Растительный водный стресс — причина «ведьминых кругов» в Намибии
«Ведьмины круги» (fairy circles) в Намибии — это загадочные круглые проплешины в сухих травянистых равнинах на окраине пустыни Намиб. Ученые из Гёттингенского университета (Германия) и Университета Бен-Гуриона (Израиль) в ходе полевых исследований выяснили, почему свежепроросшая трава внутри кругов погибает.
Результаты показывают, что трава вянет из-за недостатка воды. Верхний слой почвы (10–12 см) действует как «зона смерти», где новая трава не может выжить дольше 10–20 дней после дождя. Отсутствие признаков повреждения термитами опровергает конкурирующую теорию.
Методология: ученые проанализировали 500 отдельных растений в четырех регионах, измерили длину корней и листьев, провели статистический анализ и собрали сотни измерений влажности почвы в сезоны дождей 2023 и 2024 годов.
Ключевые выводы:
- Верхний слой почвы сильно подвержен высыханию. Во время и после сезона дождей его влажность в 3–4 раза ниже, чем на глубине около 20 см.
- Внутри круга верхний слой значительно суше, чем снаружи, в период роста травы после дождей.
- Свежепроросшая трава с корнями средней длиной 10 см не может дотянуться до более глубоких влажных слоев и засыхает.
Конкурентное преимущество: крупные многолетние дернины травы по краю круга, с развитой корневой системой (20–30 см и глубже), быстро зеленеют после дождя и эффективно поглощают воду. Молодая трава с малыми листьями имеет недостаточную «силу всасывания» (транспирацию), чтобы подтянуть воду из глубины.
Гидрология: данные измерений показывают, что в первые 20 дней после дождя гидравлическая проводимость почвы высока в верхних слоях и уменьшается с глубиной. Поэтому дернины в основном поглощают воду с глубины 10–20 см.
«Это и есть причина гибели новой травы в «ведьмином круге». Непрерывные измерения влажности почвы в течение нескольких лет подтверждают этот вывод: почвенная вода в круге заметно быстро уменьшается именно с усилением роста окружающей травы после дождя», — объясняет первый автор доктор Штефан Гетцин.
По мнению исследователей, это свидетельствует о базовой функции кругов как источников воды для страдающей от засухи травы Намиба. Трава сама формирует круглую форму для максимального обеспечения себя почвенной влагой.
«Эту самоорганизацию можно описать как «роевой интеллект». Это системная адаптация к нехватке ресурсов в засушливых регионах», — говорят Гетцин и его коллега доктор Хеци Ицхак.
Опровержение термитной теории: в исследовании также критикуется теория, согласно которой песчаные термиты, объедая корни, вызывают гибель травы. Ученые отмечают, что ни в одной полевой работе с системными данными о длине корней не показано, что питание термитов корнями создаёт «ведьмины круги». Они также указывают, что сторонники этой теории иногда ссылаются на статьи, которые вообще не рассматривают данный конкретный вопрос.
Опубликовано в журнале: Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics.