Откуда в африканской пустыне берутся загадочные ведьмины круги?
Примерно в сотне километров от юго-западного побережья Африки, в пустыне Намиб, любого путешественника ждёт инопланетный пейзаж: миллионы странных кругов, на которых ничего не растёт.
Эти лишённые какой-либо растительности "поляны" правильной округлой формы порой имеют диаметр в несколько метров. Как будто какая-то ведьма пролила здесь капли своего зелья и там, где они упали, не растёт ничего живого. Такие "ведьмины круги" обычно встречаются на пастбищах Намиба, который считается старейшей пустыней мира.
Намиб пересекает границы трёх стран, и значительная часть пустыни расположена на территории Намибии. Для наблюдателя, который окидывает взглядом пастбища Намиба, открывается "волшебный" узор, порой простирающийся на многие километры вокруг.
Исследователи ломают голову над происхождением ведьминых кругов Намибии уже почти полвека. Все научные изыскания за это время свелись к двум основным теориям: либо в появлении "проплешин" на почве виноваты термиты, либо растущие там травы каким-то образом самоорганизуются в такие круги.
Отсутствие ясности в таких вопросах — настоящий вызов для учёных. Что же происходит на территории Намиба в действительности? На этот раз свой вердикт решили вынести исследователи из Геттингенского университета в Германии.
Им сыграли на руку два исключительно хороших сезона дождей в пустыне.
Экологи следили за периодическими дождями в нескольких регионах Намиба и изучали травы, их корни и побеги, в том числе в поисках возможных повреждений корней, вызванных термитами.
Датчики влажности почвы, которые исследователи установили внутри и вокруг загадочных кругов, регистрировали содержание влаги в почве с 30-минутными интервалами, начиная с засушливого сезона 2020 года и заканчивая сезоном дождей 2022 года.
Затем авторы работы скрупулёзно изучили обстоятельства гибели растений в ведьминых кругах сразу после дождя, изначально вызывавшего всплеск роста трав.
Авторы новой работы выяснили, что травы в кругах погибли сразу после дождя, но это произошло не из-за термитов, которых часто обвиняют в гибели растений.
Данные показывают, что примерно через 10 дней после дождя травы внутри кругов уже начинали отмирать. В это же время на большей внутренней площади кругов трава вообще не проросла.
Через 20 дней после дождя весь скудный травяной покров внутри кругов полностью высох и пожелтел. Это сильно контрастировало с тем, какими зелёными и полными жизни были травы, окаймляющие эту "лысину".
Когда исследователи изучили корни высохших трав внутри кругов и сравнили их с корнями зелёных трав снаружи, они обнаружили, что корни растений, произраставших внутри кругов, были такими же длинными, а иногда и длиннее, чем корни растений снаружи.
Это значит, что травы, растущие в центре круга, изо всех стремились пустить глубокие корни в поисках воды, но не смогли получить её в достаточном количестве.
Также учёные проанализировали полученные данные о колебаниях влажности почвы. Они заметили, что после первоначальных дождей, когда травы ещё пробивались на поверхность, уровень почвенной влаги внутри и снаружи кругов снижался очень медленно.
Однако, когда окружающие травы хорошо укоренились после дождя, количество почвенной влаги начинало быстро снижаться во всех частях круга. Это любопытно, ведь внутри кругов почти не было травы, которая могла бы поглощать воду.
При этом исследователи не нашли никаких доказательств того, что корни растений уничтожили термиты. Повреждения корней, связанные с жизнедеятельностью этих насекомых, появлялись только через 50-60 дней после начала иссыхания почвы.
Авторы исследования считают, что узорчатые ландшафты из равномерно расположенных ведьминых кругов формируют именно травы. Они действуют как инженеры экосистемы, которые стремятся извлечь максимальную выгоду из доступных (и очень ограниченных) водных ресурсов.
Учёным известны и другие виды растений, образующих подобные самоорганизующиеся структуры. Они в основном произрастают в суровых засушливых условиях. У этих растений нет другого шанса выжить, кроме как расти точно в таких геометрических формах.
Такая самоорганизация растений защищает их от негативных последствий всё более долгих и интенсивных периодов засушливости.
Изменение климата в ближайшие десятилетия приведёт к более частым и сильным засухам, особенно в Африке. При этом уже сейчас ситуация в отдельных странах Чёрного континента катастрофическая. Но природа может подсказать человечеству способы адаптации к таким изменениям.
Поэтому исследователи стремятся понять устройство подобных "волшебных" экосистем.
Новая работа международной группы учёных была опубликована в издании Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics.
Ранее мы писали о том, что в древности деревья были ещё сложнее, чем современные, о том, что секрет устойчивости к засухам зашифрован в генах ананаса, а также о том, что некоторые грибы могли бы стать отличными экономистами.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".