מדעי הארץ התיכונה

לפני 80 שנה, ב-21 בספטמבר 1937, יצא לאור הספר "ההוביט, או לשם ובחזרה" של ג'ון רונלד רעואל טולקין, והקוראים באנגליה, ולאחר מכן בעולם כולו, זכו לביקור ראשון בארץ התיכונה. מאז נוספו אליו ספרי שר הטבעות, הסילמריליון וספרים נוספים המתרחשים בעולם הטולקיני, שריתק מיליוני קוראים והעניק השראה לאינספור יצירות פנטזיה. לכבוד יום ההולדת של "ההוביט" בדקנו אם יש מקבילים בעולם שלנו לכמה מהתופעות, החפצים והדמויות המתוארים בספר. כל הציטוטים בכתבה הם מתוך תרגום הטייסים, הוצאת זמורה ביתן, 1977).

עם של ננסים

האם ייתכן מין או גזע של אנשים שגודלם כמחצית מגודלו של אדם רגיל? התשובה, כך נראה, היא כן, ולא רק שזה ייתכן אלא מין כזה היה אכן קיים פעם.

מאובנים של בני המין הזה התגלו לראשונה ב-2003 באי פלורס שבאינדונזיה, שעל שמו הם קרויים: הומו פלורסיינסיס (Homo floresiensis) או "האדם מפלורס". כמעט מיד, עם זאת, החלו אנשים לכנות אותם "הוביטים". גובהם הממוצע הגיע לקצת יותר ממטר אחד: לא בדיוק מחצית משלנו, אבל נמוך מספיק בשביל להצדיק את הכינוי. לפי הממצאים שבידינו, ההוביטים הגיעו לאי לפני כמאה אלף שנה וחיו בו עד לפני כ-50 אלף שנה, סמוך לזמן שבו החלו בני המין שלנו להגיע לאיים. מרגע גילויים ניטשה מחלוקת עזה בקשר לטבעם. בעוד החוקרים שמצאו אותם הכריזו עליהם כעל מין חדש, אחרים סברו שהם בעצם בני אדם מודרניים, או בני מין מוכר אחר, בעלי פגם גנטי שהוביל לגמדות. הטיעון הזה נחלש בשנים האחרונות, כאשר התגלו באי שלדים נוספים בעלי אותם מאפיינים פיזיולוגיים.

במאמר שהתפרסם השנה בחנו החוקרים את עצמות ההוביטים והשוו אותן למגוון גדול של עצמות ממיני אדם אחרים: הומו ארקטוס, הומו הביליס ועוד, כולל המין שלנו, הומו ספיינס. כך יכלו למצוא היכן שוכנים ההוביטים בעץ האבולוציוני של האדם.

מסקנתם הייתה שהומו פלורסיינסיס קרוב ביותר דווקא להומו הביליס: מין אדם קדום שהיה קטן קומה בעצמו, אך גדול מההוביטים. להביליס היה מוח קטן למדי, אך הוא ידע לייצר כלים, תכונה שהעניקה לו את שמו, "האדם המוכשר". הדבר המפתיע ביותר בקשר בין הביליס לפלורסיינסיס הוא העובדה שהביליס היה מין אפריקאי, שככל הידוע לנו מעולם לא עזב את היבשת, ואילו פלורסיינסיס נמצא אך ורק באינדונזיה שבאסיה.

עוד לא ידוע כיצד הגיעו ההוביטים לאי פלורס: ייתכן שהם תפתחו באפריקה ויצאו ממנה, אך ייתכן שהם צאצאים מאוחרים של הומו הביליס שהגיעו לאסיה, ושם התפתחו מהם ההומו פלורסיינסיס. את קומתם הקטנה אפשר אולי לייחס לתופעה המכונה "גמדות איים": בעלי חיים מסוימים, כאשר הם מוצאים את עצמם על אי בעל משאבים מוגבלים, מפתחים גוף קטן יותר (אם כי זה לא המצב אצל כולם, וידועה גם תופעה הפוכה בשם "ענקיות איים"). באי פלורס עצמו חיו פעם, יחד עם ההוביטים, גם פילים ננסיים.

הפלך של ההוביטים מהארץ התיכונה אינו אי, ואיננו יודעים איך ולמה התפתחו בו אנשים קטנים כל כך. והיות שמההוביטים של פלורס נשארו רק עצמות, לא נוכל לדעת למרבה הצער איך נשמע צחוקם וכמה ארוחות בוקר הם נהגו לאכול. אך קיומם בעולם האמיתי מראה שמין אדם קטן קומה בהחלט יכול להתקיים, וזה רק מקרה היסטורי שהוביל להיכחדותם לפני שעלה בידינו להכירם.

