研究人员回溯与追踪气候对早期非洲移民的影响

发布时间: 2023-12-26 21:01:01 来源: 196世界之最 栏目: 奇趣发现 点击: 24

我们最早的祖先从非洲迁徙到撒哈拉沙漠期间,正好出现了一条穿过撒哈拉沙漠的绿色走廊。奥胡斯大学的最新研究表明了这一点。大约600万年前,在非洲东部的深山老林里,发生了一件壮观的事情。黑猩猩--我们在...

我们最早的祖先从非洲迁徙到撒哈拉沙漠期间,正好出现了一条穿过撒哈拉沙漠的绿色走廊。奥胡斯大学的最新研究表明了这一点。大约 600 万年前,在非洲东部的深山老林里,发生了一件壮观的事情。黑猩猩--我们在动物王国中的近亲朝着一个方向进化,而我们最早的祖先则继续朝着另一个方向进化。

这个头骨所属的直立人是第一个离开非洲的类人猿物种,距今约 210 万年。新的研究表明,当直立人从非洲迁徙时,非洲大陆东北部的气候比现在更加湿润,植被更加茂盛。气候周期的吻合创造了一条绿色走廊,我们的早期祖先在迁徙过程中很可能利用了这条绿色走廊。图片来源:Mizmareck / Flickr

在接下来的几百万年里,早期人类和黑猩猩之间的差异越来越大。我们的祖先从树上爬下来,开始用两条腿直立行走,从而解放了双手来使用工具。

这是人类发http://www.196nk.cn展的开端,最终人类征服了全球大部分地区。

大约 210 万年前,第一批人类--直立人--从非洲迁徙而来。迁徙途中经过非洲东北部和中东--今天主要被沙漠覆盖的地区--然后到达欧洲和亚洲。

地中海上的黑点显示了沉积岩芯的采集地点。该地点采集了来自非洲东196世界之最北部的陆地物质,非洲东北部受到非洲湿润期的影响,地貌和植被都发生了变化。

长期以来,研究人员一直在猜测直立人如何穿越干燥无情的沙漠,那里既没有食物、水,也没有树荫。

来自奥胡斯大学的新研究表明,直立人离开非洲时可能并没有穿过沙漠,新成果的研究者之一雷196世界之最切尔-鲁皮恩(Rachel Lupien)解释说。

"我们知道,撒哈拉沙漠的气候经常发生变化。我们称这种现象为"绿色撒哈拉"或"非洲湿润期"。在绿色时期,沙漠会明显缩小,变成类似于我们今天所知的非洲东部热带草原的地貌,我们的研究结果表明,在我们研究的 450 万年中,撒哈拉沙漠在第一批直立人迁徙的时期比其他任何时期都要绿。因此,他们很有可能能够通过一条绿色走廊走出非洲"。

征服世界的物种

最早的直立人出现在 200 多万年前的非洲东部。

直立人是第一个学会用石头凿出斧头的人类。这些斧头很可能被用作打倒猎物和从骨头上割肉的武器。他们可能也是第一个学会如何控制火的人。

直立人比现代人稍矮,但肌肉更发达。他们的臀部更宽,头骨更长。此外,他们的大脑要小得多,大约只有我们的一半大。

在长达 150 多万年的时间里,直立人生活并遍布全球大部分地区。从非洲到欧洲,穿过亚洲,越过马六甲海峡,到达印度尼西亚的几个岛屿。这使得直立人成为最长寿的人类物种。我们的物种--智人,是在大约 30 万年前进化而来的。

海底环境揭示了过去的气候

我们今天所知的撒哈拉沙漠正处于干旱期之一。干旱期的持续时间长短不一,但大约每 2 万年,撒哈拉大陆就会经历一个完整的周期,其中既有多雨期,也有干旱期。这些多雨期就是雷切尔-鲁皮恩所说的"非洲湿润期"。

"湿绿期"的湿润程度各不相同。事实上,还有另外两个周期也在起作用。一个持续 10 万年,另一个持续 40 万年。因此,在 10 万年的时间里,湿润期会发生变化,变得比平时湿润或干燥。40 万年的间隔也是如此。

但是,我们如何才能知道几十万年前非洲的气候是怎样的呢?她解释说,海底可以告诉我们,事实上,正是因为这个原因,我们已经对过去的气候有了很多了解。

"利用地中海的岩芯样本,我们可以看到几百万年前的气候。沉积层在海底形成,这些沉积层中的小分子可以告诉我们很多关于过去气候的信息。"

