלו מבעיות בדיבור ובהבנת שפה – כלומר שבץ בצד שמאל של המוח גורם להתגשמות שתי השבועות שבהן נשבע החתן בחתונה יהודית: "תשכח ימיני" ו"תדבק לשוני לחכי".

בין שני חצאי המוח יש חיבור בשם קורפוס קולוסום (כפיס המוח בעברית) שמעביר מידע בין שני חצאי המוח ומאפשר להם לתקשר זה עם זה. בשנות ה-60 היה מקובל בארצות הברית לטפל באפילפסיה קשה באמצעות ניתוח שבו ניתקו את הקורפוס קולוסום. המנותחים סבלו לאחר מכן מתופעות מוזרות. למשל אם נתנו להם למשש משהו ביד שמאל, הם ידעו בוודאות מהו החפץ ואיך אפשר להשתמש בו, אך לא הצליחו לומר את שמו – כי חלק המוח הימני שאליו הגיע המידע המישושי לא הצליח להעביר את המידע אל חצי המוח השמאלי האחראי על עיבוד הדיבור והמילים.

כל אלה מעוררים את השאלה: מדוע? מדוע למרות שהגוף סימטרי ושני חצאי המוח הם בבואת מראה זה של זה – בכל זאת רואים פילוג לא אחיד של דומיננטיות מוחית? למה יש עודף של דומיננטיות מוחית שמאלית – ובשל כך עודף גדול של ימניים בעולם (ועודף גדול של אנשים שאצלם עיבוד הדיבור והשפה נמצא דווקא בהמיספרה השמאלית)? מדוע לא 50 אחוז מהעולם הוא שמאלי?

כהערת אגב נציין, כי יש תפיסה פסיכולוגית ישנה (שעדיין מצוטטת) לפיה המיספרה אחת אחראית על יכולות הומניות ואחת על יכולות ריאליות ועל תפיסה מרחבית – אולם אין לתפיסה הזו שום תמיכה במחקר המדעי.

מבחינת תורשה, אדם ימני או שמאלי יכול להיוולד לכל צירוף של הורים, כך שהתמונה הגנטית אינה פשוטה, אם כי אפשר למצוא משפחות עם נטייה ליד דומיננטית מסוימת. כך זה למשל במשפחתי שלי: לשני הורים שמאליים נולדו שני שמאליים, ימני אחד, ואחד חסר יד דומיננטית.

גורילות וקונכיות

גם אצל 'קרובי משפחתינו' הקרובים ביותר החיים כיום – השימפנזים והגורילות – יש תופעה של יד דומיננטית. אצלם המצב מאוזן יותר – עם 35 אחוז שמאליים, אך עדיין רואים עדיפות בולטת לצד ימין.

אם נלך רחוק מאוד מאיתנו בממלכת בעלי החיים, אל החלזונות, נראה שגם שם מתקיימת תופעה של צדדיות בצורת הקונכיה. רוב החלזונות הם ימניים במבנה הקונכיה שלהם: מבנה קונכיה ימני הוא כזה שאם אנו מדמיינים את עצמנו נכנסים לתוכה מהפתח וצועדים פנימה, אנו הולכים נגד כיוון השעון, או בדומה לזווית הקיפול של אצבעות יד ימין. אם ההליכה מהפתח הרחב אל החלק הצר היא כמו קיפול האצבעות ביד שמאל - זו קונכיה שמאלית.

גם אצל החלזונות יש רוב מוחץ לימין - כ-90 אחוז מהמינים הם בעלי קונכיה ימנית, לא שמאלית | צילומים: ויקיפדיה, נחלת הכלל

לרוב מיני החלזונות יש צדדיות אחת בלבד, אם כי יש מינים מעורבים, ו-90 אחוזים מהם ימניים, לעומת רק 10 אחוז שמאליים.  גם כאן רואים את אותה תופעה: כאשר יש אפשרות ל'ימין' ו'שמאל' שהן בבואות מראה זו של זו, התפלגות המינים אינה שוויונית, ואפשרות אחת דומיננטית בשיעור ניכר על פני האחרת. בני אדם שמאליים אולי יתקשו בשימוש בפותחן קופסאות או במספריים, אבל חייהם של רוב החלזונות השמאליים מסובכים הרבה יותר – מסיבות טכניות הם יתקשו להזדווג עם בני מינם הימניים. יש אנשים המגדלים חלזונות כחיות מחמד, ואף יזמו קמפיין אינטרנטי למצוא זיווג מתאים לחילזון השמאלי שלהם. אגב, כמו איטרי יד ימינם בתקופת התנ"ך נראה שלחלזונות שמאליים יש יתרון על פני הימניים בעת קרב – במקרה שלהם זו הגנה מפני נחשים.

