Saharapumpen: Teorien om våd-Sahara, migration og artsdannelse

Saharapumpen: hvordan våd‑Sahara drev dyre‑ og menneskemigration, formede biodiversitet og udløste artsdannelse — teori, beviser og evolutionære konsekvenser.

Teorien om Sahara-pumpen forsøger at forklare, hvordan planter og dyr fra Afrika flyttede ind i Mellemøsten og derefter til Europa og Asien.

På det tidspunkt var Afrika mere regnfuldt end i dag, og Sahara var mere vådt med større søer og flere floder.

Afrikanske regnperioder er forbundet med en "våd Sahara"-fase, hvor der er større søer og flere floder. Dette medfører ændringer i den type dyr, der findes i området.

Uanset tørken i det store Sahara blev migrationen langs flodkorridoren standset, da Nilen i en ørkenfase for 1,8-0,8 millioner år siden holdt op med at flyde helt og muligvis kun midlertidigt i andre perioder som følge af den nubiske bølgestigning.

I perioder med et vådt Sahara bliver Sahara og Arabien til savannegræsmarker, og afrikansk flora og fauna bliver almindelige. I den efterfølgende tørkeperiode vender Sahara tilbage til ørkenlignende forhold, som regel som følge af den vestafrikanske monsunens tilbagetrækning mod syd. Fordampningen er større end nedbøren, vandstanden i søer som Tchad-søen falder, og floderne bliver til tørre wadis.

Flora og fauna, der tidligere var meget udbredt, trækker sig tilbage nordpå til Atlasbjergene, sydpå til Vestafrika eller østpå til Nildalen og derfra enten sydøstpå til det etiopiske højland og Kenya eller nordøstpå over Sinai til Asien. Dette adskiller populationer af nogle af arterne i områder med forskelligt klima, hvilket tvinger dem til at tilpasse sig og muligvis giver anledning til artsdannelse (artsopsplitning).

Saharapumpen er blevet brugt til at datere fire bølger af menneskelig udvandring fra Afrika, nemlig:

Hvordan "pumpen" virker

Sahara-pumpen er et billede på de tilbagevendende klimatiske skift mellem vådere og tørrere perioder i det nordlige Afrika og Arabien. De centrale mekanismer omfatter

• ændringer i solindstråling og Jordens bane (orbital cykler), som påvirker monsunintensiteten,
• vegetations-feedback, hvor mere plantevækst øger lokal nedbør og mindsker støv, hvilket yderligere fremmer vådere forhold,
• ændringer i flodernes og søernes udstrækning (fx Tchad-søen og Nildalens hydraulik), som skaber eller fjerner migrationskorridorer.

Beviser for vådere perioder

Beviser kommer fra flere typer kilder: sø- og havsedimenter, pollen- og pollenanalyser, fossile rester (fx af flodheste og krokodiller i nu ørkenområder), geokemiske spor samt arkæologiske fund og genetiske analyser. Kombinationen af disse data viser, at store områder af dagens Sahara tidligere var græssteppe og vådområder, som tillod dyr og mennesker at bevæge sig nordøstpå og ud af Afrika.

Konsekvenser for biodiversitet og artsdannelse

Når en våd fase afsluttes og området tørrer ud, kan udbredne populationer blive opdelt i isolerede refugier (fx Atlas, Vestafrika, Nildalen eller etiopiske højland). Denne isolation kan føre til genetisk differentiering og over lange tidsskalaer til allopatrisk artsdannelse — altså nye arter, som opstår, fordi grupper af individer er adskilt og undergår forskellige selektionspres og genetiske forandringer. Derfor kan gentagne cykler af forbindelse og isolation bidrage stærkt til regionens artsdiversitet.

Fossile fund fra Sahara viser for eksempel, at store vådområder tidligere rummede dyr, der i dag kun findes i vådere afrikanske habitater. Når disse habitater forsvinder, efterlader de spor i form af isolerede populationer og eventuelle nye arter i de tilbagetrukne områder.

Fire bølger af menneskelig udvandring (oversigt)

Modellen med Saharapumpen er blevet brugt til at forklare flere større udvandringer af menneskelige forfædre og moderne mennesker. De fire bølger kan beskrives sammenfattende og med omtrentlige tidsskalaer (der er usikkerhed i præcise datoer):

• Meget tidlige spredninger (Pleistocæn, >0,5–1,8 millioner år siden): Tidlige Homo-grupper bevægede sig fra Afrika under perioder, hvor flodsystemer og grønne korridorer gjorde passage mulig. Disse bevægelser forbindes med de første spredninger af Homo erectus-lignende former uden for Afrika.
• Mellempleistocæne bevægelser (hundredtusinder af år siden): Flere interglaciale (varmere/vådere) intervaller gav mulighed for spredning af homininer og andre pattedyr mod nord og øst. Disse bølger kan have ført til udveksling mellem Afrika og Levanten samt ind i Eurasien.
• Sen pleistocæn – tidlige moderne menneskers udvandring (ca. 130–60 tusind år siden): Perioder som Marine Isotope Stage 5 (omtrent 130–75 ka) anses for at have givet muligheder for moderne menneskers tidlige udvandringer ud af Afrika langs nordøstlige ruter. Genetiske og arkæologiske data peger på flere faser af bevægelse.
• Holocæn-vådfasen (ca. 11,5–5 tusind år siden): Den nyere, relativt våde periode (ofte kaldet den afrikanske fugtperiode eller African Humid Period) skabte store søer, flodsystemer og grønne områder i Sahara og Arabien. Det lettede menneskelig spredning, udveksling af kultur og biota og førte også til tilbagevandringer og lokale ændringer i befolkningsstruktur.

Bemærk: Datoer og inddelinger varierer i litteraturen; mange forskere taler om flere episodiske bevægelser snarere end én-lineære "bølger".

Nuværende forskning og relevans

Forskningen i Saharapumpen kombinerer paleoklima, geologi, palæoøkologi, arkæologi og genetik. Nye sedimentboringer, satellitdata, isotopanalyser og antikke DNA-studier giver løbende bedre opløsning af, hvornår og hvor længe vådfaser fandt sted, og hvilke ruter både dyr og mennesker benyttede.

For nutidens biodiversitet og bevaringsarbejde er forståelsen af tidligere klimacykler vigtig: arters nuværende udbredelser og genetiske variationer bærer vidnesbyrd om fortidens til- og fraflytninger. Endvidere viser historien, hvor følsomt dette område er over for klimaændringer, hvilket er relevant i forhold til nutidens og fremtidens klimaforandringer.

Afsluttende bemærkning

Saharapumpen er et nyttigt rammeværk til at forstå, hvordan skift mellem vådt og tørt klima har styret bevægelser af arter og mennesker i Afrika og videre. Modellen forklarer både spredning under favorable perioder og den efterfølgende fragmentering, som fremmer lokal tilpasning og i sidste ende kan føre til dannelse af nye arter.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er Sahara Pumpeteori?

Spørgsmål: Hvad forårsagede ændringer i de dyretyper, der fandtes i området?

Spørgsmål: Hvornår stoppede migrationen langs flodkorridorer?

Spørgsmål: Hvordan forklarer denne teori menneskets udvandring fra Afrika?

Spørgsmål: Hvor mange bølger af menneskelig udvandring har denne teori været anvendt til dato?

Spørgsmål: Hvad sker der, når fordampningen er større end nedbøren?

Søg efter bogstav