Это похоже на пейзаж, покрытый веснушками. Засушливые пастбища в некоторых частях Юго-Западной Африки покрыты бесплодными круглыми пятнами. Некоторые из них имеют размеры всего несколько метров, другие достигают двадцати (20) метров в диаметре; и большинство из них демонстрируют ярко выраженный и пышный рост травы по краям.
Эти так называемые круги фей фактически открывают возможность для размышлений: что привело к формированию этих загадочных структур?«Хотя ученые десятилетиями пытались ответить на этот вопрос, их загадка все еще остается нерешенной», — заявляет д-р Стефан Гетцин из Центра исследований окружающей среды им. Гельмгольца (UFZ) в Лейпциге, потому что до сих пор никто не мог наблюдать на месте происхождение волшебного круга.Однако существует несколько теорий, самая популярная из которых предполагает, что эти загадочные пятна — дело рук термитов.
Насекомые якобы поедают корни, вызывая отмирание растительности. Другие исследователи считают, что причиной этого явления являются углеводороды, исходящие из недр земли.
Предполагается, что, как и в дымоходе, эти газы поднимаются на поверхность, что приводит к локальной потере и исчезновению растительности.Третья часть ученых считает, что саморегулирующийся рост травы сам по себе является причиной при определенных обстоятельствах этого типа пространственного построения, поскольку примечательно, что появление кругов фей ограничивается особенно засушливыми зонами прямо на переходе от пастбища в пустынные районы. Именно здесь существует интенсивная локальная конкуренция за воду между существующей растительностью.
Если конкуренция станет слишком сильной, а доступные ресурсы почвенной влаги станут слишком ограниченными, это может привести к появлению голых участков с образованием пышных периферийных колец травы.Вместе с коллегами из Гёттингена (Германия), Италии и Израиля Стефан Гетцин исследовал, какая из этих трех гипотез, скорее всего, окажется верной. «Мы приняли совершенно новый подход в этом исследовании», — сообщает член института UFZ, который к настоящему времени изучает круги фей более 15 лет. Это исследование основано на обзоре и оценке аэрофотоснимков, охватывающих репрезентативные регионы с кругами фей на северо-западе Намибии. С помощью этих изображений ученые впервые проанализировали точное пространственное расположение и распределение этих бесплодных пятен в окружающем ландшафте: они расположены и расположены случайно — точно так же, как случайно упавшие монеты, а теперь разбросанные повсюду. ? Есть ли признаки или различимые закономерности кластеризации в определенных местах?
Или, возможно, этим заплатам нужно поддерживать минимальное расстояние до своих соседей?Это трудно увидеть и обнаружить невооруженным глазом.
Но доступна статистическая методология для иллюстрации соответствующих моделей распределения на разных уровнях шкалы. Согласно этой методике, круги фей распределяются на удивление равномерно и однородно даже на больших пространственных участках. «Возникновение такого рисунка в природе довольно необычно», — говорит Стефан Гетцин. «Должны действовать особенно сильные регулирующие силы».Однако, по его мнению, это скорее дискредитирует общепопулярную теорию термитов.
В исследовании, опубликованном в научном журнале Science (2013), вид песчаных термитов Psammotermes allocerus действительно был представлен как наиболее вероятный подозреваемый в образовании загадочных бесплодных пятен, хотя в первую очередь на основании аргумента, что появление этого конкретного вида термиты были обычным явлением для всех кругов фей, исследованных в то время. До сих пор никто не наблюдал, как эти существа действительно пасутся в норках на намибийских лугах — не говоря уже о таких последовательных схемах. Стефан Гетцин отмечает: «До сих пор нет ни одного доказательства, демонстрирующего, что социальные насекомые способны создавать однородно распределенные структуры в таком большом масштабе».
Напротив: весь спектр исследований, охватывающих распространение популяций муравьев и термитов на засушливых территориях, преимущественно свидетельствует о наличии нерегулярных, кластерных моделей распределения в больших масштабах. И, по мнению исследовательской группы, подземные выбросы абиотических газов также вряд ли приведут к такому равномерно диспергированному и однородному пространственному распределению.Что остается вероятной причиной — это местная конкуренция за ресурсы между растениями и растительностью, которая, кстати, кажется вполне способной создавать однородно разбросанные круги. В то время как, например, в молодом лесу растения будут расти и развиваться на сравнительно близком расстоянии, растительность с годами будет истончаться и регрессировать в процессе самоорганизации.
В конце концов, каждое взрослое дерево нуждается в достаточном пространстве и питательных веществах для своего развития, и поэтому оно сможет выжить только на подходящем расстоянии от своего соседа. Подобный процесс ресурсной конкуренции, следовательно, также может быть реальной причиной самоорганизующегося образования таинственных узоров кругов фей.Используя компьютерную модель, Стефан Гетцин и его коллеги из Израиля, специализирующиеся на технологиях этого типа, смоделировали подземную конкуренцию за воду и полученные в результате модели пространственного распределения растительности — и на экране действительно появились очень похожие модели, похожие на изображения, записанные в Намибии.
И в ходе всего проведенного статистического обзора и анализа характеристики симулированных и реальных кругов фей оказались удивительно совпадающими и близкими к идентичности. Для исследователей UFZ это убедительное доказательство того, что загадочные пятна на самом деле могут быть результатом пространственно самоорганизующегося роста травы. «Мы считаем это в настоящее время наиболее убедительным объяснением».