İklim, Homo erectus’un Afrika’dan Çıkmasında Önemli Bir Faktördü

Sahra’dan geçen yeşil bir koridor, tam da erken atalarımız olan Homo erectus’un Afrika’dan göç ettiği dönemde ortaya çıkmış.

Yaklaşık 6 milyon yıl önce doğu Afrika’nın derin ormanlarında muhteşem bir şey meydana geldi. Hayvanlar alemindeki en yakın akrabamız olan şempanzeler bir yönde evrimleşirken, ilk atalarımız başka bir yönde evrimini sürdürdü.

Sonraki milyonlarca yıl boyunca ilk insanlarla şempanzeler arasındaki farklar giderek arttı. Atalarımız ağaçlardan inerek iki ayak üzerinde dik yürümeye başladı ve böylece elleri alet tutabilecek şekilde serbest kaldı.

Bu, insanlığın gezegenin çoğunluğunu fethetmesine yol açan bir sürecin başlangıcını işaret ediyordu.

Yaklaşık 2,1 milyon yıl önce insanlar (Homo erectus) Afrika’dan göç etti. Yolculuk, bugün çoğunlukla çöllerle kaplı olan Kuzeydoğu Afrika ve Orta Doğu’dan geçerek Avrupa ve Asya’ya doğru ilerledi. Uzun zamandır araştırmacılar, Homo erectus’un ne yiyecek, ne su, ne de gölgenin olduğu kuru ve acımasız çölü nasıl geçebileceği üzerine spekülasyonlar yapıyorlardı.

(İlgili: Afrika’dan Çıkan İlk İnsanlar, Büyük Yırtıcılarla Rekabet Ediyordu)

Aarhus Üniversitesi’nin yeni araştırması, Homo erectus’un Afrika’yı terk ettiğinde çölde yürümemiş olabileceğini öne sürüyor.

Araştırmanın yazarlarından biri olan Rachel Lupien, “Sahra’da iklimin değiştiği dönemlerin tekrarlandığını biliyoruz. Bu olguya ‘Yeşil Sahra’ veya ‘Afrika Nemli Dönemleri’ diyoruz. Yeşillik döneminde çöl önemli ölçüde küçülüyor ve bugün Doğu Afrika’dan bildiğimiz savanlara benzeyen bir manzaraya dönüşüyor” diyor.

“Sonuçlarımız, Sahra’nın tam da ilk Homo erectus’un göç ettiği dönemde, incelediğimiz 4,5 milyon yıllık dönemdeki diğer zamanlardan daha yeşil olduğunu gösteriyor. Bu nedenle büyük olasılıkla Afrika’nın dışına doğru yeşil bir koridordan geçebildiler.”

Dünyayı fetheden tür

Homo erectus türünün insanları iki milyon yıldan fazla bir süre önce Doğu Afrika’da ortaya çıktı. Homo erectus taştan balta yapmayı öğrenen ilk hominindi. Bu baltalar muhtemelen avı öldürmek ve etleri kemiklerden ayırmak için silah olarak kullanılmıştı. Muhtemelen ateşin nasıl kontrol edileceğini ilk öğrenenler de onlardı.

Modern insanlarla karşılaştırıldığında Homo erectus biraz daha kısaydı ama daha büyük kaslara sahipti. Daha geniş kalçaları ve uzun bir kafatası vardı. Ayrıca beyinleri çok daha küçüktü; bizimkinin yaklaşık yarısı kadardı. Homo erectus 1,5 milyon yıldan fazla bir süre boyunca dünyanın büyük bir kısmında yaşadı ve yayıldı. Afrika’dan Avrupa’ya, Asya’dan Malakka Boğazı’na ve birçok Endonezya adasına. Bu da Homo erectus’u en uzun ömürlü insan türü yapıyor. Türümüz Homo sapiens ise yaklaşık 300.000 yıl önce evrimleşti.

Deniz tabanı geçmişin iklimini ortaya çıkarıyor.

Bugün bildiğimiz Sahra, kurak dönemlerinden birini yaşıyor. Böyle bir dönemin süresi değişiklik gösterir, ancak yaklaşık olarak her 20.000 yılda bir kıta hem yağışlı hem de kurak dönemle tam bir döngüden geçer. Bu yağmurlu dönemler, Rachel Lupien’in “Afrika Nemli Dönemleri” olarak adlandırdığı dönemler.