בתוך יער באינדונזיה חיו הוביטים וצדו חיות בר. כך נראה האדם מפלורס בעיני אמן | מקור: Science Photo Library

טבעת ההיעלמות

עד כמה שידוע לנו, אין בעולם האמתי טבעות, או חפצים לבישים אחרים, היכולים לגרום לנו להיעלם לחלוטין. אבל השאיפה להיות "רואה ואינו נראה" הובילה חוקרים לפתח שיטות שונות, שאולי אינן יעילות כמו הטבעת האחת, אבל יכולות להיות יישומיות במציאות.

כדי להבין איך אפשר להיעלם מהעין, כדאי להבין איך אנחנו רואים. האור הנראה מורכב מקרינה אלקטרומגנטית באורכי גל שונים. חומרים רגילים, כמו אלו שאנו רואים סביבנו כל יום, מגיבים באופן מסוים לקרינה הזו: הם בולעים חלק מאורכי הגל, מחזירים אחרים, ומפזרים את הקרניים בצורות המוכתבות על ידי חוקי האופטיקה. הקרניים המוחזרות פוגעות בעיננו, וכך אנחנו רואים את החפץ שמולנו.

פה נכנסים לתמונה מטא-חומרים, חומרים מלאכותיים בעלי תכונות שאינן קיימות בטבע. חוקרים פיתחו מטא-חומרים שמגיבים עם האור בדרכים שונות מהרגיל, וגורמים לו לבצע דברים שחוקי האופטיקה הרגילים לא חלמו עליהם. מטא-חומרים הם אחת הדרכים העיקריות ליצירת "גלימת היעלמות".

למטרה זו עלינו לפתח מטא-חומר שיבלע את כל האור, יעקם אותו כך שהוא יעבור מסביב למה שאנו רוצים להסתיר, וימשיך באותו מסלול מהצד השני, כאילו לא נתקל בשום מכשול בדרכו. חפץ שייעטף במטא-חומר שכזה יהיה, תיאורטית לפחות, בלתי נראה: האור שיגיע לעיננו יעקוף אותו בלי להשאיר סימן, ואנחנו לא נראה את החפץ עצמו אלא את מה שמאחוריו.

המגבלה העיקרית של השיטה היא שכרגע לפחות, היא עובדת רק בטווח מצומצם מאוד של אורכי גל, ואין עדיין מטא-חומרים הפועלים באור הנראה וכך יכולים להפוך חפצים לבלתי נראים לעיננו. המחקר הראשון שיצר "גלימת היעלמות" תוך שימוש במטא-חומרים פורסם ב-2006, ועבד על גלי מיקרו. הוא היה מסוגל "להעלים" חפצים, אך רק מ"עיני" מכשירים המשתמשים בגלים כאלו. מאוחר יותר פותחו גם מטא-חומרים הפועלים בתת-אדום, ולפני שלוש שנים הצליחו מדענים מגרמניה לייצר "גלימת היעלמות" שפועלת בטווח רחב למדי של תדירויות, כולל אור נראה, אך רק כאשר היא נמצאת בתוך ערפל מלאכותי הגורם לפיזור האור. המטרה הסופית, פיתוח שיטה להעלים חפצים מעיננו בתנאים רגילים, עדיין לא הושגה.

דרך אחרת ליצור מראית עין של היעלמות, או לפחות להסתתר היטב, היא להיראות בדיוק כמו הרקע שמאחוריך. זוהי שיטת ההסוואה, ואחותה המתקדמת יותר הסוואה פעילה: טכנולוגיות המסוגלות לשנות ולהתאים את עצמן בכל רגע, בהתאם לסביבה המשתנה.

שיטה אחת לעשות זאת היא ליצור בגד שמצדו האחד ממוקמות מצלמות, וצדו השני משמש כעין מסך. המצלמות משדרות את כל מה שקורה בצד שלהן בשידור חי למסך בצד השני. כך מי שמסתכל על לובשת הבגד רואה את מה שמתרחש מאחוריה, והלובשת כמעט ונעלמת ברקע.

