صدمات مناخية (*)

صدمات مناخية ^(*)

دفعت التقلبات المناخية بين مناظر طبيعة مطيرة وأخرى
جافة بعض أسلافنا نحو سمات حديثة - وأبادت أخرى.

باختصار
بدأت التغيرات المناخية تظهر كعوامل كانت توجه التطور البشري عبر ملايين السنين، وبحسب ما اكتشف العلماء فإن مثل هذا التغيير كان يتزامن مع انقراض بعض أسلافنا ونجاح بعضهم الآخر.

كشفت الأدلة المستمدة من التُّرَب القديمة في شرق إفريقيا ورواسب أعماق البحار والأسنان الأحفورية لأسلافنا، تقلبات سريعة بين بيئات مطيرة وأخرى جافة، إضافة إلى فترتين زمنيتين متميزتين حلت خلالهما المراعي محل مناطق الغابات.

إن ظهور جنسنا البشري، هومو Homo، ونظامنا الغذائي المتنوع، والتقدم في تقانة صنع الأدوات الحجرية، إضافة إلى سمة البشر (الإنسان) المتمثلة بالقدرة على التكيف في مواجهة التغير المستمر قد تكون مرتبطة بهذه الأحداث بحسب إحدى النظريات.

عندما كنت أتسلق الجانب الشديد الانحدار لأحد الوديان الصغيرة، أو الأخاديد بالقرب من الشاطئ الغربي لبحيرة توركانا في شمال كينيا كنت أتوقف على تلة صغيرة كانت تتيح لي رؤية منظر صحراء شاسعة شبه جرداء. وكانت البحيرة المتلألئة الزرقاء بزرقة حجر اليشم تتباين عن الأراضي السمراء المائلة إلى الحمرة التي تحيط بها. وهذا البحر الصحراوي الضيق والطويل، الذي يحتضنه وادي گريت ريفت في إفريقيا⁽¹⁾، يَدين بوجوده إلى نهر أومو⁽²⁾ الذي يفيض مجراه المتعرج بالمياه القادمة من هطول الأمطار الموسمية الصيفية على المرتفعات الإثيوبية، الواقعة على بعد مئات الأميال إلى الشمال.

لا بد في هذا المكان أن تؤخذ الحرارة بالاعتبار. فعند الظهيرة تصبح أشبه بأتون الصهر، إذ تضرب الشمسُ الأرضَ بحرارتها لتعود الأرض الصخرية الحارة بإطلاقها نحو السماء. وعندما كنت أتفحص الأفق المغبر، والبحيرة المتلألئة من بعد، كان يصعب عليّ أن أتصور هذا المكان أي شيء إلا كصحراء.

ومع ذلك، فإن الأدلة على الفترات المطيرة تظهر في كل الأماكن. وبالفعل، فإن الأكمة الصغيرة التي كنت أقف عليها ما هي إلا رقعة سميكة من رواسب البحيرة القديمة التي تعود إلى ما قبل 3.6 مليون سنة، عندما كانت تملأ بحيرة توركانا باتساع أكبر وبعمق أشد هذا الحوض إلى حافته. وتشكل البقايا الرملية للطحالب الأحفورية البحيرية طبقات رملية بيضاء، تكثر فيها وتنتشر أحافير الأسماك الكبيرة. أحيانا وفي غابر الأزمان كانت هذه الصحراء الصخرية مغطاة بالمراعي والأشجار والبحيرات.

في وسط صحاري شرق إفريقيا، توسعت بحيرة توركانا وتلاشت عشرات المرات أثناء تطور أسلافنا في هذه المنطقة.

إن مثل هذه التغيرات المناخية يمكن أن تكون قد أدت دورا كبيرا في تحديد تطور البشر، وذلك بحسب اعتقاد عدد متزايد من العلماء. إذ إن منطقة بحيرة توركانا، ومواقع أخرى في شرق وجنوب إفريقيا، تحوز معظمَ السجل الأحفوري للأصول البشرية المبكرة ومسيرة تطورنا منذ انفصال سلالتنا عن سلالة القردة الإفريقية ما قبل أكثر من سبعة ملايين سنة.

