Термиты как причина кругов фей в пустыне Намиб подтверждена

Более десяти лет исследователи обсуждали, как возникают многочисленные круговые проплешины посреди африканских травянистых равнин — так называемые круги фей.

В своём текущем исследовании "Травление песчаными термитами вызывает круги фей в Намибии — ответ Гетцину" биолог профессор Норберт Юргенс и почвовед доктор Александр Грёнгрофт из Гамбургского университета подтверждают, что причиной кругов фей являются термиты. Одновременно они опровергают ключевые аргументы объяснения, предложенного моделлерами экосистем, что круги вызваны саморегуляцией трав. Исследование опубликовано в журнале Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics.

Ещё в 2013 году гамбургский ботаник Норберт Юргенс опубликовал, что исключительно подземные песчаные термиты рода Psammotermes вызывают появление проплешин и, уничтожая растения в песчаных почвах, обеспечивают долговременное хранение воды после редких дождей. Это объяснение, опубликованное в Science, в последующие годы подтвердили энтомологи из южной Африки.

Другие исследователи, например, из Гёттингенского университета с помощью подходов моделирования, также изучали загадочный феномен. Они опубликовали, что проплешины вызваны самоорганизацией травяных растений, которые с помощью корней и посредством обширной диффузии в песчаных почвах неравномерно притягивают к себе воду, вызывая гибель трав на проплешинах.

Кроме того, измеряя влажность почвы под кругом фей на глубине 20 см, они обнаружили иссушение, которое интерпретировали как быстрое горизонтальное всасывание воды травами из окружения.

Норберт Юргенс и Александр Грёнгрофт теперь опровергают ключевые аргументы моделлеров из Гёттингена: в своём исследовании они продемонстрировали присутствие песчаных термитов на более чем 1700 кругах фей в Намибии, Анголе и ЮАР.

Измерения влажности почвы, которые Гетцин и др. (2022) приводят как доказательство гипотезы самоорганизации, совпадают с измерениями Юргенса 2013 года. Однако интерпретации различаются: в то время как моделлеры измеряют в верхнем слое почвы и интерпретируют его высыхание как отбор воды окружающими травами, Юргенс показал в 2013 году одновременными измерениями на четырёх разных глубинах до 90 см, что круги фей в подпочве долго хранят воду.

"Ещё большее значение имеет то, что анализ моего коллеги Грёнгрофта и измерения гидрологических свойств пустынного песка, проведённые в лаборатории, опровергают решающие основы предположения о саморегуляции", — говорит Юргенс. "Водопроводность крупнозернистого песка кругов фей, в котором живут термиты, действительно очень высока, когда во время сильного дождя присутствует много воды, которая затем может быстро просочиться в крупные поры".

"Однако ситуация совершенно иная, когда песок отдал легко подвижную воду в глубину и высох до менее чем примерно восьми процентов от объёма почвы. Тогда вода хранится только в точках контакта между песчинками, непрерывная водяная плёнка отсутствует, и способность почвы проводить воду падает до очень низких уровней. Это означает, что при уровнях влажности, обнаруженных под кругами фей (≤5% по объёму), очень мало жидкой воды может транспортироваться на короткие расстояния". Формирование сухих песчаных слоёв на поверхности почвы непосредственно над влажной подпочвой демонстрирует этот физический феномен.

"Горизонтальные переносы воды на метры за несколько дней, предполагаемые представителями саморегуляции, физически невозможны согласно современным знаниям. Дебаты о противоположных интерпретациях биологического феномена таким образом удивительным образом решаются физикой, в данном случае физикой почв", — говорит Юргенс.

"Измерения влажности почвы на кругах фей и почвенно-гидравлические свойства песка, найденные в лаборатории, таким образом, исключают гипотезу саморегуляции как объяснение кругов фей. Причина образования кругов фей, таким образом, ясна — это песчаные термиты, которые обеспечивают себе значительное преимущество для выживания за счёт хранения влаги в почве".