גלימת היעלמות שפיתח המדען היפני Susumu Tachi מוצגת במוזיאון החדשנון בטוקיו | צילום: ויקיפדיה, Z22

במחקר אחר פיתחו החוקרים חומר בעל חיישנים רגישים לאור, המסוגל לשנות את צבעו, ואת התבניות המופיעות עליו, כדי לחקות את הסביבה.

צפו בסרטון של האגודה האמריקאית לכימיה (ACS) על גלימות היעלמות: 

מערכות אלו נמצאות עדיין בשלבי מחקר ראשוניים למדי. אבל אם הצופים בכם עושים זאת בעזרת ציוד לראיית לילה, כלומר בתת אדום, בקרוב מאוד תוכלו כנראה להיעלם מעיניהם ביעילות. כמה חברות, כולל חברת אלטיקס הישראלית, פיתחו לרכב המסתירות את החום שהוא פולט כקרינה תת-אדומה. המערכות סורקות את הטמפרטורה בסביבה ומשנות בהתאם את החום שהרכב פולט, כך שהוא נבלע לחלוטין ברקע. זה לא יעזור לך אם אתה בורח מגובלינים, אבל אם אתה מתכנן התקפה צבאית, זה עשוי להיות בדיוק מה שאתה צריך.

תפקוד בתנאי לחץ

במפגשו עם גולום, בילבו נאלץ לשחק במשחק חידות, ולעשות זאת בתנאים לא בדיוק אידיאליים: במערה חשוכה, לאחר שאיבד את חבריו, ובידיעה שהפסד יוביל למותו. בתנאי לחץ כאלה, קשה הרבה יותר להתרכז, לענות על שאלות ולהיות יצירתי. מה יש בלחץ שמקשה עלינו לחשוב?

ההשפעה השלילית שיש לחרדה ולחץ על פתרון בעיות ידועה כבר זמן רב. היא נראית במיוחד כאשר הבעיה דורשת יצירתיות, אבל גם הצלחה בפתרון תרגילים מתמטיים, למשל, יורדת כאשר הנבדקים נמצאים בלחץ.

האשם, סבורים חוקרים רבים, טמון בזיכרון העבודה (Working memory). זו המערכת הקוגניטיבית שבה אנחנו שומרים את המידע שאנו זקוקים לו כרגע כדי לפתור בעיה או לקבל החלטה. זיכרון העבודה מאפשר לנו לא רק גישה אל המידע אלא גם את האפשרות "לשחק" אתו: לבצע פעולות חשבון על מספר מסוים, למשל, או לספור כמה חדרים יש בבית שהיינו בו אתמול.

לזיכרון העבודה יש יכולת קיבול מוגבלת, ולחץ וחרדה פוגעים בו ומקטינים עוד יותר את אותה קיבולת. יש מחקרים המציעים שהחרדה גורמת לנו לדאוג ולחשוב על התוצאות האפשריות של הכישלון, ודאגה זו היא בעצמה משימה התופסת חלק נכבד מזיכרון העבודה. כך אנו מנסים לבצע את המבחן שלפנינו ובו-זמנית עסוקים במשימה נוספת.

איך כל זה מתבטא במוח, המקום שהזיכרון נמצא בו? מחקרים נוירולוגיים הראו שלחץ הוביל לפגיעה בתפקוד קליפת המוח הקדם מצחית, אזור המעורב בקבלת החלטות ובתכנון פעולות מורכבות, וקשור לפעילות זיכרון העבודה. בזמן לחץ, תאי עצב באזור זה, וגם באזורים אחרים של המוח, משחררים כמות גדולה יותר של הנוירוטרנסמיטרים דופמין ונוראדרנלין. כמות מסוימת שלהם חיונית לתפקוד זיכרון העבודה, אבל עודף פוגע בפעילות קליפת המוח הקדם מצחית ובהתאם לכך ביכולת הקוגניטיביות שלנו.

כאשר בילבו אינו מצליח למצוא את התשובה לאחת השאלות של גולום, מציין טולקין, "הוא החל לדאוג ביותר, וזה די גרוע לחשיבה" (עמ' 71). עובדה זו, כנראה, הייתה ידועה כבר ב-1937. שמונים שנה לאחר מכן, אנחנו יודעים קצת יותר מדוע זה כך.