סוכר מבעד למראה

נעבור מבעלי החיים אל ממלכת החומרים והכימיה. צרפת, שנת 1848. המדען הדגול לואי פסטר (שהמציא את תהליך הפיסטור, ומאבות תורת החיסון) התבונן במיקרוסקופ בגבישים מחומצה טרטרית, הנקראת גם חומצת יין או חומצת ענבים. להפתעתו הרבה הבחין פסטר כי יש למעשה שני סוגים של גבישים, שכל אחד מהם הוא  בבואת מראה של האחר, ממש כמו יד ימין ויד שמאל, או השבלול הימני והשמאלי. שוב, הגבישים נראו כמעט אותו הדבר, אבל לא חפפו זה לזה.

גביש אחד, שתי צורות שהן תמונת מראה זו של זו. הצורה הימנית והשמאלית של גבישי חומצת היין | איור: לואי פסטר

פסטר החליט להפריד את הגבישים אלו מאלו – בעזרת פינצטה עדינה הוא נטל את הגבישים הזעירים אחד אחד, וחילק לשתי ערימות נפרדות. כך הוא הוכיח שלחומצת היין יש שתי צורות הופעה – 'ימנית' ו'שמאלית'. במהלך השנים התגלה כי התופעה הזאת של ימניות ושמאליות, שבכימיה מכונה 'כִּירַלִיוּת' (ידניוּת) קיימת בחומרים נוספים: התברר, למשל, כי בכל הסוכרים קיימת גרסה ימנית ושמאלית, וזה המצב כמעט בכל חומצות האמינו הקיימות, שהן אבני הבניין של החלבונים. עם הזמן התגלה כי הכִּירליות נפוצה באינספור מולקולות אורגניות, המשמשות כאבני הבניין של החיים.

מתברר שגם בעולם החומרים והביוכימיה, שתי צורות ההופעה, הימנית והשמאלית (המכונות בכימיה 'אננטיומרים') אינן מפוזרות בצורה שווה ויש העדפה לצד מסוים – אולם בניגוד לדוגמאות הקודמות, בעולם החומרים, כמעט בכל המקרים צד אחד השתלט לחלוטין ומולקולת דמות הראי פשוט לא קיימת. למשל – בטבע קיימת רק צורה אחת של סוכר, הימנית (אם כי במולקולות הסיווג אינו קשור באופן הדוק לצדדי הגוף). למשל עבור סוכר הענבים, הגלוקוז, קיימת רק הצורה הימנית שמכונה גם D. יצרני מזון אוהבים לרשום לעיתים 'דקסטרוז', כלומר צורת D של גלוקוז, למרות שזה סתם ציון מבלבל משום שכל הגלוקוז בטבע הוא כאמור בצורת דקסטרוז.

ה-DNA – החומר הגנטי שנמצא בגרעין התאים בגוף הוא בעל צורת סליל כפול, וכמו כל סליל (או קונכיה) גם הוא כיראלי. מכיוון שהוא מורכב בין היתר מסוכרים שכולם ימניים גם הוא 'ימני'.

רק צורה אחת נכונה. DNA ימני, שקיים בטבע (למטה) ו-DNA שמאלי | איור: Shutterstock

הבדל קטן והרסני

מבחינה פיזיקלית – מולקולות 'ימניות' ו'שמאליות' זהות בכמעט כל התכונות: צבע, צפיפות, טמפרטורות התכה וכו'. למעשה רק תכונה אחת מבדילה בין השניים והיא יכולת לסובב סוג של אור שנקרא 'אור מקוטב' (אור השמש הופך לאור מקוטב לאחר שעבר דרך משקפי 'פּוֹלַארוֹיְד' למשל), כאשר מולקולה אחת מסובבת את האור 'ימינה' והאחרת מסובבת אותו 'שמאלה'.