Nemli yeşil dönemlerin nem seviyeleri farklılık gösterir. Gerçekten de devreye giren iki döngü daha var. Biri 100.000 yıl, diğeri 400.000 yıl sürer. Dolayısıyla 100.000 yıl boyunca yağışlı dönemler değişecek ve normalden daha yağışlı veya daha kuru hale gelecek. Aynı şey 400.000 yıllık aralıklarla da geçerli” diyor Rachel Lupien.

Fakat birkaç yüz bin yıl önce Afrika’da iklimin nasıl olduğunu gerçekte nasıl bilebiliriz? 

Deniz tabanı bize bir şeyler anlatabilir ve aslında tam da bu nedenle geçmişin iklimi hakkında zaten çok şey biliyoruz. Akdeniz’den alınan çekirdek örnekleri kullanarak milyonlarca yıl önceki iklimin nasıl olduğunu görebiliriz. Deniz tabanında tortu katmanları oluşuyor ve bu katmanlardaki küçük moleküller bize geçmişte iklimin nasıl olduğu hakkında epey bilgi verebilir.”

Yaprakların parıldamasını sağlayan maddeler yardımcı olabilir

Yapraklara parlaklık veren bileşiklerden yardım alınabilir. Zamanla, Kuzey Afrika’dan denize doğru esen malzemelerle deniz tabanında yeni katmanlar oluşuyor ve burada yavaş yavaş çökeliyor. Gömülü deniz yatağı böylece bize geçmişte iklimin nasıl olduğunu anlatabilecek bir tür seyir defteri görevi görüyor.

Katmanlarda geçmişin iklimi hakkında bilgi depolayan bir dizi biyobelirteç bulunur. Bu belirteçlerden biri, bitkilerin yapraklarını korumak için kullandıkları bir dizi moleküldür. Rachel Lupien, bunların ayrıca yaprak mumu olarak da bilindiğini söylüyor . 

“Bu mum, ağaçların, çalıların ve çimenlerin üzerindeki yapraklara parlaklık veren kaplamayı sağlar. Bitkiler öldüğünde bitkinin çoğu kısmı oldukça hızlı bir şekilde ayrışır, mum molekülleri ise uzun süre hayatta kalabilir. Bu nedenle bu tür molekülleri milyonlarca yıllık çökeltilerde sıklıkla buluyoruz.” 

Katman oluştuğunda iklimin nasıl olduğu hakkında bilgi veren şey, mum moleküllerindeki kimyasal bileşimdir. Örneğin mumdaki hidrojen molekülleri, ne kadar yağış olduğu hakkında fikir verebilir. 

“Su hidrojen içerir, dolayısıyla su döngüsünü takip etmek için hidrojeni kullanabiliriz. Dünyadaki su hem normal hidrojen hem de ağır hidrojen (döteryum) içerir. Çok yağmur yağdığında bitkiler nispeten daha az ağır hidrojeni emebiliyor, kuru olduğunda ise daha fazlasını emebiliyor.”

Karbon değerli bilgiler içerir

Rachel Lupien ve meslektaşları, çok yağmur yağdığında ve hava kuru olduğunda yaprak mumundaki ağır hidrojen miktarından görebiliyorlar. Ancak hidrojen, yağışlı iklimde hangi bitkilerin yetiştiğine dair hiçbir şey söylemiyor.

Ancak yaprak mumundaki karbon atomları buna dair bilgi veriyor.

“Genel anlamda iki tür bitki var. Biz bunlara aynı zamanda C3 ve C4 bitkileri de diyoruz. Tüm bitkilerin yaklaşık yüzde 90’ı C3 bitkileridir. Kupkuru veya çok sıcak bölgeler dışında dünyanın çoğu yerinde gelişirler.  C4 bitkileri ise yağmurun nadiren yağdığı ve sıcaklığın yüksek olduğu bölgelerde hayatta kalma konusunda uzmanlaşmışlar.” 

