رژیم غذایی نئاندرتالها؛ کشف DNA دندان، میکروبیوم و خوددرمانی
دانشمندان با بررسی پلاک دندان نئاندرتالها، راز رژیم غذایی، بیماری و خوددرمانی آنها را کشف کردند
برای دههها، تصویری نسبتاً ساده از نئاندرتالها در ذهن ما شکل گرفته بود: شکارچیانی قدرتمند که بخش عمده غذای خود را از شکار حیوانات بزرگ به دست میآوردند. اما هرچه فناوریهای زیستی و روشهای مطالعه DNA باستانی (Ancient DNA) پیشرفتهتر میشود، این تصویر پیچیدهتر و جذابتر میشود.
یکی از شگفتانگیزترین پنجرهها به زندگی نئاندرتالها چیزی است که هزاران سال روی دندانهای آنها باقی مانده است: پلاک دندانی کلسیفیهشده یا جرم دندان (Dental Calculus).
پژوهشگران با استخراج و توالییابی DNA موجود در این رسوبات توانستهاند اطلاعاتی درباره رژیم غذایی نئاندرتالها، میکروبیوم دهان، بیماریها و حتی احتمال خوددرمانی در نئاندرتالها به دست آورند. پژوهشی که در سال ۲۰۱۷ در مجله معتبر Nature منتشر شد، یکی از مهمترین نمونههای استفاده از متاژنومیک باستانی (Ancient Metagenomics) برای بازسازی رفتار و سلامت انسانهای باستانی بود.
پلاک دندان؛ کپسول زمانی زندگی نئاندرتالها
پلاک دندانی در ابتدا لایهای زیستی و چسبنده است که در اثر فعالیت میکروارگانیسمهای دهان روی سطح دندان شکل میگیرد. با گذشت زمان، این پلاک میتواند با مواد معدنی بزاق ترکیب و به جرم دندانی یا Dental Calculus تبدیل شود.
اهمیت این ماده برای دیرینشناسان در این است که هنگام تشکیل و کلسیفیهشدن، میتواند ذرات غذا، DNA انسان، DNA میکروبی، پروتئینها و بقایای گیاهی را در خود به دام بیندازد. به همین دلیل، جرم دندان باستانی را میتوان نوعی آرشیو زیستی بسیار کوچک اما فوقالعاده ارزشمند دانست؛ آرشیوی که ممکن است هزاران سال پس از مرگ فرد همچنان اطلاعاتی درباره زندگی او حفظ کرده باشد. پژوهشهای جدید نیز Dental Calculus را یکی از منابع مهم برای مطالعه رژیم غذایی، سلامت و میکروبیوم دهان (Oral Microbiome) انسانهای گذشته میدانند.
آیا نئاندرتالها گیاهخوار بودند؟
یکی از مهمترین یافتههای پژوهش Nature این بود که رژیم غذایی نئاندرتالها بسیار متنوعتر از تصور ساده «شکارچی گوشتخوار» بوده است.
پژوهشگران با بررسی پلاک دندانی پنج نئاندرتال دریافتند که تفاوتهای منطقهای بسیار چشمگیری در رژیم غذایی آنها وجود داشته است. در غار Spy در بلژیک، شواهد DNA مربوط به جانورانی مانند کرگدن پشمالو و گوسفند وحشی یا موفلون (Mouflon) یافت شد؛ یافتهای که با رژیم غذایی سرشار از گوشت در محیط استپی سازگار است.
اما داستان در غار ال سیدرون (El Sidrón) در اسپانیا کاملاً متفاوت بود. در نمونههای بررسیشده از این منطقه، DNA گوشت شناسایی نشد و در مقابل، شواهدی از قارچ، مغز کاج و خزه مشاهده شد؛ ترکیبی که با بهرهبرداری از منابع گیاهی محیط جنگلی سازگار است.
بنابراین، نتیجه علمی مهم این پژوهش این نیست که «نئاندرتالها گیاهخوار بودند»، بلکه این است که رژیم غذایی نئاندرتالها در مناطق و محیطهای مختلف تفاوت قابلتوجهی داشته است.
شواهد قدیمیتر نیز نشان داده بودند که نئاندرتالها از منابع گیاهی استفاده میکردند. برای نمونه، در جرم دندان نئاندرتالهای غار شانیدر در عراق و غار Spy در بلژیک، نشانههایی از نشاسته و ریزفسیلهای گیاهی شناسایی شده است؛ برخی از این نشاستهها نیز ویژگیهایی داشتهاند که با پختن غذا سازگار است.