הסתגלות לחשיכה

בניגוד לטענת המספר, דגים ויצורים אחרים השוכנים במערות אפלות לא מפתחים עיניים גדולות יותר, אלא דווקא נוטים לאבד את יכולת הראייה שלהם, ולעיתים קרובות הם חסרי עיניים לחלוטין. יש כ-200 מינים של דגי מערה כאלו ברחבי העולם, שאינם קרובי משפחה ופיתחו בנפרד את חוסר הראייה. אפילו בתוך אותו מין, השינוי עשוי להתרחש כמה פעמים: מחקרים הראו שמוצאם של דגי המערה העיוורים ממקסיקו לפחות מחמש אוכלוסיות שונות, שכל אחת מהן איבדה את עיניה בנפרד.

הסיבה לכך היא שהמאמץ לראות בחשיכה, או כל מאמץ אחר, עשוי להשפיע על צורתו של פרט בודד אך השפעה זו אינה עוברת בתורשה ואינה גורמת לשינוי קבוע באוכלוסייה. בעבר אמנם חשבו חוקרים רבים שהאבולוציה עובדת בצורה כזו: הנפח המאמץ את שריריו כל יום מוליד ילדים בעלי שרירים חזקים, והשועל המפתח פרווה ארוכה בתגובה לקור מעמיד צאצאים בעלי פרוות חורף חמה.

התומך הידוע ביותר של גישה זו היה ז'אן בטיסט למארק, שכתב כי "חוק הטבע שלפיו פרטים מקבלים את כל אשר הוריהם השיגו במהלך חייהם הוא כה נכון, כה ברור, כה נתמך בעובדות, עד כי אין מי שלא ישתכנע באמיתותו". אך הוא לא היה היחיד: גם צ'רלס דרווין האמין שתכונות נרכשות עשויות לעבור בתורשה, אם כי התפקיד שייעד להן באבולוציה היה קטן יותר. 

לאחר גילוי עקרונות הגנטיקה, ומאוחר יותר הגילוי של החומר הגנטי עצמו ומנגנון התורשה, אנחנו יודעים שאותו "חוק טבע כה נכון וברור" עליו דיבר למארק הוא פשוט מוטעה. ילדיו של הנפח אינם נולדים עם שרירים חזקים יותר, והפרווה הארוכה של השועל התפתחה משום שהפרטים בעלי הפרווה החמה יותר שרדו כאשר בעלי הפרווה הקצרה מתו.

איבדו את העיניים לגמרי, לא הגדילו אותן. דגי מערות מקסיקניים Astyanax fasciatus mexicanus | צילום: Shutterstock

זה מה שקרה גם אצל דגי המערות. אפילו אם מאמצי הדגים הראשונים שהגיעו למערה לראות באור הקלוש היו מגדילים את עיניהם (וזה לא סביר במיוחד), תכונה זו לא הייתה עוברת לצאצאיהם. במקום זאת, הדגים אצלם התרחשה מוטציה ונולדו עם עיניים מנוונות שרדו טוב יותר, והעמידו צאצאים רבים שגם הם אינם רואים. לפי מחקר מהשנים האחרונות הדגים העיוורים זכו ליתרון משום שלא "בזבזו" אנרגיה על תאי העין ותאי המוח האחראים על ראייה, שממילא לא מילאו כל תפקיד במערות החשוכות.

יצורים החיים בתנאי אור קלוש, לעומת זאת, שם עיניים גדולות יכולות לפצות על מיעוט האור, כן עשויים לפתח במהלך האבולוציה עיניים גדולות למדי, כמו ינשופים או דורסי לילה אחרים וגם קופי הינשוף, שקיבלו את השם בגלל עיניהם הגדולות והינשופיות.

עיניים גדולות לראייה באור קלוש. קוף ינשוף אפור בטן | צילום: Shutterstock

ומה בקשר לגולום? נראה שהוא עבר שינוי גופני לא קטן בעצמו. בזמן פגישתו עם בילבו נזכר גולום בימים בהם היה "פחות ערירי, חלקלק ומבחיל", ובספרי שר הטבעות נאמר שפעם, מזמן, הוא היה יצור דומה למדי להוביט.

היות שאין עדיין מחקרים רבים בתחום טבעות הכוח והטרנספורמציה שהן משרות על העונד אותן, קשה לנו לומר משהו לגבי השינוי שגולום עבר. בכל מקרה, אין מדובר בשינוי אבולוציוני, שכן הוא מתרחש תוך דור אחד, על פרט אחד. אם גולום היה מעמיד צאצאים, הם לא היו כחושים ובעלי עיניים גדולות כמוהו, אלא היו נראים כנראה יותר כמו סמיאגול, היצור שמצא את הטבעת האחת לפני זמן כה רב.