تتوافق التحولات الكبرى في المناخ الإفريقي على نحو لافت مع فترتين من فترات مسيرة تطور الأسلاف، وتفصل بينهما فترة زمنية تصل إلى قرابة المليون سنة تحدِّد خلالها تغييرات مهمة في شجرة نسب فصيلتنا البشرية. وقد حدث التغير التطوري الأول بين ما قبل 2.9 مليون و 2.4 مليون سنة. فقد انقرضت سلالة الأسلاف الشهيرة «لوسي» Lucy وأبناء جلدتها، وظهرت مكانها مجموعتان مختلفتان تماما بعضهما عن بعض. وكانت إحدى هاتين المجموعتين تحمل ملامح تشبه سمات الإنسان الحديث المتضمنة سمة الأدمغة الأكبر. وكان أصحاب هذه الأدمغة هم الجيل الأول من أبناء جنسنا البشري هومو Homo. فقد ظهرت أولى الأدوات الحجرية البسيطة بالقرب من أحافير هذه المجموعة. أما المجموعة الأخرى التي ظهرت إلى جانب الجنس هومو في ذلك الوقت، فكانت تبدو مختلفة: كانت تتمتع ببنية متينة، وذات فكوك قوية وشكلت في النهاية سلالة غير ناجحة عرفت إجمالا باسم پارانثروپوس Paranthropus.

أما التغير التطوري الثاني، فقد حدث بين ما قبل 1.9 مليون و 1.6 مليون سنة. وقد ظهر على الساحة نوع بشري بدماغ أكبر وبميل أكثر نحو أكل اللحوم، هو الإنسان المنتصب Homo erectus (الذي يطلق عليه العلماء اسم الإنسان العامل Homo ergaster). فكان هيكله الأطول والأكثر رشاقة لا يمكن تمييزه تقريبا عن الإنسان الحديث. وهذا النوع أيضا كان الأول الذي ترك إفريقيا ليقيم في جنوب شرق آسيا وأوروبا. فقد تطورت معه تقنية الأدوات الحجرية: ظهرت الفؤوس اليدوية الأولى والنصال العريضة المشكلة بعناية فائقة على الجانبين.

لماذا تجمعت هذه المراحل التطورية المهمة، والمبشرة بالإنسانية الحديثة، هكذا في وقت محدد؟ ويعتقد عدد من العلماء الآن أن الفترتين الزمنيتين من التغير المناخي قد تكونان السبب. لقد أتت هاتان الهزَّتان البيئيتان بعد فترات طويلة من التغير التدريجي إلى أبعد الحدود، ونقلتا مهد الإنسانية إلى المراعي المفتوحة والجافة على نحو متزايد. وفي الوقت الذي كانت تحدث فيه هذه التحولات الشديدة، كان المناخ يتقلب بسرعة بين فترات مطيرة وأخرى جافة، وهكذا كان على أسلافنا، ليتمكنوا من العيش والازدهار، التكيف بسرعة مع هذه الطبيعة المتغيرة.

ويأتي الدليل على ذلك من مجموعة من البيانات الجديدة التي تخبرنا عن الكيفية التي تغير فيها المناخ والغطاء النباتي في إفريقيا والأسباب التي أدت إلى ذلك خلال المراحل التطورية المهمة للبشر. فقد أصبح العلماء الآن قادرين على استخراج وتحليل البقايا الجزيئية من النباتات الإفريقية القديمة من طبقات الرواسب مثل تلك التي كنت أقف عليها. إذ تكشف التحاليل الكيميائية لأسنان أجدادنا أنواع الأطعمة التي كانوا يتناولونها مع تغير أشكال الطبيعة. ويبدو أن المخلوقات التي تكيفت مع هذه التغيرات - أي تلك التي أظهرت مرونة فيما كانت تأكل وفي الأمكنة التي كانت تعيش فيها - هي التي نمت وازدهرت. وهذا التأكيد على المرونة في مواجهة التحديات البيئية الجديدة يبدو أنه يحمل تطورا في سلالة البشر بينما اندثرت الأسلاف الأخرى، الذين لم يُظهروا أي شكل من أشكال التغير مع الزمن. وقد أطلق <R. پوتس> [عالم متخصص في علم الإنسان القديم بمعهد السميثسونيان] على دور المرونة في تطورنا الذي نحن عليه مصطلح «اصطفاء التغير⁽³⁾» variability selection.

مناخ يوجه الحياة^(**)

تعود النظريات التي تربط ما بين تغير المناخ والتطور إلى <Ch. داروين>⁽⁴⁾. فقد افترض أن التغيرات الواسعة النطاق في المناخ يمكن أن تُحدث تغيرا في أنواع الغذاء والمأوى وغيرهما من الموارد المتاحة في منطقة معينة. وإن اختفاء نوع ما من الأطعمة المفضلة أو استبدال موسم الأمطار الطويل بموسم جفاف أطول منه يكوّن ضغوطا من شأنها أن تفضي، في النهاية، إما إلى تكيف أو انقراض أو تطور أنواع مختلفة. فالبيئة، التي يحددها المناخ، ستفضل المخلوقات التي تحمل جينات genes لبعض السمات (الميزات) المفيدة، مثل ميزة الدماغ الأكبر. ومع مرور الوقت، فإن هذه المخلوقات والجينات التي تحملها ستصبح مهيمنة لأن عددا كبيرا منها سوف يبقى على قيد الحياة. ففي مؤلَّفه حول «أصل الأنواع» أشار <داروين> إلى أن مواسم الجفاف أو البرد القارس كانت لهما تأثيرات فعالة في الحد من أعداد الأنواع.