让树叶发光的物质的帮助

随着时间的推移,从非洲北部吹来的物质在海床上形成了新的沉积层,并在海面上慢慢下降。因此,被掩埋的海床就像一本航海日志,可以告诉我们过去的气候是怎样的。

在这些地层中,有一整套生物标记,储存着有关过去气候的信息。其中一个标记是植物用来保护叶子的一系列分子。它们也被称为叶蜡,雷切尔-鲁皮恩解释说。

"叶蜡为树木、灌木丛和草的叶子提供了一层保护层,使它们闪闪发光。植物死后,大部分植物部分很快就会腐烂,而蜡分子却可以存活很长时间。这就是为什么我们经常在几百万年前的沉积物中发现这种分子的原因。"

蜡分子中的化学成分可以说明该层形成时的气候状况。例如,蜡中的氢分子可以说明当时有多少降水。

"水含有氢,因此我们可以利用氢来追踪水循环。地球上的水含有普通氢和重氢(氘)。雨水多的时候,植物吸收的重氢相对较少,而干燥的时候,植物吸收的重氢较多,"她说。

碳蕴含重要知识

Rachel Lupien 和她的同事可以从叶蜡中的重氢含量看出雨水多的时候和干燥的时候。然而,氢并不能说明哪些植物在潮湿的气候中生长茂盛。

不过,叶蜡中的碳原子却能说明问题,她解释说。"广义上讲,植物有两种类型。我们也称它们为 C3 和 C4 植物,大约 90% 的植物都是 C3 植物。它们在全球大部分地区都能茁壮成长,除非是在非常干燥或非常炎热的地区。而 C4 植物则专门在雨水稀少、温度较高的地区生存。由于 C3 和 C4 植物产生的叶蜡含有不同数量的重碳,研究人员可以从样本中区分它们。这样,他们就能"读懂"当时哪种植物最占优势。直立人从非洲迁徙时,我们在样本中发现的 C3 植物比过去 450 万年中任何其他潮湿时期都要多。这表明,更加湿润的气候使部分地区从沙漠变成了草原和热带草原。"

三种光合作用

在植物王国中,大致有三种不同的光合作用方式。有 C3 和 C4 植物,还有第三种变体,即 CAM 植物。

90% 的植物是 C3 植物,6% 是 CAM 植物,只有 3% 到 4% 是 C4 植物。但在非洲却不是这样,那里的大草原上 C4 植物的比例要大得多。

植物之间的差异是由于它们在空气和土壤中的水分有限时采取了不同的应对策略。

当天气过于干燥时,C3 植物会关闭叶片上用来吸收二氧化碳的小气孔。气孔关闭后,植物无法进行光合作用,开始消耗其碳储备,同时呼出水分和二氧化碳。如果这种情况持续太久,植物就会死亡。

另一方面,C4 植物即使在干燥时也能进行光合作用。尽管气孔关闭,它们仍能继续将二氧化碳转化为能量。它们可以借助带有四个碳原子的分子来完成光合作用,这种植物也因此而得名。CAM 植物使用第三种方法,可以在更干燥的地区生存。

小麦、燕麦、水稻和向日葵就是 C3 植物的例子。已知的 C4 植物有玉米、甘蔗和苋菜,而肉质植物、仙人掌和菠萝则属于 CAM 植物。

210 万年前最绿时期

非洲的绿色时期就像北纬地区的冰河时期一样,是由于地球围绕太阳运行的轨道发生了微小的变化http://www.196nk.cn。地质学家称这些变化为米兰科维奇周期。

雷切尔-鲁皮恩解释说,当撒哈拉降水量增加时,其中两种变化尤其起着重要作用。造成波动的另一lHhXUEj个原因是地球绕太阳运行的圆周率。在某些时期,地球轨道更偏向于椭圆形,而在其他时期则更偏向于圆形。这就造成了大约 10 万年到 40 万年之间的波动。

大约 210 万年前,撒哈拉沙漠是最绿的。在这里,几个周期很可能同时出现,从而创造了这样的环境。这与直立人迁徙的时间相吻合。因此,气候很可能促进了这一迁移,她总结道。

编译来源:ScitechDaily

本文标题: 研究人员回溯与追踪气候对早期非洲移民的影响
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