Зображення дрона автомобіля, що проїжджає через природний заповідник НамібРенд, один із казкових регіонів Намібії, де дослідники провели розкопки трави, вологість ґрунту та вимірювання інфільтрації (квітень 2022 р.). Авторство: доктор Стефан Гетцін
Згідно з дослідженнями Геттінгенського університету, незрозумілі кола спричинені нестачею води рослинам, а не термітами.
Майже 50 років дослідники були збентежені походженням казкових кіл Намібії. Справа зводилася до двох основних гіпотез: або винні терміти, або рослини якимось чином змогли самоорганізуватися. Тепер дослідники з Університет Геттінген показали, що трави всередині казкових кіл загинули незабаром після дощу в пустелі Наміб, але діяльність термітів не спричинила оголення.
Натомість безперервні спостереження за вологістю ґрунту показують, що трави, що оточують кільця, сильно виснажують воду всередині них, що, швидше за все, сприяло смертності трав всередині кола. Висновки нещодавно були опубліковані в журналі Перспективи екології рослин, еволюції та систематики.
Мільйони казкових кіл можна знайти в Намібі, від 80 до 140 кілометрів від узбережжя. Кожна з цих круглих дірок у луках має кілька метрів завширшки, і разом вони створюють впізнаваний малюнок, який можна побачити на милі навколо. Дослідники вивчали випадкові дощі в численних пустельних регіонах і аналізували трави, їх коріння та пагони, а також потенційні пошкодження коренів термітами.
[Вбудоване вміст]
Дослідник досліджує загибель трав у казкових колах на ділянці біля Камберга в Намібі. Запис був зроблений приблизно через тиждень після дощу (березень 2020 року). Авторство: Університет Геттінгена
Термітів, крихітних комах, які живуть великими колоніями по всьому світу, часто звинувачують у загибелі трав. Дослідники дуже ретельно досліджували обставини загибелі трав у казкових колах одразу після дощу, який спровокував новий ріст трав. Крім того, вони встановили датчики вологості ґрунту в колах і навколо них, щоб реєструвати вміст води в ґрунті з 30-хвилинними інтервалами, починаючи з сухого сезону 2020 року до кінця сезону дощів 2022 року.
Це дозволило дослідникам точно зафіксувати, як ріст нових трав навколо кіл впливав на ґрунтову воду всередині кіл та навколо них. Вони досліджували різницю в інфільтрації води між внутрішньою та зовнішньою сторонами кіл у десяти регіонах Намібу.
Дослідники досліджували загибель трави в казкових колах у кількох регіонах Намібу. Коріння жовтуватої мертвої трави в межах казкових кіл таке ж довге й неушкоджене, як і коріння життєво важливих зелених трав за межами кіл. Жодних ознак діяльності термітів не було. Авторство: доктор Стефан Гетцін
Дані показують, що приблизно через десять днів після опадів трави вже починали гинути в межах кіл, тоді як на більшій частині внутрішньої площі кіл трава взагалі не проростала. Через двадцять днів після дощу трави в межах кіл були повністю мертвими та жовтуватого кольору, тоді як трави навколо були живими та зеленими.
Коли дослідники досліджували коріння трав зсередини кіл і порівнювали їх із зеленими травами ззовні, вони виявили, що коріння всередині кіл були такими ж або навіть довшими, ніж коріння ззовні. Це свідчило про те, що трави докладали зусиль для росту коренів у пошуках води. Однак дослідники не знайшли доказів того, що терміти харчуються корінням. Лише через п’ятдесят-шістдесят днів після дощу пошкодження коренів на мертвих травах стало більш помітним.
Доктор Стефан Гетцін, відділ моделювання екосистем Геттінгенського університету, пояснює: «Раптову відсутність трави на більшості ділянок у межах кіл не можна пояснити активністю термітів, оскільки не було біомаси, якою можна було б харчуватися. Але що важливіше, ми можемо показати, що терміти не несуть відповідальності, тому що трави гинуть відразу після дощу без жодних ознак того, що істоти харчуються корінням».
Співавтор, Сонке Холх, завантажує дані з реєстратора в Намібі в лютому 2021 року, коли трави досягли піку біомаси. Авторство: доктор Стефан Гетцін
Коли дослідники проаналізували дані про коливання вологості ґрунту, вони виявили, що зниження рівня ґрунтової води всередині та за межами кіл було дуже повільним після перших опадів, коли трави ще не прижились. Однак, коли навколишні трави добре прижилися, зниження рівня ґрунтової води після опадів було дуже швидким на всіх ділянках, навіть незважаючи на те, що в межах кіл майже не було трав, які могли б забрати воду.
Гетцін пояснює: «Під час сильної спеки в Намібі трави постійно випаровуються й втрачають воду. Таким чином, вони створюють вакуум ґрунтової вологи навколо своїх коренів, і вода тягнеться до них. Наші результати повністю збігаються з результатами дослідників, які показали, що вода в ґрунті швидко та горизонтально дифундує в цих пісках навіть на відстані більше семи метрів».
Ґетцін додає: «Утворюючи чіткі візерункові ландшафти з рівномірно розташованих чарівних кіл, трави діють як інженери екосистеми та отримують пряму вигоду від водних ресурсів, які забезпечують рослинні прогалини. Насправді ми знаємо відповідні самоорганізовані структури рослинності з інших суворих посушливих територій у світі, і в усіх цих випадках рослини не мають іншого шансу вижити, окрім як рости саме в таких геометричних формах».
Це дослідження має наслідки для розуміння подібних екосистем, особливо щодо зміни клімату, оскільки самоорганізація рослин запобігає негативним наслідкам, спричиненим збільшенням аридифікації.
Довідка: «Казкові кола Намібії спричиняє нестача води рослинам, а не травоїдним термітам» Стефан Гетцін, Сонке Холх, Хезі Їзхак та Керстін Віганд, 20 жовтня 2022 р. Перспективи екології рослин, еволюції та систематики.
DOI: 10.1016/j.ppees.2022.125698
Дослідження фінансувалося Німецьким дослідницьким фондом.