אבל מעבר לתכונה האזוטרית יחסית של סיבוב אור – המולקולות ה'ימניות' וה'שמאליות' מפגינות התנהגות שונה לחלוטין במערַכות ביולוגיות. בגלל שכל היצורים החיים מורכבים ממולקולות מסוג אחד בלבד, כל הקולטנים והביוכימיה שלהם מותאמים לצדדיות המולקולה, בדיוק כמו שפותחן קופסאות שימורים מותאם לימניים, וכפי שיד ימין מסוגלת לבצע לחיצת יד עם יד ימין בלבד. כך שלכל אננטיומר (בבואת ראי) של מולקולה מסויימת הגוף מגיב באופן שונה. דוגמה נחמדה לכך אפשר למצוא בחומר בשם לימונֶן – שהוא מרכיב מרכזי בקליפות של פרי הדר, ונותן לפירות את ריחם האופייני (ריח תפוזי-לימוני). הלימונן הימני הוא בעל ריח של תפוז, אך האננטיומר השמאלי נותן ריח של אורן!

לימונן ימני נותן ריח של תפוז, לימונן שמאלי יוצר את ריח האורנים. מקור: ויקיפדיה

למרות שמבחינה כימית המולקולות זהות, ומבחינה פיזיקלית הן כמעט זהות, חוש הריח מצליח להבדיל ביניהן בקלות והמוח האנושי מקצה לכל מולקולה חוויית ריח נפרדת. זה בגלל שמולקולות החלבון שמהן מורכבים קולטני הריח – כיראליות בעצמן. באופן דומה – לאננטיומר השמאלי של מולקולת הגלוקוז אין טעם מתוק, ואם היינו מייצרים סטייק שהחלבונים שלו בנויים מחומצות אמינו שמאליות סביר שלא היה לו כלל טעם של סטייק, והגוף גם לא היה מצליח לעכלו.

דוגמה הרבה פחות חביבה היא התרופה תלידומיד – תרופה נגד בחילות ששווקה בעיקר לנשים בהריון בשנות ה-50 וה-60 של המאה הקודמת. מולקולת התרופה יכולה להיות 'ימנית' או 'שמאלית' – והיא שווקה כתערובת. התברר כי בעוד שהתצורה הימנית אכן מונעת בחילות, לתצורה השמאלית יש השפעה נוראה על התפתחות העובר, מה שגרם ללידות של ילדים בעלי מומים גופניים קשים מאוד.

מהצד השני – יש תרופות שהן דוגמה הפוכה, למשל האנטיביוטיקה פניצילין. חיידקים בונים את דופן התאים שלהם דווקא מהגרסה השמאלית של חומצת האמינו אלנין, בעוד בני האדם ושאר בעלי החיים, משתמשים בגרסה הימנית. הפניצילין דומה לחומצת האלנין השמאלית – לכן החיידק משתמש בו בבניית הדופן. אולם מכיוון שהוא לא באמת אלנין הוא גורם לפגיעה ביצירת דופן התא של החיידק, ולמותו – בלי לפגוע בנו כלל.

החידה מהחלל החיצון?

אז מדוע בעולם נוצרות רק מולקולות מצד אחד בלבד? התשובה היא שהן נוצרות על ידי מולקולות מצד אחד בלבד. כמו תבנית שיוצקת צורה מסויימת, או כמו הפתגם מפרקי אבות 'צבת בצבת עשוייה'. מכיוון שכל המולקולות הביוכימיות מיוצרות על ידי יצורים חיים עם מולקולות מסוג אחד בלבד, ברור שיימשך הייצור של מולקולות מסוג אחד בלבד.

כיצד נוצרה הצדדיות הזאת מלכתחילה? חשוב להבין שכאשר כימאים מכינים מולקולות שבהן יש אפשרות לימין ושמאל מחומרים פשוטים וסימטריים, כמו אטומים בודדים או מולקולות פשוטות, תמיד תיווצר תערובת שבה כל אחד מהצדדים הוא בדיוק 50 אחוז. מחומרים סימטריים אי אפשר ליצור מולקולה מצד אחד בלבד ו'לשבור את הסימטריה', כפי שמכנים זאת המדענים. כדי ליצור חומר המאופיין בצדדיות אחת בלבד חייבים להשתמש בחומר שהוא כבר בעל צדדיות. ומהיכן הופיע חומר חד צדדי זה? זו שאלה קשה שהמדע עדיין לא פתר. אחד ההסברים המובילים הוא חומצות אמינו בעלות צדדיות עודפת שהגיעו באמצעות מטאוריטים אל כדור הארץ. גם אם הסבר זה נכון, מאיפה הגיעו המטאוריטים, ואיך נוצרה שם שבירת הסימטריה?

