Люди веками пытались объяснить загадочные круги, встречающиеся в пустыне Намиб (юго-западной части Африки). Местные жители называют эти участки голой земли, окружённые кольцами высокой травы, «следами Бога». Некоторые считают, что это отметка огнедышащего дракона, живущего под землей.
Исследователи также вступили в игру и пытались объяснить природу странных кругов. За последние 16 лет было предложено несколько кандидатов в виновники возникновения оголённых участков, например, причиной их появления называли острую конкуренцию между колониями термитов и даже жаждущие воды растения.
Теперь более подробно. Одна часть учёных считает, что за засушливые участки отвечают термиты, обитающие в почве. Они делают почву пористой, создавая постоянный резервуар для дождевой воды, расположенный на 50 сантиметров ниже поверхности земли. Она поддерживает жизнь колоний насекомых и окружающей экосистемы. Благодаря этому, собственно, в местах существования термитов появляется и растительность.
Но есть и альтернативная точка зрения. «Ведьмины круги» создаются за счёт растений, конкурирующих за воду. Так считают другие учёные. Но обе теории не могли объяснить, всей природы появления таких «узоров».
Теперь же экологи говорят, что оба варианта правильны. И термиты, и растения могут быть причастны к появлению кругов – благодаря нехватке питания и влаги.
На краю пустыни Намиб, где и образуются загадочные кольца, существуют засушливые песчаные области, на которые приходится менее 100 миллиметров осадков в год. Такого количества влаги, по всей видимости, достаточно для поддержания роста некоторых видов трав, но его мало для появления сплошного луга.
(Кстати, такие же кольца можно найти и в западной части Австралии. Но учёные до сих пор не знают обстоятельства, в результате которых появляются такие круги.)
Теоретический биолог Корина Тарнита (Corina Tarnita) из Принстонского университета захотела узнать, в результате чего на местности образуются такие рисунки, например, тот же феномен «ведьминых колец» (fairy circles). С этой целью она создала математические модели, которые предсказывают, какие узоры появятся тут или там (и на что они будут похожи) с учётом различных факторов.
Она и её коллега (и по совместительству муж) эколог из Принстонского университета Роб Прингл (Rob Pringle) посчитали, что «ведьмины круги» могут быть хорошим способом для тестирования модели.
Учёные совместно с другими экологами впервые предсказали, как термиты могут преобразить ландшафт, учитывая имеющуюся растительность. Проведя моделирование, они обнаружили, что на протяжении десятилетий колонии будут появляться и исчезать (так же как и наблюдаемые «ведьмины круги»), и что в конце концов они могут самоорганизоваться. В итоге получится систематическое сотовое расположение колоний насекомых, то есть каждая колония будет окружена шестью другими.
Специалистам также был интересен и вклад растений, которые они могут внести в появление необычных колец. Они обратились к уже опубликованной работе, в которой предполагается, что растения также могут самоорганизоваться на основе имеющейся в почве влаги.
«Достаточного количества воды просто не хватает, чтобы поддерживать полной покрытие травянистой растительностью, что приводит к таким пробелам в рисунке», — объясняет Стефан Гетцин (Stephan Getzin), эколог из Центра Гельмгольца по изучения окружающей среды в Лейпциге (Helmholtz Centre for Environmental Research).
Исследователи, соединив две модели объяснения, пришли к смешанному решению: термиты могут создавать крупномасштабные рисунки, в то время как растения могут создавать более мелкие узоры.
Насекомые во время строительства своих жилищ изменяют потоки воды в грунте, что приводит к появлению пустынных участков, окружённых кольцом высокой травы. Но модели также предсказывают, что в таких местах между «ведьмиными кругами» будут систематически расположенные заросли травы. Они создадут рисунок внутри рисунка.
Когда исследователи сфотографировали такие «ведьмины круги» в Намибии, они обнаружили подобные заросли травы, указывающие на правильность выводов моделирования. Другие наблюдатели обычно оставляли такие участки без внимания, добавляет Тарнита.
Многие исследователи соглашаются с выводами коллег.
«Мне исследование показало, что крупномасштабные узоры в Намибии можно объяснить сочетанием модели термитов и растений», — говорит М. Г. Макс Риткерк (M. G. (Maх) Rietkerk), эколог из Утрехтского университета в Нидерландах. Он отмечает, что эта работа поможет объяснить рисунки, обнаруженные и в других регионах мира.
Правда, есть и те, кому решение показалось не столь очевидным.
«Нет никаких сомнений, что «ведьмины круги» – это продукт работы экосистемы, созданной термитами, живущими в почве», — говорит эколог Норберт Йюргенс (Norbert Jurgens) из Гамбургского университета.
В 2013 году он первым предположил, что термиты ответственны за появление таких рисунков. А физик Кристиан Фернандез-Ото (Cristian Fernandez-Oto) из Свободного университета Брюсселя тем временем отмечает, что исследование «не изменяет его мнения относительно того, что растения являются главным ингредиентом».
Научному миру необходимо провести эксперименты, чтобы установить точную причину, считает энтомолог Уолтер Тсинкел (Walter Tschinkel) из Университета Флориды в США. Он также изучает загадочные «узоры», но в рамках других исследований. «Нам также нужно больше знаний о биологии термитов и травах, присутствующих в этих местах», — говорит он.
Исследование, объясняющее природу «ведьминых кругов», было опубликовано в научном издании Nature.