فعملية التغيير هذه ليست دائما دقيقة أو سهلة. فقد رافق اضطراب بيئي كل عملية من عمليات الانقراض الجماعي «الخمس الكبرى» عبر السجل الأحفوري للحياة على الكرة الأرضية خلال ال 540 مليون سنة الماضية. ففي خضم كل حدث من هذه الأحداث، انقرض ما بين 50 و 90 في المئة من جميع الأنواع، بيد أن ذلك كان متبوعا بظهور دفعات جديدة مختلفة جدا من الأنواع. وهذه الأحداث تحدد الفصول الرئيسية في سجل تاريخ الحياة، عندما ظهرت وازدهرت عوالم أحيائية جديدة. ونحن - فصيلة الثدييات - ندين بعرفان الجميل للنيزك الضخم بحجم مدينة مانهاتن، الذي ضرب نحو ما قبل 66 مليون سنة شبهَ جزيرة يوكاتان الواقعة فيما يعرف اليوم باسم المكسيك. فقد أودى هذا النيزك بحياة الديناصورات (وعدد كبير من الأنواع الأخرى الأقل شهرة)، وأدى إلى حدوث التشعب السريع والتنوع في الثدييات.

لقد أدت إحدى مجموعات تلك الثدييات، بعد العديد من التفرعات وفترة طويلة من الزمن، إلى ظهورنا نحن البشر. وفيما يتعلق بهؤلاء (البشر) الهومينين⁽⁵⁾ hominins (سلالة تتضمن جنس الإنسان الحالي Homo وأجناسا أخرى منقرضة مثل الجنس أوسترالوپيثيكوس)، اختبر العلماء مجموعة متنوعة من الأفكار حول الكيفية التي توجه فيها البيئةُ التطورَ. لقد كانت «فرضية الساڤانا»⁽⁶⁾ أحد هذه الاختبارات. ففي الصياغات الأولى لهذه الفرضية، اقترح العلماء أن أسلافنا المبكرين من البشر، الذين كانوا يسيرون على قدمين، ويحوزون أدمغة كبيرة ويصنعون الأدوات كانوا الأنسب لتوسيع نطاق سهول مراعي الساڤانا الخضراء بسرعة، حيث كان هناك تنافس شرس على الموارد بعد أن خلفوا وراءهم أسلافنا من أشباه القردة apelike في الغابات المتقهقرة.

الأكل (الطعام) في العصر الحجري: أحد الأسلاف البعيدين (في اليمين)، وهو پارانثروپوس بويزي، الذي كان يعيش في السهول المفتوحة وكان غالبا يأكل الأعشاب أو الأطعمة النباتية، حسب ما تبيَّن من التحليل الكيميائي للأسنان الأحفورية. أما الإنسان المنتصب Homo erectus، الذي يدعى أحيانا الإنسان العامل Homo ergaster (في اليسار)، فهو فرد من أفراد جنسنا كان يعيش في ذات المكان، وكان لديه نظام غذائي أكثر تنوعا وقدرة على التكيف، وهي أمور ساعدت على نجاحه التطوري.

هذا الرأي القديم الذي لايزال يظهر في بعض الكتب المدرسية، هو رأي خاطئ. إذ لم يكن هناك قط في أي وقت من الأوقات أي تحول للموطن⁽⁷⁾ من الغابات إلى المراعي وإنما كان يوجد تعاقب سريع لدورات من الأمطار والجفاف كانت تتحرك، في خطوات واضحة، نحو ظروف جوية أكثر جفافا. وكذلك أننا لم نكتسب السمات البشرية في فترة قصيرة واحدة وإنما عبر سلسلة من الدفعات المركزة في الوقت الذي كانت تتعرض فيه البيئة للتغير.

دورات مطيرة وجافة^(***)

إن الدليل على هذه الدفعات من التغير في منظر الطبيعة والتطور لا يأتي فقط من اليابسة وإنما أيضا من البحر. فمن الصعب في أغلب الأحيان تحليل رواسب اليابسة الإفريقية بسبب تعرضها لعوامل الحت والاضطرابات الجيولوجية الأخرى. إلا أن هذه الرواسب في أعماق المحيطات، تظل سليمة غير مضطربة. ومن خلال الحفر في قاع البحر بالقرب من السواحل الإفريقية، تمكن علماء الجيولوجيا أمثالي من اختراق غلاف صخري يعود عمره إلى ملايين السنين واستعادة قوارات⁽⁸⁾ صخرية cores طويلة من الرواسب التي تحفظ سجلات كاملة عن البيئات الإفريقية القديمة. وللحصول على هذه القوارات الصخرية⁽⁹⁾، كنا في حاجة إلى سفينة خاصة. ولهذا السبب أمضيت مع فريق من العلماء يتألف من 27 عالما مدةَ شهرين في خريف عام 1987 على متن سفينة الحفر العلمية «470-قدما جوئيدس ريزوليوشون JOIDES Resolution».

