Klima je igrala bitnu ulogu u migraciji prvih ljudi iz Afrike

Foto: Shutterstock

Tokom nekoliko narednih miliona godina, razlika između ranih ljudi i šimpanzi postajala je sve veća i veća. Naši preci sišli su sa drveća, počeli da hodaju uspravno na dve noge i tako oslobodili ruke za baratanje oruđima.

To je bio početak razvoja koji se završio tako što su ljudi osvojili najveći deo planete.

Preporučujemo

Pre oko 2,1 milion godina, prvi ljudi – Homo erectus – migrirali su iz Afrike. Putovali su preko severoistočne Afrike i Bliskog istoka – oblasti koje su danas uglavnom pokrivene pustinjom – prema Evropi i Aziji.

Dugo su istraživači spekulisali kako je homo erektus mogao preći suvu i surovu pustinju, gde nije bilo ni hrane, ni vode, ni hladovine.

Novo istraživanje sa danskog Univerziteta Orhus sugeriše da homo erektus možda nije išao kroz pustinju kad je napuštao Afriku, piše Phys.org.

„Znamo da postoje periodi kad se klima u Sahari menja. Taj fenomen zovemo ‘zelena Sahara’ ili ‘afrički vlažni period’. Tokom zelenog perioda, pustinja se znatno smanji i transformiše u predeo koji liči na savane iz današnje istočne Afrike“, kažu istraživači.

„Naši rezultati pokazuju da je Sahara, tačno u periodu kad su prvi homo erektusi migrirali, bila zelenija nego ikad tokom perioda od 4,5 miliona godina koji smo proučavali. Stoga su najverovatnije izlazili iz Afrike kroz zeleni koridor“.

Vrsta koja je osvojila svet

Prvi ljudi vrste homo erektus pojavili su se pre više od dva miliona godina u istočnoj Africi.

Homo erektus je bio prvi hominin koji je naučio da pravi sekire od kamena. Te sekire su verovatno korišćene kao oružje za savladavanje plena i odvajanje mesa od kostiju. Verovatno su takođe prvi naučili kako da kontrolišu vatru.

Homo erektus je bio malo niži nego savremeni ljudi, ali mišićaviji. Imao je šire kukove i izduženu lobanju. Osim toga, imao je znatno manji mozak – otprilike kao pola našeg.

Više od 1,5 miliona godina homo erektus je živeo i širio se po velikom delu planete. Od Afrike do Evrope, kroz Aziju i preko Malajskog moreuza do nekoliko indonežanskih ostrva. To ga čini najdugovečnijom ljudskom vrstom. Naša vrsta – Homo sapiens – nastala je pre oko 300.000 godina.

Morsko dno otkriva klimu u prošlosti

Sahara, kakvu danas poznajemo, nalazi se u jednom od svojih sušnih perioda. Trajanje takvog perioda varira, ali otprilike svakih 20.000 godina kontinent prolazi kroz pun ciklus sa kišnim i sušnim intervalom.

Promenljivo je koliko mokri budu vlažni zeleni periodi. Zapravo postoje još dva ciklusa koja su u igri. Jedan traje 100.000 godina, a drugi 400.000 godina. Tokom 100.000 godina, mokri periodi će tako varirati i postajati mokriji ili suvlji nego obično. Isto važi za intervale od 400.000 godina.

Međutim, kako zaista možemo znati kakva je klima bila u Africi pre nekoliko stotina hiljada godina?

To nam može reći morsko dno. Pomoću uzoraka iz Mediterana možemo videti kakva je klima bila pre više miliona godina. Slojevi sedimenta se formiraju na morskom dnu i mali molekuli u tim slojevima mogu nam mnogo reći o klimi u prošlosti.

Foto: Pixabay/hajninjah

Tokom vremena se formiraju slojevi na morskom dnu od materijala koji stiže sa severa Afrike preko mora i polako se taloži. Morsko dno tako služi kao neka vrsta zapisnika. U slojevima se nalaze biomarkeri koji sadrže informacije o klimi u prošlosti. Jedan od tih biomarkera je niz molekula koje biljke koriste za zaštitu svog lišća, poznati kao epikutikulski vosak.

Taj vosak daje lišću drveća, žbunju i travama oblogu zbog koje sijaju. Kad biljke umru, većina biljnih delova se raspada vrlo brzo, dok molekuli voska mogu da opstanu dugo. Zato često pronalazimo takve molekule u sedimentima starim više miliona godina, kažu istraživači.