C3 ve C4 bitkileri farklı miktarlarda ağır karbon içeren yaprak mumu ürettiğinden, araştırmacılar örneklerde bunları birbirinden ayırt edebiliyor. Bu sayede o dönemde hangi bitki türünün en baskın olduğunu okuyabiliyorlar. “Homo erectus’un Afrika’dan göçü sırasında, örneklerde son 4,5 milyon yıldaki diğer nemli dönemlere kıyasla daha fazla C3 bulduk. Bu, daha yağışlı iklimin bölgenin bazı kısımlarını çölden otlaklara ve savana dönüştürdüğünü gösteriyor.”

Üç farklı fotosentez şekli

Bitkiler aleminde, genel anlamda, fotosentezi gerçekleştirmenin üç farklı yolu var. C3 ve C4 bitkileri ve CAM bitkileri adı verilen üçüncü bir varyant.

Tüm bitkilerin yaklaşık yüzde 90’ı C3 bitkileri, yüzde 6’sı CAM bitkileri ve yalnızca yüzde 3 ila 4’ü C4 bitkileridir. Ancak geniş otlakların çok daha fazla oranda C4 bitkisine sahip olduğu Afrika’da durum böyle değil.

Bitkiler arasındaki fark, hava ve topraktaki nemin sınırlı olduğu durumlarda farklı başa çıkma stratejilerinin olmasından kaynaklanıyor. 

Hava çok kuruduğunda C3 bitkileri, CO2’yi absorbe etmek için kullandıkları yapraklardaki küçük stomaları kapatır. Delikler kapatıldığında bitki fotosentez yapamaz ve su ve CO2 dışarı verirken karbon rezervlerini yakmaya başlar. Bu çok uzun süre devam ederse bitki ölür.

C4 bitkileri ise kuruyken bile fotosentez yapabilmektedir. Stomaları kapalı olmasına rağmen CO2’yi enerjiye dönüştürmeye devam ederler. Bunu da bitki türünün adını taşıyan dört karbon atomlu molekül yardımıyla yapabiliyorlar. CAM tesisleri üçüncü bir yöntem kullanır ve daha kuru alanlarla bile başa çıkabilir. 

Buğday, yulaf, pirinç ve ayçiçeği C3 bitkilerine örnekler. Bilinen C4 bitkileri mısır, şeker kamışı ve horozibiğidir; sulu meyveler, kaktüsler ve ananas ise CAM bitkileridir.

2,1 milyon yıllık daha yeşil bir dönem

Afrika’daki yeşil dönemler, kuzey enlemlerindeki buzul çağları gibi, Dünya’nın güneş etrafındaki yörüngesindeki küçük değişiklikler nedeniyle meydana gelir. Jeologlar bu varyasyonlara Milanković döngüleri adını veriyor.  Rachel Lupien, Sahra’nın daha fazla yağış alması durumunda bu değişkenliklerden özellikle ikisinin önemli bir rol oynadığını açıklıyor.

“Dünya, Güneş etrafındaki yörüngesinde bir miktar dalgalanıyor. Bu dalgalanma her 21.000 yılda bir iklimde değişikliklere neden oluyor ve bu da Afrika Nemli Dönemi’ne yol açıyor. “Dalgalanmaların bir diğer nedeni de Dünya’nın Güneş etrafındaki yörüngesinin ne kadar dairesel olduğu. Bazı dönemlerde yörünge daha eliptik, bazılarında ise daha dairesel. Bu da yaklaşık 100.000 ile 400.000 yıl arasında dalgalanmalara neden oluyor.”

Sahra yaklaşık 2,1 milyon yıl önce en yeşil halindeydi. Bu durumda muhtemelen çok sayıda döngünün bir araya gelmesiyle böyle bir ekosistem oluşmuştu. Bu, Homo erectus’un göç ettiği zamana denk geliyor. Bu nedenle iklimin büyük olasılıkla bu göçü kolaylaştırdığı sonucuna varılıyor.

Aarhus University. 8 Aralık 2023.

Makale: Lupien, R., Uno, K., Rose, C., deRoberts, N., Hazan, C., de Menocal, P., & Polissar, P. (2023). Low-frequency orbital variations controlled climatic and environmental cycles, amplitudes, and trends in northeast Africa during the Plio-Pleistocene. Communications Earth & Environment, 4(1), 360.