Происхождение «кругов фей» — круглых островков без растительности среди травы, каких очень много в Намибии в пустыне Намиб — через почти полвека их обнаружения объяснили исследователи из Геттингенского университета, 23 октября сообщает газета The Namibian.

До последнего времени существовали две теории, согласно одной из них в появлении кругов виноваты термиты, вторая предполагала некую самоорганизацию растений.

Немецкие исследователи, воспользовавшись двумя исключительно хорошими сезонами дождей в пустыне Намиб, установили, что трава в пределах волшебных кругов сначала вырастала, а потом быстро погибала, но термиты в этом виноваты не были.

Ученые провели непрерывные измерения влажности почвы, которые показали, что выпавшая с дождем вода в пределах этих кругов была «высосана» соседями, что и привело к гибели травы внутри этого круга.

Результаты своего исследования ученые представили в статье «Водный стресс растений, а не травоядные термиты вызывает круги фей в Намибии», опубликованной в журнале Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics.

В пустыне Намиб, примерно в 80–140 километрах от побережья в сезон дождей возникают миллионы «волшебных кругов» — участков земли без растительности диаметром от 2 до 15 метров, окруженных кольцом сухой зеленой травы. Вместе они образуют характерный узор по всему ландшафту и видны на многие километры вокруг.

Исследователи проследили за спорадическими дождями в нескольких регионах Намибии и изучили травы, их корни и побеги, а также возможное повреждение корней, которое могло быть вызвано термитами.

Они установили датчики влажности почвы в кругах фей и вокруг них, чтобы регистрировать содержание воды в почве с интервалом в 30 минут, начиная с сухого сезона 2020 года и заканчивая сезоном дождей 2022 года.

Полученные данные позволили исследователям точно зафиксировать, как рост новой травы вокруг кругов влияет на почвенную воду внутри кругов и вокруг них. Они исследовали различия в перемещении влаги между внутренней и внешней сторонами кругов в 10 регионах пустыни Намиб.

Данные показали, что примерно через 10 дней после выпадения осадков трава внутри кругов начала отмирать, причем на большей части внутренней площади кругов трава вообще не вырастала.

Через двадцать дней после дождя пробившаяся трава внутри кругов были полностью высохшей, в то время как окружающая их трава была зеленой. Когда исследователи изучили корни трав внутри и вне кругов, они обнаружили, что корни травы внутри кругов были такими же длинными, как и снаружи, или даже длиннее.

Это указывало на то, что трава в круге прилагали усилия для роста корней в поисках воды. При этом исследователи не обнаружили никаких свидетельств того, что термиты грызли корни травы. Только через 50–60 дней после выпадения осадков повреждение корней стало более заметным уже у погибшей травы.

Когда исследователи проанализировали данные о колебаниях влажности почвы, они обнаружили, что снижение уровня почвенной воды внутри и за пределами кругов происходило очень медленно после первоначального выпадения осадков, пока трава еще не подросла.

Однако, когда окружающая трава хорошо укоренилась, снижение уровня почвенной влаги после осадков происходило очень быстро по всей территории, даже несмотря на то, что в пределах кругов почти не было травы, которая могла бы забирать воду.

Стефан Гетцин из отдела моделирования экосистем Геттингенского университета объясняет: «Из-за сильной жары в Намибе травы постоянно испаряются и теряют воду. Следовательно, они создают вакуум почвенной влаги вокруг своих корней, и вода притягивается к ним. Наши результаты полностью согласуются с результатами исследователей, которые показали, что вода в почве быстро и горизонтально диффундирует в этих песках даже на расстояния, превышающие семь метров».

Гетцин добавил: «Формируя ландшафты с четким рисунком из равномерно расположенных волшебных кругов, травы действуют как инженеры экосистем и извлекают непосредственную выгоду из водных ресурсов, предоставляемых разрывами в растительности».

Наука знает похожие самоорганизующиеся структуры растительности в других суровых засушливых районах мира, и во всех этих случаях, считают ученые, у растений нет другого способа выжить, кроме как расти точно в таких геометрических формациях.

Проведенное исследование дает новые данные для понимания действия подобных экосистем, что особенно важно из-за происходящих глобальных изменений климата, поскольку показывает, как самоорганизация растений защищает их от негативных последствий, вызванных уменьшением влажности.