از این منظر، نئاندرتالها را بهتر است شکارچی-گردآورندگانی همهچیزخوار (Omnivorous Hunter-Gatherers) بدانیم که بر اساس محیط، فصل و منابع در دسترس، از ترکیبی از منابع جانوری و گیاهی استفاده میکردند.
رژیم غذایی نئاندرتالها با محیط زندگی آنها تغییر میکرد
این تفاوت غذایی یک نکته بسیار مهم درباره تکامل انسان را آشکار میکند: انسانهای باستانی لزوماً یک الگوی غذایی ثابت نداشتند.
نئاندرتالهایی که در محیطهای سرد و استپی اروپا زندگی میکردند، دسترسی متفاوتی به منابع غذایی نسبت به گروههایی داشتند که در محیطهای جنگلی جنوب اروپا زندگی میکردند. بنابراین، اکولوژی، اقلیم و دسترسی به منابع غذایی میتوانستند رفتار تغذیهای جوامع نئاندرتال را شکل دهند.
این موضوع با شواهد متعدد دیگری نیز سازگار است که نشان میدهند نئاندرتالها علاوه بر شکار جانوران بزرگ، از گیاهان، پرندگان، جانوران کوچک و در برخی مناطق از منابع دریایی نیز استفاده میکردند.
آیا نئاندرتالها خوددرمانی میکردند؟
یکی از هیجانانگیزترین بخشهای پژوهش به یک نئاندرتال از ال سیدرون مربوط میشود.
این فرد شواهدی از آبسه دندانی (Dental Abscess) داشت و در دادههای متاژنومیک او نشانههایی از یک عامل بیماریزای گوارشی نیز مشاهده شد. در جرم دندان او همچنین بقایای مربوط به گیاهان و میکروارگانیسمهایی شناسایی شد که پژوهشگران آنها را در بحث خوددرمانی (Self-medication) مطرح کردند.
در اینجا باید میان «شواهد سازگار با خوددرمانی» و «اثبات پزشکی عمدی» تفاوت گذاشت.
در این نمونه، شواهدی از Populus یا صنوبر/تبریزی و همچنین DNA مربوط به Penicillium گزارش شد. صنوبرها میتوانند حاوی ترکیبات مرتبط با مسیر تولید سالیسیلاتها باشند و Penicillium نیز با تولید ترکیبات ضدباکتریایی در برخی گونهها شناخته میشود. به همین دلیل، پژوهشگران احتمال دادند که نئاندرتال بیمار ممکن است از منابع طبیعی دارای اثرات دارویی استفاده کرده باشد.
اما این یافته به معنای آن نیست که نئاندرتالها «پنیسیلین» مصرف میکردند یا «آسپیرین» در اختیار داشتند. پنیسیلین و آسپیرین داروهای مدرن با ترکیبات و فرایندهای تولید مشخص هستند. بنابراین تعبیر دقیقتر علمی این است که شواهدی از استفاده احتمالی از منابع طبیعی دارای ترکیبات زیستفعال وجود دارد.
قدیمیترین ژنوم میکروبی از دهان یک نئاندرتال
یکی دیگر از یافتههای خارقالعاده این پژوهش به Methanobrevibacter oralis مربوط میشود.
پژوهشگران توانستند از جرم دندان یک نئاندرتال ال سیدرون، تقریباً یک ژنوم کامل از این میکروارگانیسم را بازسازی کنند. این نمونه حدود ۴۸ هزار سال قدمت داشت و در زمان انتشار پژوهش، قدیمیترین ژنوم میکروبی بازسازیشده از این نوع محسوب میشد.
اما یک اصلاح علمی مهم ضروری است: Methanobrevibacter oralis باکتری نیست؛ یک آرکی (Archaea) متانوژن است. این گروه از میکروارگانیسمها از نظر تکاملی با باکتریها تفاوت دارند، هرچند در بسیاری از متون عمومی ممکن است به اشتباه همه آنها «باکتری» نامیده شوند.
وجود این میکروارگانیسم در نئاندرتالها اهمیت زیادی دارد، زیرا به پژوهشگران اجازه میدهد تاریخ تکامل میکروبیوم دهان انسان را در مقیاس دهها هزار سال مطالعه کنند.