وعندما كنا نسمع صياح الحفار على مكبر الصوت معلنا بلهجته التكساسية أن «القوارة الصخرية أصبحت على ظهر السفينة»، كنا نتأوه نحن - العلماء - ونضع قبعاتنا الصلبة على رؤوسنا ونخرج من المختبرات المريحة المكيَّفة إلى السطح نحو الشمس الحادة التي تعمي الأبصار في الجزيرة العربية، كي نحمل قطعة أخرى بطول 30 قدما من قوارة رواسب أعماق البحر إلى داخل المختبر لتحليلها. إن سفينة ريزوليوشون ما هي إلا سفينة مخصصة لإجراء الأبحاث الممولة دوليا، فهي مصممة للاستكشاف والحفر في قاع المحيط لاستعادة تاريخ الكرة الأرضية المسجل هناك. كنا نحفر عبر طبقات الرواسب في أعماق بحر العرب على عمق ميل ونصف من المياه ونأخذ عينات قوارية يصل طولها نحو نصف ميل داخل قاع البحر. وحيث إن زمن انفصال⁽¹⁰⁾ سلالة القرود الكبيرة عن سلالة البشر حصل ما قبل عدة ملايين من السنين، فقد تراكم منذ ذلك الزمن ما يقارب 1000 قدم من طين أعماق البحر في هوة هادئة مظلمة، بمعدل يصل إلى نحو 1.5 بوصة كل 1000 سنة.

[اكتشافات]
مناخ للتغيير^(****)
تبين فترتان في تاريخنا التطوري أن هناك علاقة مثيرة بين تقلبات المناخ وحياة وموت بعض الأفراد المفتاحية (المجموعات الرئيسة) في شجرة نسب فصيلتنا. وانطلاقا تماما من بعد ما قبل ثلاثة ملايين سنة اختفت مجموعة أوسترالوپيثيكوس أفارينيسيس، وظهرت مجموعات پارانثروپوس و(جنسنا) هومو Homo. وخلال هذه الفترة، بينت التغيرات في نسب نظائر الكربون من رواسب اليابسة والمحيطات توسع المراعي الجافة بسرعة وتقلص الغابات المطيرة. وابتداء من بعد ما قبل مليوني سنة، ظهر الإنسان المنتصب Homo erectus، أحد أسلافنا المباشرين، وهاجر إلى خارج إفريقيا. ومرة أخرى، يُظهر دليل الكربون أن المراعي انتعشت من جديد. إضافة إلى ذلك، يشير الكربون في أسنان الإنسان المنتصب إلى استهلاك نظام غذائي مختلط والقدرة على الحصول على الغذاء من مصادر متنوعة حتى مع توسع المراعي. بيد أن أسنان پارانثروپوس أظهرت أن النظام الغذائي لهذه المجموعة (مثل سلفها، إنسان كينيا «كينيانثروپوس»، الذي انقرض في وقت سابق)، كان يقتصر على تناول الأطعمة المتوفرة من محيطها العشبي.

تتكون الرواسب هنا من خليط من محارات أحفورية بيضاء اللون مكونة من كربونات الكالسيوم وحبيبات الطمي الداكنة التي حملتها الرياح الموسمية من مناطق إفريقيا والجزيرة العربية. وعندما كان يبدو لون الخليط رمليا وداكنا أكثر, فهو يشير إلى ظروف مناخية أكثر جفافا وأكثر غبارا. أما عندما كان يبدو لون الخليط أكثر بياضا، فإن ذلك يعكس طبيعة الظروف الماطرة والأكثر رطوبة.

أمكننا، بعد وضع قوارة الرواسب على طاولة داخل مختبرات الأبحاث الواسعة الموجودة على متن السفينة، أن نرى أن تعاقب من طبقات فاتحة وداكنة تتكرر كل ثلاث أقدام تقريبا؛ مما يعني أنها كانت تتغير كل 000 23 سنة. ومن الواضح أن تاريخ المناخ الإفريقي كان يشهد تقلبات مستمرة ما بين فترات مطيرة وجافة. ولا يوجد أي شيء يشير إلى حصول تغير مناخي واحد وشديد كما كان يحصل في الساڤانا.

