Вчені розгадали таємницю «чарівних кіл» Намібії

Вчені досягли сталого прогресу в демістифікації казкових кіл Намібії, при цьому провідні теорії поділяються на два основні табори. Одна теорія стверджує, що кола викликані термітами, що живляться корінням, тоді як інша припускає, що трави самоорганізуються, щоб максимізувати доступність води.

Дослідження підтвердили кожну теорію, а деякі дослідження показали, що за колами фей можуть стояти як терміти, так і самоорганізація. Але це пояснення ускладнилося після того, як у 2016 році в Австралії з'явилися повідомлення про аналогічні кола без чіткого зв'язку з термітами. Дослідження було опубліковано у журналі Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics.

Недавні дослідження більш чітко вказали на самоорганізацію, при якій трави утворюють чарівні кола, щоб максимально використовувати мізерні дощі, але не обов'язково виключаючи термітів.

У 2020 році дослідження під керівництвом Стефана Гетцина з відділу моделювання екосистем Геттінгенського університету в Німеччині додатково підтвердило сценарій нестачі води, який Гетцин та його колеги описали як приклад моделі Тьюринга.

У своєму останньому дослідженні Гетцин і група дослідників повернулися до Намібії, сподіваючись знайти ще більш переконливі докази, досліджуючи кола фей у 10 регіонах пустелі Наміб.

Опади у цьому районі випадають рідко та нерегулярно. Трави іноді з'являються всередині чарівних кіл відразу після дощу, але, як зазначають дослідники, вони зазвичай невдовзі після цього вмирають, тоді як трава між колами виживає.

Гетцин та його колеги відстежували спорадичні дощі у 10 регіонах, досліджуючи трави, їх коріння та пагони, а також будь-які потенційні пошкодження коренів термітами.

Вони вивчили обставини, пов'язані з відмиранням трави після дощу, та встановили датчики вологості ґрунту всередині та навколо казкових кіл для запису даних з півгодинними інтервалами, починаючи з посушливого сезону 2020 року та продовжуючи до кінця сезону дощів 2022 року.

Суворі трави, що розкинулися на віддаленій ділянці пустелі Наміб, живуть за рахунок мізерних дощів. Зростання такої кількості трави в такому суворому середовищі вражає, але також загадкове. Пасовище усіяно мільйонами дивних кіл, кожен з яких позбавлений трави або іншої рослинності, які разом утворюють моторошний візерунок у горошок із «чарівних кіл» по всьому ландшафту.

Автори дослідження зазначають, що ця зона круглих проміжків у пасовищах, розташована на відстані від 80 до 140 кілометрів (від 50 до 87 миль) углиб суші від узбережжя Намібії, видно на милі навколо, і демонструє «надзвичайний ступінь просторового впорядкування».

Дослідження показало, що через десять днів після дощу всередині кіл фей було дуже мало нового зростання, а та нова трава, яка проросла, вже вмирала. Через двадцять днів після дощу вся трава всередині кіл була мертва, а оточуюча трава була зеленою і м'якою.

Коріння мертвої трави всередині кіл були такими ж довгими або навіть довшими, ніж корені зовні кіл, що дозволяє припустити, що рослини вкладали значні кошти в зростання коренів для пошуку води. Дослідники не знайшли доказів того, що терміти харчуються корінням, повідомляють вони.

"Раптова відсутність трави в більшості областей усередині кіл не можна пояснити активністю термітів, тому що у цих комах не було біомаси, якою вони могли б харчуватися", - говорить Гетцин. «Але ще важливіше, ми можемо показати, що терміти не винні, тому що трави гинуть одразу після дощу без будь-яких ознак того, що істоти харчуються корінням».

Дослідники повідомляють, що датчики ґрунту виявили повільне зниження вологості ґрунту як усередині, так і зовні кіл після першого дощу, коли трави ще не прижилися.

Однак, як тільки оточуючі трави стали міцними, ґрунтова волога всюди швидко зникла, у тому числі і всередині кіл фей, незважаючи на відсутність там трави, здатної вбирати воду.

«В умовах сильної спеки в Намібі трави постійно випаровуються та втрачають воду. Отже, вони створюють навколо свого коріння грунтово-вологий вакуум, і вода притягується до них», — каже Гетцин.

"Наші результати повністю узгоджуються з результатами дослідників, які показали, що вода в грунті швидко і горизонтально дифундує в ці піски навіть на відстані більше семи метрів".

Дослідники пишуть, що це неймовірний приклад "екогідрологічного зворотного зв'язку", в якому безплідні кола по суті стають резервуарами, які допомагають підтримувати траву на краях.

Гетцин зазначає, що це дослідження може мати значення і в інших місцях, оскільки така самоорганізація, мабуть, захищає рослини від посушливості, що росте, — проблеми, яка в деяких місцях вже посилюється через зміну клімату.

Фото: Стефан Гетцин