Otprilike prije 6 milijuna godina u gustom zelenilu istočnoafričkih šuma dogodio se izuzetan događaj. Dok su čimpanze, naši najbliži rođaci u životinjskom svijetu, krenule jednim evolucijskim putem, naši najraniji preci su se razvijali u drugom smjeru. Kroz milijune godina, razlike između ranih ljudi i čimpanzi postajale su sve izraženije. Naši preci napustili su drveće, počeli hodati uspravno na dvije noge, oslobađajući ruke za korištenje alata. Ovo je bio početak razvoja koji je doveo do ljudske dominacije nad većim dijelom Zemlje.
Prije približno 2,1 milijuna godina, prvi ljudi, Homo erectus, započeli su svoju migraciju iz Afrike. Put ih je vodio kroz sjeveroistočnu Afriku i Bliski Istok – područja koja su danas većinom pustinjska – te dalje prema Europi i Aziji. Dugo se spekuliralo kako je Homo erectus uspio prijeći suhu i nemilosrdnu pustinju, gdje nema ni hrane, ni vode, ni sjene. Nedavna istraživanja sa Sveučilišta u Aarhusu sugeriraju da Homo erectus možda nije prošao kroz pustinju prilikom napuštanja Afrike, pojašnjava Rachel Lupien, jedna od autora studije objavljene u časopisu Communications Earth & Environment.
“Postoje dokazi o periodičnim klimatskim promjenama u Sahari. Ovaj fenomen nazivamo ‘Zelena Sahara’ ili ‘Afrička vlažna razdoblja’. Tijekom ovih zelenih razdoblja, pustinja se znatno smanjuje i transformira u krajolik sličan savanama koje danas vidimo u istočnoj Africi,” objašnjava ona. “Naša istraživanja pokazuju da je Sahara bila zelenija nego ikad u 4,5 milijuna godina koje smo proučavali upravo u vrijeme kad su prvi Homo erectusi migrirali. Stoga je vjerojatno da su se kretali kroz zeleni koridor izvan Afrike.”
Prvi ljudi vrste Homo erectus pojavili su se u istočnoj Africi prije više od dva milijuna godina. Homo erectus bio je prvi hominin koji je naučio izrađivati sjekire od kamena. Ove sjekire su vjerojatno korištene kao oružje za lov i obradu mesa. Također su vjerojatno bili prvi koji su naučili kontrolirati vatru. Homo erectus bio je nešto niži od modernog čovjeka, ali robustniji. Imali su šire kukove i produženu lubanju. Također, njihov mozak bio je znatno manji – otprilike polovice veličine našeg.
Tijekom više od 1,5 milijuna godina, Homo erectus se proširio na veći dio svijeta, od Afrike preko Europe i Azije, pa sve do Malakanskog tjesnaca i nekoliko indonezijskih otoka, čineći ih najdugovječnijom ljudskom vrstom. Naša vrsta, Homo sapiens, evoluirala je prije približno 300.000 godina.
Suho razdoblje Sahare
Sahara, kakvu poznajemo danas, nalazi se u jednom od svojih suhih razdoblja. Takva razdoblja variraju, ali otprilike svakih 20.000 godina kontinent prolazi kroz ciklus koji uključuje i kišna i suha razdoblja. Ova kišna razdoblja su ono što Rachel Lupien naziva “Afrička vlažna razdoblja.”
“Intenzitet ovih vlažnih razdoblja varira. Postoje dva druga ciklusa koji utječu na to. Jedan traje 100.000 godina, a drugi 400.000 godina. Dakle, tijekom 100.000 godina, vlažna razdoblja se mijenjaju i postaju vlažnija ili suša od uobičajenog, a isto vrijedi i za interval od 400.000 godina,” objašnjava Lupien.
Kako možemo znati kakva je bila klima u Africi prije stotina tisuća godina? Odgovore pruža morsko dno, a već imamo mnogo saznanja o prošloj klimi iz ovog razloga. “Korištenjem jezgrenih uzoraka iz Sredozemnog mora možemo vidjeti kakva je bila klima milijunima godina unazad. Slojevi sedimenta na morskom dnu sadrže male molekule koje nam pružaju uvid u prošlu klimu.”
Pomoć dolazi od tvari koje listovima daju sjaj. Tijekom vremena, novi slojevi se formiraju na morskom dnu s materijalom koji dolazi iz sjeverne Afrike i polako tone. Zakopano morsko dno tako djeluje kao zapisnik koji otkriva prošlu klimu. U tim slojevima postoje biomarkeri koji pohranjuju informacije o klimi iz prošlosti. Jedan od tih markera su molekule koje biljke koriste za zaštitu svojih listova, poznate kao vosak listova, objašnjava Lupien.
“Vosak daje listovima sjaj. Nakon što biljka umre, većina njezinih dijelova brzo se razgrađuje, dok molekule voska mogu dugo preživjeti. Zato ih često nalazimo u sedimentima starijim od milijun godina.”
Kemijski sastav ovih molekula voska otkriva kako je bila klima kada je sloj formiran. Na primjer, vodikove molekule u vosku mogu otkriti količinu padalina.
“Voda sadrži vodik, pa možemo pratiti vodeni ciklus koristeći vodik. Voda na Zemlji sadrži i redovni vodik i teški vodik (deuterij). Kad puno pada kiša, biljke apsorbiraju manje teškog vodika, dok u sušnim uvjetima apsorbiraju više,” objašnjava Lupien.
