Теоретики объяснили возникновение африканских «ведьминых кругов»

Экологи из Принстонскогого университета предложили новую гипотезу, которая объясняет возникновение «ведьминых кругов» в Намибии. По мнению ученых, необычный природный феномен объясняется жизнедеятельностью термитов и влиянием периодов засухи на растения. Исследование опубликовано в журнале Nature.

«Ведьмины круги» в Намибии, также известные как «следы бога», представляют собой лишенные растительности участки почвы правильной круглой формы диаметром от 2 до 35 метров. По их краям растут высокие многолетние травы, которые встречаются в Юго-Западной Африке. В 2012 году биолог Уолтер Чинкель впервые описал жизненный цикл «ведьминых кругов». Он начинается с гибели растений на небольшом участке земли и постепенного увеличения круга в размерах, а заканчивается его обратным полным зарастанием, в среднем, спустя 41 год. При этом, «следы бога» не стоят на месте, а постоянно мигрируют.

Ученые много лет пытаются объяснить, почему возникают «ведьмины круги». Немецкий биолог Норберт Юргенс в 2013 году предположил, что причиной может быть жизнедеятельность песчаных термитов Psammotermes allocerus, которые роют подземные тоннели и питаются корнями растений. После того, как научное сообщество подвергло эту гипотезу критике, ученые начали искать другое объяснение. Израильские исследователи предположили, что «ведьмины круги» могут быть сложной самоорганизующейся системой, и их возникновение связано со сложным взаимодействием между влажными и засушливыми периодами, а также с борьбой растений за воду и питательные вещества на территории. Тем не менее, экологам также не удалось найти убедительных доказательств в пользу того, что этот механизм является основным.

Авторы новой работы предполагают, что появление уникального природного феномена объясняется и деятельностью термитов, и влиянием климата на растения. К такому выводу ученые пришли, основываясь на компьютерной симуляции. Сначала экологи построили модель, которая имитирует влияние подземных колоний термитов на пустынные растения. В Намибии песчаные термиты при строительстве своего жилища выедают корни трав, что приводит к гибели растений и появлению «мертвых» участков на земле. Симуляция показала, что «ведьмины круги» будут образовываться, когда на территории будет существовать несколько колоний термитов приблизительно одинакового размера. В таком случае трава будет расти на границах между территориями насекомых.

«Термиты покидают свое жилище в поисках пищи, и если они встречают более мелкую колонию, они уничтожают ее и расширяют свою территорию. Однако когда термиты находят колонию схожего размера, они не могут справиться с ней, и в результате между термитниками образуются так называемые спорные территории», — отмечает один из авторов работы.

Тем не менее, жизнедеятельность насекомых не могла полностью объяснить динамику появления «следов бога». Тогда экологи включили в симуляцию процессы, связанные с влажными и засушливыми периодами и борьбой растений за ресурсы. Ранее было показано, что сухие периоды длительностью 1-2 года приводят к увеличению площади кругов, а схожие по длительности влажные — к уменьшению.

Новая модель продемонстрировала, что термиты и растительность находятся в постоянном взаимодействии и представляют собой сложную самоорганизующуюся систему. «Ведьмины круги» возникают вокруг гнезд насекомых во время засухи. Однако при увеличении количества осадков трава начинает расти активнее и, несмотря на то, что термиты по-прежнему уничтожают ее, она заполняет образовавшиеся в сухой период пустоши. Появление кольца из высоких растений вокруг «ведьминых кругов» объясняется тем, что внутри пустых участков земли повышена влажность (так как вода без препятствий проникает в нижние слои почвы), и корни растений могут дотянуться до запасов воды.

Экологи говорят о том, что это объяснение нельзя считать универсальным для всех кругов, однако оно наиболее полно объясняет феномен, наблюдаемый в Намибии.

До недавних пор считалось, что «ведьмины круги» существуют только в Намибии, однако ученые недавно обнаружили похожие «узоры» на почве в западной Австралии. Спутниковые фотографии показали, что они почти идентичны с африканскими. Похожие образования также находят в Северной Америке, Бразилии и Южной Африке.

Кристина Уласович