عكست هذه التقلبات الحساسية المعروفة للدورات المناخية الموسمية الإفريقية والآسيوية نحو التغير الدوري في زاوية ميل محور دوران الكرة الأرضية the earth’s orbital wobble، الذي يحدث كدورة منتظمة كل 000 23 سنة. وهذا التغير الدوري يغير بدوره من كمية أشعة الشمس التي تضرب كوكبنا في موسم معين. فبالنسبة إلى شمال إفريقيا وجنوب آسيا، كان ارتفاع الحرارة أو انخفاضها خلال فصل الصيف يؤدي إلى زيادة أو نقصان هطول الأمطار الموسمية؛ مما يجعل هذه المناطق إما أكثر رطوبة أو أكثر جفافا كلما كانت تتغير⁽¹¹⁾ زاوية ميل محور دوران كوكب الأرض جيئة وذهابا.

كيف جرى تسجيل دورات المناخ الرطب الماضية في الفن الصخري الرائع الذي رسمه البشر بين ما قبل 000 10 و 5000 سنة خلال الفترة الأخيرة الأكثر هطولا للأمطار في شمال إفريقيا. لقد وجد هذا الفن الصخري في الصحراء الكبرى Sahara, حيث يصور مناظر طبيعة مورقة مليئة بالفيلة وأفراس النهر والزرافات والتماسيح، وجماعات الصيادين الذين يطاردون الغزلان. لقد كان العشب والأشجار يكسوان الصحراء الكبرى؛ كما كانت أحواض البحيرات، التي طمرتها الآن الكثبان الرملية، طافحة إلى حوافها بالمياه. وكان نهر النيل يتدفق بغزارة ليصب في شرق البحر الأبيض المتوسط، وقد تراكمت الرواسب السوداء الغنية بالمواد العضوية التي تسمى الحمأة sapropels على أرضية البحر الأبيض المتوسط. فقد كانت تتناوب مع طبقات أكثر بياضا ترسَّبت خلال الفترات الجافة، وهي تمثل رسالة كودية مخططة bar-code message تخبرنا عن دورات المناخ الإفريقية التي أصابت الماضي السحيق تماما مثل طبقات الرمل المتغيرة التي تم استخراجها من بحر العرب.

آخر مظاهر لوسي^(*****)

يضاف إلى هذه الدورات الرطبة الجافة الناتجة من التغير الدوري في زاوية ميل محور دوران الكرة الأرضية، خطوات أكبر نحو المراعي الجافة والمفتوحة. فقد امتدت في البداية البقاع الصغيرة من المراعي في شرق إفريقيا ما قبل نحو ثمانية ملايين سنة. بيد أن السهول العشبية الواسعة، مثل سيرينجيتي⁽¹²⁾ في تنزانيا، لم تتوطد على نحو دائم إلا بعد ما قبل ثلاثة ملايين سنة. وفي تلك الفترة تقريبا، تعرض تاريخنا التطوري أيضا لتغير مناخي عنيف.

لقد فقدنا لوسي، وبقي نوعها الناجح، أوسترالوپيثيكوس أفارينيسيس على قيد الحياة في شرق إفريقيا لمدة 000 900 سنة، بدءا من نحو ما قبل 3.9 مليون سنة. ولكن قبل أقل من ثلاثة ملايين سنة مضت، اختفى نوع لوسي من السجل الأحفوري.

وبعد ذلك ظهرت مجموعة پارانثروپوس، وتبعها بعد ما قبل 2.6 مليون سنة ظهور أول الأدلة على استعمال السواطير والمكاشط الحجرية، ومن ثم ظهرت بعد بضع مئات الآلاف من السنين أحافير هومو المبكر.

ويعود الفضل، في معرفتنا لهذه التغييرات في شجرة نسب فصيلتنا وفي الاكتشافات التقانية التي حدثت أثناء أحد التحولات في المناخ الإجمالي، إلى بعض أعمال التحريات العلمية الذكية، التي تقفت البصمات التي خلفتها بعض النباتات التي ازدهرت في البيئات الأكثر مطرا أو التي عاشت في الأوقات الأكثر جفافا.

فالساڤانا، التي هي نظم بيئية استوائية مفتوحة، تتكون من أعشاب ونباتات البَردي، وتكسو بعض بقاعها أحيانا مجموعات من الأشجار الخشبية. وتنمو أعشاب الساڤانا بشكل ممتاز في المناطق الحارة والجافة لأنها تستخدم طريقة خاصة من عملية التمثيل الضوئي تسمى التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4 كي تمتص الكربون من الغلاف الجوي. وهذه المجموعة من التفاعلات تتطلب كميات قليلة من الكربون والماء، وهي شكل من أشكال تكيف الحياة مع البيئات الجافة وذات النسبة المنخفضة من ثنائي أكسيد الكربون CO₂. أما النباتات الخشبية مثل الأشجار، فإنها تجد ملاذا في النظم البيئية الأكثر مطرا لأنها تستخدم طريقة أخرى من عملية التمثيل الضوئي تسمى التمثيل الضوئي الثلاثي الكربون C3، التي تتطلب المزيد من المياه.

