Pre oko 6 miliona godina, u dubokim šumama istočne Afrike, dogodilo se nešto spektakularno. Šimpanze, naši najbliži srodnici u životinjskom carstvu, evoluirali su u jednom pravcu, dok su naši najraniji preci nastavili u drugom.
Tokom narednih miliona godina, razlike između ranih ljudi i šimpanzi postajale su sve veće i veće. Naši preci su sišli sa drveća, počeli da hodaju uspravno na dve noge i tako oslobodili ruke za rukovanje alatima.
Ovo je bio početak razvoja koji se završio tako što su ljudi osvojili veći deo sveta.
Pre oko 2,1 milion godina, prvi ljudi — Homo erektus — migrirali su iz Afrike. Putovanje je prošlo kroz severoistočnu Afriku i Bliski istok — oblasti koje su danas uglavnom prekrivene pustinjom — i dalje do Evrope i Azije.
Dugo su istraživači spekulisali kako je Homo erektus mogao da pređe suvu i nemilosrdnu pustinju, gde nije bilo ni hrane, ni vode ni hlada.
Novo istraživanje sa Univerziteta Arhus sada sugeriše da Homo erektus možda nije hodao kroz pustinju kada je napustio Afriku, objašnjava Rejčel Lupijen, koja je jedan od istraživača koji stoje iza novih rezultata. Rad je objavljen u časopisu Communications Earth & Environment.
„Znamo da postoje periodi koji se ponavljaju kada se klima u Sahari menja. Taj fenomen nazivamo ‘Zelena Sahara’ ili ‘Afrički vlažni periodi’. Tokom zelenog perioda, pustinja se značajno smanjuje i pretvara se u pejzaž koji podseća na savane koje danas poznajemo iz istočne Afrike“, kaže ona.
„Naši rezultati pokazuju da je Sahara, upravo u periodu kada je prvi Homo erektus migrirao, bila zelenija nego bilo kada u periodu od 4,5 miliona godina koji smo proučavali. Stoga su najverovatnije mogli da prođu kroz zeleni koridor iz Afrike. .“
Prvi ljudi vrste Homo erectus pojavili su se pre više od dva miliona godina u istočnoj Africi.
Homo erectus je bio prvi hominin koji je naučio da kleše sekire od kamena. Ove sekire su verovatno korišćene kao oružje za obaranje plena i sečenje mesa sa kostiju. Oni su verovatno bili i prvi koji su naučili kako da kontrolišu vatru.
Homo erektus je bio nešto niži od modernih ljudi, ali mišićaviji. Imali su šire bokove i izduženu lobanju. Pored toga, imali su znatno manji mozak — otprilike upola manji od našeg.
Više od 1,5 miliona godina, Homo erektus je živeo i širio se širom sveta. Od Afrike do Evrope, preko Azije i preko Malačkog moreuza do nekoliko indonežanskih ostrva. Ovo čini Homo erectus najdugovečijom ljudskom vrstom. Naša vrsta, Homo sapiens, evoluirala je pre oko 300.000 godina.
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. Ove kišne periode je Rejčel Lupijen nazvala „afričkim vlažnim periodima“.
„Koliko vlažni zeleni periodi postaju vlažni, varira. Zaista postoje dva druga ciklusa koja takođe dolaze u obzir. Jedan traje 100.000 godina, a drugi 400.000 godina. Tokom 100.000 godina, vlažni periodi će se tako menjati i postajati sve vlažniji ili suvlje nego obično. Isto važi u intervalima od 400.000 godina“, kaže Rejčel Lupijen.
Ali kako zapravo možemo znati kakva je klima bila u Africi pre nekoliko stotina hiljada godina?
Morsko dno nam može reći, a mi zapravo već znamo mnogo o klimi prošlosti upravo iz tog razloga, objašnjava ona. „Koristeći uzorke jezgra sa Mediterana, možemo da vidimo kakva je klima bila milionima godina unazad. Na morskom dnu se formiraju slojevi sedimenta, a mali molekuli u ovim slojevima mogu nam reći dosta o tome kakva je klima bila. u prošlosti.“
Pomoć od supstanci koje čine da lišće sija. Vremenom se na morskom dnu formiraju novi slojevi sa materijalom koji duva iz severne Afrike i izlazi preko mora, gde se polako spušta. Zakopano morsko dno tako deluje kao neka vrsta dnevnika koji nam može reći kakva je klima bila u prošlosti.
U slojevima se nalazi skup biomarkera koji čuvaju informacije o klimi prošlosti. Jedan od ovih markera je niz molekula koje biljke koriste da zaštite svoje lišće. Nazivaju se i voskom od listova, objašnjava Rejčel Lupijen.
