Rejtélyes tudósok közel 50 éve: Namíbia tündérkörök rejtélye végre megoldódott

A megmagyarázhatatlan köröket a növényi vízstressz okozza, nem a termeszek – derült ki a Göttingeni Egyetem kutatásából.

A kutatókat csaknem 50 éve zavarja a namíbiai tündérkörök eredete. Két elsődleges hipotézisből állt: vagy a termeszek voltak a felelősek, vagy a növényeknek sikerült valahogy megszervezniük magukat. Most a kutatók a Göttingeni Egyetem kimutatták, hogy a tündérkörökben lévő füvek röviddel az esőzés után elpusztultak a Namíb-sivatagban, de a termeszek tevékenysége nem okozta a csupasz foltokat.

Ehelyett a talajnedvesség folyamatos megfigyelései azt mutatják, hogy a gyűrűket körülvevő füvek erősen kimerítették a bennük lévő vizet, ami nagy valószínűséggel hozzájárult a körön belüli füvek mortalitásához. Az eredményeket a közelmúltban publikálták a folyóiratban Perspektívák a növényökológiából, evolúcióból és rendszertanból.

Tündérkörök milliói találhatók a Namíbban, 80-140 kilométerre a parttól. Ezek a kör alakú lyukak a gyepen néhány méter szélesek, és együttesen egy felismerhető mintát hoznak létre, amely mérföldekre is látható. A kutatók számos sivatagi régióban tanulmányozták a szórványos esőzéseket, és elemezték a füveket, azok gyökereit és hajtásait, valamint a termeszek gyökérkárosodását.

[Beágyazott tartalmat]
Egy kutató tündérkörökben füvek pusztulását vizsgálja a namíbi Kamberg melletti telken. A felvétel körülbelül egy héttel eső után (2020. március) készült. Köszönet: Göttingeni Egyetem

A termeszeket, apró rovarokat, amelyek nagy kolóniákban élnek szerte a világon, gyakran okolják a füvek haláláért. A kutatók nagy gondot fordítottak arra, hogy megvizsgálják a tündérkörökön belüli füvek pusztulásának körülményeit közvetlenül a csapadék után, ami elindította a füvek új növekedését. Ezenkívül talajnedvesség-érzékelőket telepítettek a tündérkörökbe és azok köré, amelyek 30 perces időközönként rögzítik a talaj víztartalmát a 2020-as száraz évszaktól a 2022-es esős évszak végéig.

Ez lehetővé tette a kutatók számára, hogy pontosan rögzítsék, hogy az új, feltörekvő füvek növekedése a körök körül hogyan befolyásolta a talajvizet a körökön belül és azok körül. Megvizsgálták a víz beszivárgása közötti különbségeket a körök belsejében és kívül a Namíb tíz régiójában.

Az adatok azt mutatják, hogy körülbelül tíz nappal a csapadék után a füvek már elkezdtek pusztulni a körökben, miközben a körök belső területének nagy részén egyáltalán nem csírázott a fű. Húsz nappal az esőzés után a körökben küszködő pázsitfüvek teljesen elhaltak és sárgás színűek voltak, míg a környező füvek életerősek és zöldek voltak.

Amikor a kutatók megvizsgálták a füvek gyökereit a körökön belülről, és összehasonlították azokat a külső zöld füvekkel, azt találták, hogy a körökön belüli gyökerek olyan hosszúak, mint a külsők, vagy még hosszabbak is. Ez azt jelezte, hogy a füvek vizet keresve erőfeszítéseket tettek a gyökerek növekedésére. A kutatók azonban nem találtak bizonyítékot arra, hogy a termeszek gyökerekkel táplálkoztak volna. Csak ötven-hatvan nappal a csapadék után vált jobban láthatóvá a gyökérkárosodás az elhalt füveken.

Dr. Stephan Getzin, a Göttingeni Egyetem Ökoszisztéma-modellezés Tanszéke kifejti: „A körök legtöbb területén a fű hirtelen hiánya nem magyarázható a termeszek tevékenységével, mivel nem volt biomassza, amelyből ezek a rovarok táplálkozhatnának. De ami még ennél is fontosabb, megmutathatjuk, hogy a termeszek nem felelősek, mert a füvek közvetlenül az eső után elpusztulnak anélkül, hogy a gyökérrel táplálkozó lényekre utaló jelek lennének.

Amikor a kutatók elemezték a talaj-nedvesség-ingadozásokra vonatkozó adatokat, azt találták, hogy a talajvíz csökkenése a körökön belül és kívül nagyon lassú volt a kezdeti csapadék után, amikor a fű még nem honosodott meg. Amikor azonban a környező füvek jól megtelepedtek, a talajvíz csapadék utáni csökkenése minden területen nagyon gyors volt, annak ellenére, hogy a körökön belül szinte nem volt fű, amely elnyelné a vizet.

Getzin így magyarázza: „A Namíbban uralkodó erős hőség alatt a füvek folyamatosan kipárolognak, és vizet veszítenek. Ezért talaj-nedvesség vákuumot hoznak létre a gyökereik körül, és a vizet feléjük vonják. Eredményeink teljes mértékben egyetértenek azokkal a kutatókkal, akik kimutatták, hogy a talajban lévő víz gyorsan és vízszintesen diffundál ebben a homokban még hét méternél nagyobb távolságra is.”

Getzin hozzáteszi: „Az egyenletesen elhelyezkedő tündérkörökből erős mintázatú tájképek kialakításával a füvek ökoszisztéma-mérnökként működnek, és közvetlenül részesülnek a növényzet rések által biztosított vízkészletből. Valójában ismerünk egymáshoz kapcsolódó, önszerveződő növényzeti struktúrákat a világ számos más zord szárazságairól, és ezekben az esetekben a növényeknek nincs más esélyük a túlélésre, csak az, hogy pontosan ilyen geometriai képződményekben nőnek.

Ez a kutatás hatással van a hasonló ökoszisztémák megértésére, különös tekintettel az éghajlatváltozásra, mivel a növények önszerveződése védekezik a növekvő szárazodás okozta negatív hatásokkal szemben.

Hivatkozás: Stephan Getzin, Sönke Holch, Hezi Yizhaq és Kerstin Wiegand: „A növényi vízstressz, nem pedig a termeszek növényevése okozza Namíbia tündérköreit”, 20. október 2022. Perspektívák a növényökológiából, evolúcióból és rendszertanból.
DOI: 10.1016/j.ppees.2022.125698

A tanulmányt a Német Kutatási Alapítvány finanszírozta.