لقد طوَّر العالم <T .E. سيرلنگ> وزملاؤه [من جامعة ولاية يوتا] طريقة لإعادة بناء تاريخ النباتات في مناظر الطبيعة القديمة. فقد اكتشف الباحثون قبل بضع سنوات أن أعشاب نباتات التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4 لديها وفرة أكبر من نظير الكربون 13 الثقيل والنادر مقارنةً بنظير الكربون 12 الأكثر وفرة والأخف وزنا. بيد أن الشجيرات والنباتات الخشبية لديها نسب أدنى من كربون 13/12. فقد اكتشف العلماء أنهم قادرون على أخذ عينات من التربة أو من عقيدات nodules من الصخور من مكان معين في الطبيعة، وتحليل نسب الكربون فيها، واستخدامها لإجراء تقدير دقيق لنسبة أعشاب نباتات التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4 مقابل نباتات التمثيل الضوئي الثلاثي الكربون C3 الخشبية التي كانت موجودة ذات يوم في تلك المنطقة.

وعندما درس الباحثون الرواسب التي كانت موجودة في شرق إفريقيا في مواقع أعطت أحافير من الهومينين hominins، اكتشفوا أن مناظر الطبيعة في شرق إفريقيا كانت تكسوها في الغالب غابات ومناطق شجيرات التمثيل الضوئي الثلاثي الكربون C3 ما قبل نحو ثمانية ملايين سنة. بعد ذلك، ارتفعت نسبة مراعي التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4 تدريجيا. ومن ثم حدث تحول كبير وسريع نسبيا في الفترة الماضية الواقعة بين ما قبل ثلاثة ملايين وما قبل مليوني سنة.

وخلال هذا التحول، اتسعت رقعة المراعي على نحو سريع في معظم أرجاء ما يعرف اليوم بكينيا وإثيوبيا وتنزانيا. و قد رافق هذا الاتساع ارتفاع في نسبة ثدييات الرعي، بحسب ما يظهر من الأحافير الوفيرة لهذه الحيوانات. ومع اقتراب الزمن من الفترة الواقعة ما قبل مليوني سنة يبدو أن الظباء الإفريقية التي حُفظت قرونها حفظا جيدا (على شكل أحافير) والتي تشير أشكالها المتغيرة إلى أنواعها المختلفة قد تعرضت لعمليات كبيرة من التنوع والانقراض والتكيف، مثل ما تعرض له أجدادنا من الهومينين.

تمثل البقريات، الفصيلة التي تنتمي إليها الحافريات الزوجيات الأصابع even-toed ungulates ما يقرب من ثلث مجموع الأحافير الإفريقية. ومن ثم، فهي توفر مجموعة من البيانات أكبر بكثير مما توفره أحافير الهومينين النادرة. فقد قادت عالمة الأحافير⁽¹³⁾ <E. فيربا> [من جامعة ييل] تحليلا شاملا للتطور البقري في كل أنحاء إفريقيا على مدار فترة ستة ملايين سنة الماضية. وقد حددت دراستها أزمنة معينة عندما كان فيها تنوع وانقراض البقريات أعلى بكثير من المستويات الأساسية العادية. فقد حدث أكبر حدثين من هذه الأحداث بالقرب ما بين ما قبل 2.8 مليون و 1.8 مليون سنة، بالتزامن مع فترات نمو المراعي التي لاحظها الجيولوجيون، علما بأن الأعمال الأخيرة التي قام بها <R. بوب>، الذي يعمل حاليا في جامعة جورج واشنطن، و <K .A. بريمنسميير> [من معهد السميثسونيان] تشير إلى أن هذه الأحداث ربما كانت أقل حدة. ويشير تحليل ودراسة هذه الأحافير إلى أن بعضها استفاد من التغير الحاصل في مناظر الطبيعة. فعلى سبيل المثال، ظهر العديد من الأنواع البقرية الرعوية الجديدة بأضراس طاحنة متخصصة لمضغ النظام الغذائي العشبي الساحج abrasive.