"אלוהים הוא שמאלי (חלש)"

אחרי שביקרנו בעולם בעלי החיים, בכימיה ובביוכימיה נותר לנו לסיים את מסענו בפיזיקה של העולם התת אטומי. נחזור לאחת השאלות ששאלנו בתחילת הכתבה: האם העולם הנשקף אלינו מתוך הראי זהה לעולמנו? האם הוא יכול להתקיים מבחינה פיזיקלית? עד שנות החמישים של המאה הקודמת התשובה הייתה כן. כלומר אם נסתכל על כל תופעה בעולם כשהיא משוקפת במראה – אין בעיה איתה: גם במראה חפצים נופלים כלפי מטה בהשפעת כוח הכבידה, גם במראה מטען חשמלי חיובי (+) ושלילי (-) נמשכים זה לזה וכן הלאה. כלומר, המדענים סברו כי התוצאות של כל ניסוי שנעשה דרך מראה, או ליתר דיוק משתקף בה, זהות לתוצאות שלא דרך מראה. באמצע שנות ה-50 הציעו המדענים צֶ'ן נִינְג יָאנג(Yang) וצוּנְג-דָאוֹ לִי (Lee) שאחד מכוחות הטבע, שנקרא הכוח הגרעיני החלש עשוי להפר את הסימטריה הזאת, בתהליך מורכב המתרחש בין חלקיקים תת-אטומיים. הפיזיקאית טְשִיֶן שִיוּנְג וּו (Wu) ועמיתיה הוכיחו בניסוי את שבירת הסימטריה (בקיצור: היא הראתה כי בתופעה הנקראת התפרקות ביתא בה נפלטים אלקטרונים מאטומי של חומר בשם קובלט 60, הם לא נפלטים באופן שווה לשני הצדדים בשדה מגנטי) ובעקבות זאת קיבלו יאנג ולי פרס נובל בפיזיקה ב-1957. (וו קיבלה הכרה על תרומתה למחקר רק מאוחר הרבה יותר: ב-1978 היא קיבלה בישראל את פרס וולף). המחקר של יאנג ולי והניסוי של וו הוכיחו כי העולם הנשקף מהמראה אינו זהה ב-100 אחוז לזה שאנו חיים בו! תוצאה זו מפתיעה עד כדי כך, שהפיזיקאי האוסטרי הנודע וולפגנג פאולי (בעצמו חתן פרס נובל) אמר עליה –אלוהים הוא שמאלי חלש. הוא בחר במילה שמאלי בגלל התוצאות של שבירת הסימטריה של הכוח הגרעיני החלש שגורמת להעדפה קלה של מה שנקרא 'ספין' שמאלי. הניסוי הזה ענה על עוד שאלה ששאלנו בתחילת המראה: כיוון שהעולם שנשקף מהמראה איננו זהה לשלנו אזי ישנה גם דרך פיזיקאלית להגדיר את צד שמאל - באמצעות הניסוי שערכה וו שמראה העדפה לצד אחד לפליטה של חלקיקים בהתפרקות רדיו-אקטיבית הקשורה בכוח הגרעיני החלש. מכאן עלתה הסברה שיתכן כי הכוח הגרעיני החלש, שהוא כיראלי, גורם להבדל זעיר ביציבות של מולקולות, כך החישובים מראים, שגורר אחריו א-סימטריה בכל העולם – עודף קטן ביצירת חומצות אמינו מצדדיות אחת, שמוגבר עם יצירת יצורים חיים על פי התבנית היציבה יותר. האם זה ההסבר הנכון? הסוגייה עדיין לא הוכרעה.

העדפה קלה שמאלה באחד הכוחות הבסיסיים של הטבע. משמאל למעלה בכיוון השעון: יאנג, לי, פאולי, וו | מקור: ויקיפדיה

אז למי להצביע?

התחלנו את המסע באסיפה הלאומית של צרפת וסיימנו בעולם של החלקיקים התת אטומיים, שם נראה כי הטבע מעדיף בכל זאת צד אחד על פני השני.

ומה המדע אומר על שמאליות ושמאלנות במובנה הפוליטי? המדע לא עוסק בשאלות כאלה, כך שלצערנו לא נוכל לקבל ממנו תשובה מדעית מוסמכת לשאלה חשובה זו. כל אחד נשאר עם מחשבותיו, נטיותיו וצו מצפונו...