Развенчан миф: волшебные круги в Намибии образовались не из-за термитов

Так называемые «волшебные круги» представляют собой голые красноватые круглые пятна, особенно часто встречающиеся на лугах Намибии и на северо-западе Австралии. Ученые давно спорят, связаны ли эти необычные узоры с термитами или с экологической версией самоорганизующегося механизма Тьюринга. Несколько лет назад Стефан Гетцин из Геттингенского университета нашел убедительные доказательства последней гипотезы в Австралии. И теперь его команда нашла аналогичные доказательства в Намибии, согласно новой статье, опубликованной в журнале Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics.

«Теперь мы можем окончательно отвергнуть гипотезу о термитах, поскольку термиты не являются обязательным условием для формирования новых кругов фей», — сказал Гетцин Ars. Это справедливо как для австралийских, так и для намибийских сказочных кругов.

Как мы сообщали ранее, бушмены химба в лугах Намибии передавали легенды о таинственных кругах фей в этом регионе. Они могут достигать нескольких футов в диаметре. Названные «следами богов», часто говорят, что они являются работой божества химба Мукуру или подземного дракона, чье ядовитое дыхание убивает все, что растет внутри этих кругов.

У ученых есть свои идеи, и с годами появилось две разные гипотезы о том, как образуются круги. Одна теория приписывала это явление определенному виду термитов (Псаммотермес аллоцерус), закапывание которых повреждает корни растений, в результате чего лишняя дождевая вода просачивается в песчаную почву до того, как растения смогут ее всосать, что дает термитам удобную ловушку для воды в качестве ресурса. В результате растения отмирают по кругу от места гнездования насекомых. Круги увеличиваются в диаметре во время засухи, потому что термитам приходится уходить дальше в поисках пищи.

Другая гипотеза — та, которую поддерживает Гетцин — утверждает, что круги — это своего рода самоорганизующийся пространственный паттерн роста (паттерн Тьюринга), который возникает, когда растения конкурируют за скудную воду и почвенные питательные вещества. В своей основополагающей статье 1952 года Алан Тьюринг пытался понять, как возникают естественные, неслучайные узоры (например, полосы зебры), и сосредоточился на химических веществах, известных как морфогены. Он разработал механизм взаимодействия между химическим активатором и химическим ингибитором, которые диффундируют по системе, подобно атомам газа в закрытом ящике.

Это похоже на введение капли черных чернил в стакан с водой. Обычно это стабилизировало бы систему: вода постепенно становилась бы однородно-серой. Но если ингибитор диффундирует быстрее, чем активатор, процесс дестабилизируется. Этот механизм создаст узор Тьюринга: пятна, полосы или, применительно к экологической системе, скопления муравьиных гнезд или волшебных кругов.

В 2019 году команда Гетцина провела исследование кругов фей на северо-западе Австралии, недалеко от старого шахтерского городка под названием Ньюман. Команда вырыла более 150 ям почти в 50 сказочных кругах в регионе, чтобы собрать и проанализировать образцы почвы, в частности, для проверки гипотезы о термитах. Они также использовали дроны для картографирования больших территорий континента, чтобы сравнить пробелы в растительности, обычно вызванные термитами-жнецами в регионе, с волшебными кругами, которые иногда образуются.

Пробелы в растительности, вызванные термитами-жнецами, были примерно вдвое меньше кругов фей и гораздо менее упорядочены, поэтому они не нашли никаких твердых подземных термитариев, которые препятствовали бы росту трав. Но они обнаружили высокое уплотнение почвы и содержание глины в кругах, что свидетельствует о вкладе в их формирование проливных дождей, сильной жары и испарения. «Термитные постройки могут возникать в районе волшебных кругов, но частичная локальная корреляция между термитами и волшебными кругами не имеет причинно-следственной связи», — сказал тогда Гетцин. «Поэтому для формирования четких узоров кругов фей не нужны никакие разрушительные механизмы, например, от термитов; достаточно одних гидрологических взаимодействий между растениями и почвой».

Эффективно опровергнув гипотезу происхождения австралийских термитов, Гетцин обратил свое внимание на конкретную проверку гипотезы термитов для Намибии с использованием аналогичной методологии. В то время как его более ранняя работа о кругах фей Намибии не касалась конкретно исследований корней растений, это новое исследование показывает, что травоядные насекомые не трогают корни растений.

«Впервые мы отправились сразу после дождя в круги фей и проверили новые травы на наличие термитов», — сказал Гетцин Ars. «Наши раскопки показывают, что термиты определенно не были причиной гибели трав. Если вы придете слишком поздно к волшебным кругам, травы давно мертвы, а детритофаги, такие как термиты, возможно, уже питались одревесневшей травой. Но они не убивали траву. травы. Мы недвусмысленно показываем, что травы умирают раньше и совершенно независимо от действия термитов».

Так что дальше для Гетцина? Он считает, что необходимы дополнительные исследования роевого интеллекта растений, сравнивая растения с бобрами в том смысле, что они могут действовать как «инженеры экосистем», изменяющие окружающую среду. «Большинство людей не могут в это поверить или не хотят верить, потому что у растений нет мозга», — сказал Гетцин. «Но растения действуют так же, как бобр, как инженеры экосистемы, потому что их единственный способ выжить — это формирование оптимальных, строго геометрических паттернов», — другими словами, тьюринговских паттернов.

DOI: Перспективы экологии, эволюции и систематики растений, 2022. 10.1016/j.ppees.2022.125698 (О DOI).