الأنظمة الغذائية ومناظر الطبيعة^(******)

كما كانت الحال بالنسبة إلى البقريات، فمن المرجح أن تغير الغطاء النباتي كان له تأثير عميق في أسلافنا لأننا لا نعيش فقط في بيئة وإنما كنا نلتهمها. لقد اتضح أن البحث في النظم الغذائية القديمة كان مفيدا تماما لفهم كيف تأثَّر أفراد الهومينين بتغير مناظر الطبيعة. وكما يمكن استخدام النظائر المشعة الموجودة في التربة للاستدلال على الوفرة النسبية للمراعي في منظر طبيعي قديم، بدأ العلماء مؤخرا بتحليل التركيب النظائري the isotopic composition في الأسنان الأحفورية لأسلافنا القدامى. إن تحليل نظير الكربون لسن من أسنان أمريكي حديث سينضم إلى قائمة أعشاب نباتات التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4 لأن معظم ما نستهلكه - اللحوم من الأبقار والمشروبات الغازية والوجبات الخفيفة والحلويات - مستمد من حبوب الحنطة والذرة التي هي أعشاب نباتات التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4.

ويبدو أن التغيرات في النظام الغذائي في مرحلة ما قبل التاريخ كانت جزءا من تلك الفترة التطورية الكبرى الثانية في تاريخنا، أي منذ ما قبل نحو مليوني سنة، عندما ظهرت لأول مرة أحافير هومو التي كانت تبدو أكثر حداثة. فقد كان <سيرلنگ> مع العديد من زملائه يعملون على فحص أسنان أحافير حوض توركانا. وفي عام 2013 نشروا دراسة رائعة تنص على أن انفصالا في النظام الغذائي حدث بين الأفراد المبكرين من جنسنا، هومو، و بين أفراد مجموعة پارانثروپوس ذات الفكوك القوية، عند تلك الحدود من المليوني سنة. وقد كان أحد هذه الأنواع، وهو نوع پارانثروپوس بويزي، ويدعى أحيانا بإنسان كسَّار الجوز وذلك بسبب الطواحن⁽¹⁴⁾ الكبيرة وعظام الفكين الضخمة الملفتة للنظر. وتشير بيانات نظير الكربون لسن من أسنان هذا النوع إلى أنه كان يتبع بالفعل في طعامه نظاما غذائيا محددا يعتمد في الأغلب على نباتات التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4. بيد أن الخدوش الدقيقة الموجودة على الأسنان، تشير إلى أنه لم يكن يكسر الجوز على الإطلاق وإنما كان يأكل أعشاب التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4 الطرية ونباتات البَردي.

والمفاجأة الكبرى كانت بالنسبة إلى جنسنا هومو. فقد أشارت هذه الأسنان المبكرة إلى نظام غذائي يتعارض بشدة مع توجه منظر الطبيعة نحو غطاء عشبي لنباتات التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4. وتشير بيانات تحليل نظائر أسنان هومو المبكر إلى وجود مزيج ملفت للنظر من الأطعمة التي تعتمد بشكل لافت على نظام غذائي يتألف بنسبة 65% تقريبا من نباتات التمثيل الضوئي الثلاثي الكربون C3 وبنسبة 35% من نباتات التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4. وهذا ما يظهر أن هومو كان يبحث عن أطعمة متنوعة من الطبيعة التي كانت تتجه على نحو متزايد إلى أن تصبح متجانسة⁽¹⁵⁾. فقد كان لدى هومو المبكر نظام غذائي متنوع قابل للتكيف. إضافة إلى ذلك، فقد كان يمرر جيناته إلى السلالات اللاحقة حتى وصلت في النهاية إلينا. أما الجنس پارانثروپوس، في المقابل، فقد عاش في بيئة محددة بحمية تعتمد على نباتات التمثيل الضوئي الرباعي الكربون C4؛ مما أدى في آخر الأمر إلى انقراضه.

قد يدفع ذلك إلى التكهن بأن الأدوات الحجرية الأكثر تعقيدا التي ظهرت للمرة الأولى مع هذه المجموعة من هومو - مثل الفؤوس اليدوية والسواطير وما شابهها، هذه الأدوات التي تتطلب صناعتها المزيد من الجهد والتي يمكن أن تكون متعددة الاستخدامات - كانت متقنة بشكل جيد لمساعدة أصحابها على استثمار مصادر الغذاء المتنوعة. ونحن غير متأكدين حتى الآن من نوعية الأطعمة التي كانت تتناولها هذه المتعضيات (الكائنات الحية) organisms، ولكننا نعرف بالفعل أي من التعديلات الغذائية التي كانت في آخر الأمر ناجحة.

