Объяснена ли загадка кругов фей? Новое исследование предлагает недостающее звено
Круги фей — почти гексагональные узоры из проплешин голой почвы в травянистых экосистемах, впервые обнаруженные в Намибии, — долгое время оставались загадкой для науки. Существующие теории объясняли их либо пространственной самоорганизацией растительности из-за обратной связи с водой, либо деятельностью термитов.
Профессор Эхуд Мерон из Университета Бен-Гуриона изучает эти круги как модель реакции экосистем на водный стресс. Он считает, что все прежние теории упускали из виду связь между двумя ключевыми механизмами: фенотипической пластичностью на уровне отдельного растения и пространственной самоорганизацией на уровне популяции.
Фенотипическая пластичность — это способность растения изменять свои черты в ответ на стресс среды.
Профессор Мерон с коллегами предложили новую модель, которая объединяет оба механизма:
- Пространственное структурирование из-за обратной связи "вода–растительность".
- Фенотипические изменения, такие как рост корней вглубь для доступа к влажным слоям почвы.
Сравнение модели с наблюдениями показало, что именно эта связь объясняет две загадки, неподвластные классической теории формирования растительных узоров:
- Появление многоуровневых паттернов кругов фей, где пространство между кругами заполнено мелкими пятнами растительности.
- Отсутствие полосатых и пятнистых паттернов вдоль градиента осадков, которые предсказывает классическая теория.
Исследование также выявило, что комбинация фенотипических изменений и пространственной самоорганизации создаёт множество дополнительных путей реакции экосистемы на засуху. Эти пути приводят к разным многоуровневым паттернам, которые значительно более устойчивы к водному стрессу, чем паттерны с единственным фенотипом.
Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Выявление этих альтернативных путей крайне важно для перевода хрупких экосистем с траектории коллапса на путь устойчивости, — поясняет профессор Мерон. — Это исследование подчёркивает важность учёта большего числа элементов экосистемной сложности при поиске способов избежать перехода к дисфункциональным состояниям в условиях более тёплого и сухого климата».