„Vosak daje lišću na drveću, žbunju i travi prevlaku koja im daje sjaj. Kada biljke uginu, većina biljnih delova se prilično brzo razgrađuje, dok molekuli voska mogu dugo da opstanu. Zato takve molekule često nalazimo u sedimentima koji su star milionima godina“.
To je hemijski sastav u molekulima voska koji može reći nešto o tome kakva je klima bila kada je sloj formiran. Na primer, molekuli vodonika u vosku mogu reći nešto o tome koliko je padavina bilo.
„Voda sadrži vodonik, tako da možemo da koristimo vodonik da pratimo ciklus vode. Voda na Zemlji sadrži i običan vodonik i teški vodonik (deuterijum). Kada pada mnogo kiše, biljke su u stanju da apsorbuju relativno manje teškog vodonika, dok kada suva je, oni više upijaju“, kaže ona.
Rejčel Lupijen i njene kolege mogu da vide iz količine teškog vodonika u vosku lišća kada je padala velika kiša i kada je bilo suvo. Međutim, vodonik ne govori ništa o tome koje biljke su uspevale u vlažnoj klimi.
Međutim, atomi ugljenika u vosku lišća rade, objašnjava ona.
„Uopšteno govoreći, postoje dve vrste biljaka. Mi ih takođe zovemo C3 i C4 biljke“, kaže ona. „Oko 90% svih biljaka su biljke C3. One uspevaju u većini delova sveta osim u oblastima koje su suve ili veoma vruće. C4 biljke su, s druge strane, specijalizovane za preživljavanje u oblastima gde kiša retko pada i temperatura je visoka.“
Pošto biljke C3 i C4 proizvode vosak od listova sa različitim količinama teškog ugljenika, istraživači mogu razlikovati između njih u uzorcima. Na taj način mogu da „pročitaju“ koja je vrsta biljke u to vreme bila najdominantnija.
„U vreme migracije Homo erektusa iz Afrike, pronašli smo više C3 u uzorcima nego u bilo kom drugom vlažnom periodu u poslednjih 4,5 miliona godina. Ovo pokazuje da je vlažnija klima promenila delove područja od pustinje do travnjaka i savane, “ ona kaže.
U biljnom carstvu postoje — uopšteno govoreći — tri različita načina za izvođenje fotosinteze. Postoje C3 i C4 biljke – i treća varijanta, koja se zove CAM biljke.
Oko 90% svih biljaka su biljke C3, 6% su CAM biljke i samo između 3 i 4% su biljke C4. Međutim, ne u Africi, gde veliki travnjaci imaju mnogo veći udeo C4 biljaka.
Razlika između biljaka je zbog njihovih različitih strategija suočavanja kada su vlaga u vazduhu i zemljištu ograničena.
Kada se previše osuši, biljke C3 zatvaraju male stomate u listovima, koje koriste da apsorbuju CO 2 . Sa zatvorenim rupama, biljka ne može da izvrši fotosintezu i počinje da sagoreva svoje rezerve ugljenika, dok izdiše vodu i CO 2 . Ako se ovo nastavi predugo, biljka umire.
C4 biljke, s druge strane, mogu da vrše fotosintezu čak i kada je suva. Uprkos tome što su njihovi stomati zatvoreni, oni nastavljaju da pretvaraju CO 2 u energiju. To mogu da urade uz pomoć molekula sa četiri atoma ugljenika, od kojih je nazvana vrsta biljke. CAM biljke koriste treću metodu i mogu se nositi sa još sušnijim područjima.
Pšenica, ovas, pirinač i suncokret su primeri C3 biljaka. Poznate biljke C4 su kukuruz, šećerna trska i amarant, dok su sukulenti, kaktusi i ananas CAM biljke.
Zeleni periodi u Africi se javljaju, poput ledenih doba u severnim geografskim širinama, zbog malih varijacija u Zemljinoj orbiti oko Sunca. Geolozi ove varijacije nazivaju Milankovićevim ciklusima.
A posebno dve od ovih varijacija igraju važnu ulogu kada Sahara dobije više padavina, objašnjava Rejčel Lupijen.
„Zemlja se malo klati u svojoj orbiti oko Sunca. To je kolebanje koje stvara klimatske fluktuacije svakih 21.000 godina—i to uzrokuje afrički vlažni period“, kaže ona. „Drugi uzrok fluktuacija je koliko je Zemljina orbita oko Sunca kružna. U nekim periodima orbita je više eliptična, a u drugim više okrugla. Ovo uzrokuje fluktuacije sa oko 100.000 do 400.000 godina između.“
Sahara je bila najzelenija pre oko 2,1 milion godina. Ovde se nekoliko ciklusa najverovatnije poklopilo da bi se stvorilo takvo okruženje. Ovo se poklapa sa onim kada je Homo erektus migrirao. Klima je stoga najverovatnije olakšala ovu migraciju, zaključuje ona.