سد الثغرات المناخية^(*******)

ومع أن قصة نباتات التمثيل الضوئي الثلاثي والرباعي الكربون C3/C4 مثيرة للاهتمام إلا أنها لا تخلو من الثغرات، وعلى وجه الخصوص, الثغرات الترسيبية gaps التي مدتها عدة آلاف من السنين في تسلسل رواسب اليابسة. غير أنه يمكن لرواسب تحت المحيطات وتسلسلها الأكثر اكتمالا أن تساعد على ملء هذه الثغرات الترسيبية. ففي السنوات العشر الماضية ظهرت تقنية واعدة جدا لتتبع تغييرات الغطاء النباتي على نحو مستمر. إذ تمتلك جميع النباتات البرية⁽¹⁶⁾ غلافا شمعيا يكسو أوراقها لحمايتها من الأذى والجفاف. وعندما تموت النباتات وتتآكل، تحمل الرياح بقاياها من الأغلفة الشمعية مع ما يرافقها من الغبار المعدني والجسيمات الأخرى (قبل أن تترسب في أحواض المحيطات). وتتكون هذه الأغلفة الشمعية من جزيئات صغيرة قاسية وسلاسل كربونية طويلة معروفة باسم الدهون lipids. فهي مقاومة للتحلل وتمتلك بصمة أو نسبة نظائر الكربون من نمط بصمة نباتاتها المضيفة، نباتات C3 أو نباتات C4. وعندما يتم فصل هذه الدهون الشمعية للنباتات كيميائيا عن الرواسب، يمكن عندئذ قياسها، ويتم تحديد بصمتها الكربونية كنمط C3 أو نمط C4. وتسمح لنا الوفرة النسبية لنمط معين بتقدير كميات الأعشاب مقابل كميات الأشجار والشجيرات في مناظر الطبيعة القديمة.

فقد قامت <J .S. فيكنز>، التي تعمل حاليا في جامعة جنوب كاليفورنيا، هي وزملاؤها بتطبيق هذه التقنية لإعادة بناء بيئات الهومينين. ومن خلال تحليلها للرواسب من موقع الحفر في خليج عدن، أكدت أن المراعي الخضراء في شرق إفريقيا توسعت بنسبة وصلت على الأرجح إلى 50 في المئة في الفترة الماضية الواقعة قبل ما بين ثلاثة ملايين ومليوني سنة. وكذلك وجدت <فيكنز> أن هذه المؤشرات الحيوية للشمع النباتي كانت مختلفة ضمن طبقات الغبار؛ مما يشير إلى حدوث تقلبات قصيرة الأمد بفعل دورات التغير الدوري في زاوية ميل محور دوران الكرة الأرضية والرياح الموسمية. فالأعشاب والغابات كانت تغير مواقعها متأرجحة على هذا المقياس الزمني القصير الأجل، وأن الكثير من هذه التقلبات كان تقريبا بقدر التحول الطويل الأجل إلى مناظر طبيعة عشبية أكثر اتساعا. ففي موقع الأحافير الشهير خانق أولدڤاي جورج Olduvai Gorge في تنزانيا، حيث عاشت مجموعة الهومينين ما قبل 1.9 مليون سنة، اكتشف العالمان <R .C. ماگيل> و<H .K. فريمان>، اللذان كانا تابعين في ذلك الوقت لجامعة ولاية بنسلڤانيا، تحولات مشابهة للمؤشرات الحيوية.

ونحن نقترب أكثر فأكثر من الوصول إلى صورة أوضح عن الكيفية والأسباب التي أدت إلى نشوء الإنسان. فقد اضمحلت الصورة القديمة لظهور أسلافنا من بعض الغابات المظلمة القديمة لتأكيد هيمنتهم على السهول المعشبة، وحل محلها دليل جديد لسلسلة من الدورات المناخية السريعة إضافة إلى تغيّرين كبيرين أدت كلها إلى نشوء سهول الساڤانا الإفريقية التي نعرفها اليوم. وتشير بعض الأدلة إلى أن أسلافنا⁽¹⁷⁾ الأكثر نجاحا كانوا يمتلكون المرونة للتكيف مع هذه التغييرات. ويحاول الباحثون بالفعل ترسيخ هذه العلاقة الترابطية بين المناخ وهذه الأحداث التطورية مع إجراء تحريات أكثر تفصيلا. ومع ذلك، يبدو أن الإجابة عن السؤال الأزلي «كيف وَصَلتُ إلى هنا؟» لم تعد بعيدة المنال.

المؤلف

Peter B. deMenocal
<ديمينوكال> هو أستاذ علوم الأرض والبيئة في مرصد لامونت-دوهيرتي بجامعة كولومبيا. وقد شارك في تأليف تقرير المجلس القومي للبحوث حول «فهم تأثير المناخ في تطور الإنسان».

صدمات مناخية (*)

صدمات مناخية (*) :: تعاليق

صدمات مناخية (*)