Lupien i njezini kolege mogu vidjeti iz količine teškog vodika u vosku listova kada je bilo puno kiše i kada je bilo sušno. No, vodik ne govori o vrstama biljaka koje su uspijevale u vlažnoj klimi. Međutim, ugljikovi atomi u vosku listova to mogu otkriti, kaže ona.
Dvije glavne vrste biljaka
“Postoje dvije glavne vrste biljaka, poznate kao C3 i C4 biljke,” objašnjava Lupien. “Oko 90% svih biljaka su C3 biljke koje uspijevaju u većini svjetskih područja, osim u ekstremno suhim ili vrućim uvjetima. C4 biljke su prilagođene preživljavanju u područjima s rijetkim padalinama i visokim temperaturama.”
Razlikovanje između C3 i C4 biljaka u uzorcima omogućuje istraživačima da utvrde koja vrsta biljaka je dominirala u određenom razdoblju.
“U doba migracije Homo erectusa iz Afrike, u uzorcima smo pronašli više C3 biljaka nego u bilo kojem drugom vlažnom razdoblju u posljednjih 4,5 milijuna godina. To ukazuje na to da je vlažnija klima pretvorila dijelove područja iz pustinje u travnjake i savane,” kaže Lupien.
U biljnom svijetu postoji, ugrubo govoreći, tri različita načina obavljanja fotosinteze. Osim C3 i C4 biljaka, tu je i treća varijanta koja se naziva CAM biljke. Oko 90% svih biljaka su C3 biljke, 6% su CAM biljke, a samo između 3 i 4% su C4 biljke. No, situacija u Africi je drugačija, gdje velike travnate površine imaju znatno veći udio C4 biljaka. Razlika između ovih biljaka leži u njihovim strategijama prilagodbe kada su vlažnost zraka i tla ograničeni.
Kada postane previše suho, C3 biljke zatvaraju stomate na listovima, kroz koje apsorbiraju CO2. Kada su stomate zatvorene, biljka ne može obavljati fotosintezu i počinje trošiti svoje zalihe ugljika, dok istovremeno ispušta vodu i CO2. Ako se to nastavi predugo, biljka umire.
C4 biljke, međutim, mogu nastaviti obavljati fotosintezu čak i u suhim uvjetima. Unatoč zatvorenim stomatima, one nastavljaju pretvarati CO2 u energiju, zahvaljujući molekuli s četiri ugljikova atoma po kojoj su i dobile ime. CAM biljke koriste treću metodu i prilagođene su još sušim područjima. Primjeri C3 biljaka su pšenica, zob, riža i suncokret. Poznate C4 biljke su kukuruz, šećerna trska i amarant, dok su među CAM biljkama sukulenti, kaktusi i ananas.
Varijacija u Zemljinoj orbiti
Zelena razdoblja u Africi, poput ledenih doba na sjevernim geografskim širinama, događaju se zbog malih varijacija u Zemljinoj orbiti oko Sunca, poznatih kao Milankovićevi ciklusi. Dvije varijacije posebno su važne za povećanje padalina u Sahari, pojašnjava Rachel Lupien.
“Zemlja se malo njihala u svojoj orbiti oko Sunca, što stvara klimatske promjene svakih 21.000 godina, uzrokujući Afrička vlažna razdoblja.” “Drugi uzrok ovih promjena je oblik Zemljine orbite oko Sunca. U nekim razdobljima orbita je eliptičnija, a u drugima okruglija, što uzrokuje fluktuacije u ciklusima od približno 100.000 i 400.000 godina.”
Sahara je bila najzelenija prije otprilike 2,1 milijuna godina, što se podudara s vremenom migracije Homo erectusa. Vjerojatno su se tada poklopili nekoliko ciklusa koji su stvorili takvo okruženje. Stoga je klima vjerojatno olakšala ovu migraciju, zaključuje Lupien.
Klimatske promjene igrale su, prema tome, ključnu ulogu u omogućavanju prvim ljudima da napuste Afriku i prošire se diljem svijeta. Ova studija pruža novi uvid u razumijevanje kako su se prirodni uvjeti mijenjali tijekom povijesti i kako su ti uvjeti utjecali na ljudsku evoluciju i migraciju.
Osim toga, istraživanje naglašava važnost proučavanja klimatskih promjena i njihovog utjecaja na ljudsku povijest. Dokazi iz morskih sedimenta i biomarkera daju nam dragocjene informacije o prošlim klimatskim uvjetima, omogućujući znanstvenicima da steknu bolje razumijevanje povijesnih događaja.
Kroz detaljno proučavanje prošlosti, znanstvenici poput Rachel Lupien i njenog tima na Sveučilištu u Aarhusu pomažu nam da bolje razumijemo našu vlastitu evolucijsku povijest i prilagodljivost čovjeka u mijenjajućem okruženju. Ova spoznaja je ključna ne samo za razumijevanje naše prošlosti, već i za predviđanje budućih izazova s kojima se možemo suočiti kao vrsta u kontekstu globalnih klimatskih promjena.
Ova studija pruža temelj za daljnja istraživanja i razumijevanje veze između klime i ljudske migracije, naglašavajući važnost interdisciplinarnog pristupa u znanosti za rješavanje složenih povijesnih i ekoloških zagonetki.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