آیا انسانها و نئاندرتالها یکدیگر را میبوسیدند؟
این قسمت یکی از جذابترین، اما در عین حال حساسترین، بخشهای داستان است.
مقایسه ژنومهای Methanobrevibacter oralis در نئاندرتالها و انسانهای امروزی این احتمال را مطرح کرده است که برخی میکروارگانیسمهای دهانی میان جمعیتهای انسانی باستانی و نئاندرتالها منتقل شده باشند. پژوهشگران این احتمال را مطرح کردهاند که چنین انتقالی میتوانسته از طریق تماس نزدیک دهان، از جمله اشتراک غذا یا بوسه، رخ داده باشد.
اما از این یافته نمیتوان نتیجه گرفت که «وجود این میکروب ثابت میکند نئاندرتالها و انسانهای امروزی یکدیگر را میبوسیدند». مسیر دقیق انتقال یک میکروارگانیسم در چنین بازه زمانی طولانی قابل مشاهده مستقیم نیست و چند سازوکار مختلف میتواند انتقال میکروبهای دهانی را توضیح دهد.
در عین حال، اصل آمیختگی ژنتیکی انسان مدرن و نئاندرتال موضوعی مستقل و بهخوبی مستندشده است. مطالعات ژنومی نشان دادهاند که نیای برخی جمعیتهای انسان مدرن با نئاندرتالها آمیزش داشته و بخشهایی از DNA نئاندرتال در ژنوم بسیاری از انسانهای امروزی خارج از آفریقا باقی مانده است.
بنابراین، باید میان «شواهد ژنتیکی برای آمیزش» و «فرضیه انتقال میکروب از طریق بوسه» تفاوت قائل شد.
میکروبیوم دهان؛ حلقهای میان گذشته و انسان امروز
اهمیت این یافتهها فقط به نئاندرتالها محدود نمیشود. پالئومیکروبیولوژی (Paleomicrobiology) به دانشمندان اجازه میدهد تاریخ تکامل جوامع میکروبی همراه انسان را نیز مطالعه کنند.
پژوهشهای جدیدتر نشان دادهاند که برخی میکروبهای مرتبط با مصرف کربوهیدرات و نشاسته در دهان نئاندرتالها نیز وجود داشتهاند. برای مثال، شواهد ژنتیکی از حضور Streptococcus sanguinis در دهان نئاندرتالها نشان داده است که بخشی از زیستبوم میکروبی مرتبط با رژیمهای نشاستهای ریشهای بسیار قدیمی دارد. (Nature)
این یافتهها نگاه ما را از «فسیل بهعنوان یک استخوان» به «فسیل بهعنوان یک سامانه زیستی» تغییر میدهند. دندان فقط ساختاری سخت و باقیمانده از بدن نیست؛ جرم دندانی آن میتواند آرشیوی از DNA، میکروارگانیسمها، بقایای غذایی و نشانههای بیماری را برای هزاران سال حفظ کند.
نئاندرتالها؛ بسیار پیچیدهتر از تصویر سنتی ما
پژوهشهای مربوط به رژیم غذایی نئاندرتالها نشان میدهند که نمیتوان این انسانهای باستانی را صرفاً شکارچیانی گوشتخوار تصور کرد. شواهد موجود از تنوع غذایی، مصرف گیاهان، پخت غذا، سازگاری با محیط، بیماری، میکروبیوم دهان و احتمال استفاده از منابع طبیعی برای کاهش علائم بیماری حکایت دارند.
در واقع، یک تکه جرم دندان میتواند اطلاعاتی را در خود جای دهد که از مطالعه یک استخوان بهتنهایی به دست نمیآید.
شاید شگفتانگیزترین درس این پژوهش همین باشد: برای شناخت نئاندرتالها همیشه لازم نیست به دنبال ابزارهای سنگی، استخوانهای شکارشده یا اسکلت کامل باشیم. گاهی پاسخ در کوچکترین بقایای بدن آنها پنهان شده است؛ در لایهای سختشده روی دندان که هزاران سال پیش تشکیل شده و امروز به کمک DNA باستانی، توالییابی شاتگان (Shotgun Sequencing)، متاژنومیک، باستانمیکروبیوم و تحلیل Dental Calculus دوباره به سخن درآمده است.
و شاید هر بار که دانشمندان ژنومی باستانی را از چنین نمونهای استخراج میکنند، در واقع بخشی از یک گفتوگوی بسیار قدیمی میان انسان، محیط و میکروبهای همراه او را دوباره میشنوند.