Hemijski sastav u tim molekulima voska može da kaže nešto o klimi za vreme nastanka sedimentnog sloja. Na primer, molekuli vodonika u vosku mogu da kažu koliko je padavina bilo. Voda sadrži vodonik, pa možemo da pratimo hidrološki ciklus pomoću vodonika. Voda na Zemlji sadrži i obični vodonik i teški vodonik (deuterijum). Kad pada mnogo kiše, biljke su sposobne da apsorbuju relativno manje teškog hidrogena, a kad je suvo apsorbuju više.

Ugljenik daje važne informacije

Istraživači mogu da vide na osnovu količine teškog vodonika u lisnom vosku kad je bilo mnogo kiše, a kad je bilo suvo. Međutim, vodonik ne govori ništa o tome koje biljke su uspevale u mokrom klimatu. Međutim, atomi ugljenika u biljnom vosku govore.

U najširem smislu, postoje dve vrste biljaka, poznate kao C3 i C4 biljke. Oko 90% svih biljaka su C3. One uspevaju u većini delova planete, osim u vrlo suvim i vrlo toplim oblastima. C4 biljke, s druge strane, specijalizovane su za preživljavanje u oblastima gde kiša retko pada i temperatura je visoka.

Pošto C3 i C4 biljke proizvode vosak sa različitim količinama teškog ugljenika, istraživači mogu da ih razlikuju u uzorcima. Na taj način mogu da „pročitaju“ koja vrsta biljke je bila preovlađujuća u dato vreme.

Otkriveno je da je u vreme migracije homo erektusa iz Afrike bilo više C3 u uzorcima nego u bilo kojem drugom vlažnom periodu u poslednjih 4,5 miliona godina. To pokazuje da je mokrija klima izmenila delove te oblasti iz pustinje u travnate predele i savane.

Tri tipa fotosinteze

U carstvu biljaka postoje tri načina fotosinteze. Postoje C3 i C4 biljke, i treća varijanta – CAM biljke. Oko 90% svih biljaka su C3, 6% su CAM i samo 3-4% su C4. Međutim, ne u Africi, gde veliki travnati predeli imaju mnogo veću zastupljenost C4 biljaka.

Razlika između biljaka je u različitim strategijama reakcija kad je vlažnost u vazduhu i tlu ograničena.

Kad postane previše suvo, C3 biljke zatvore male stome na listovima, koje koriste za apsorpciju ugljen-dioksida. Pošto su ti otvori zatvoreni, biljka ne može da obavlja fotosintezu i počinje da troši rezerve ugljenika, dok oslobađa vodu i ugljen-dioksid. Ako se to nastavi predugo, biljka umire.

S druge strane, C4 biljke su sposobne da obavljaju fotosintezu čak i kad je suvo. Iako su njihove stome zatvorene, one nastavljaju da pretvaraju ugljen-dioksid u energiju. To čine uz pomoć molekula sa četiri atoma ugljenika, po čemu taj tip biljaka dobio ime. CAM biljke koriste treći metod, u još suvljim oblastima.

Pšenica, ovas, pirinač i suncokret su primeri C3 biljaka. Poznate C4 biljke su kukuruz, šećerna trska i amarant, dok su sukulenti, kaktusi i ananas CAM biljke.

Najzelenija pre 2,1 milion godina

Zeleni periodu u Africi dešavaju se, poput ledenih doba na severnim geografskim širinama, zbog malih varijacija Zemljine orbite oko Sunca. Geolozi te varijacije nazivaju Milankovićevim ciklusima.

Naročito dve od tih varijacija imaju važnu ulogu u tome kad Sahara dobija više padavina. Zemlja malo podrhtava u svojoj orbiti oko Sunca. To podrhtavanje stvara klimatske fluktuacije svakih 21.000 godina – i izaziva afrički vlažni period.

Drugi uzrok tih fluktuacija je to koliko je Zemljina orbita oko Sunca cirkularna. Tokom nekih perioda orbita je više eliptična, a tokom drugih perioda je više kružna. Ovo uzrokuje fluktuacije sa oko 100.000 i 400.000 godina između.

Sahara je bila najzelenija pre oko 2,1 milion godina. Tada se nekoliko ciklusa najverovatnije poklopilo i napravilo takvu sredinu. To se poklapa sa vremenom migracije homo erektusa. Klimatski uslovi su stoga najverovatnije doprineli toj migraciji.

(Telegraf Nauka/Phys.org)