Новое объяснение загадочных кругов фей
Сказочные круги, почти шестиугольный узор из круглых промежутков на голой почве на лугах, первоначально наблюдавшийся в Намибии, а затем и в других частях мира, на протяжении многих лет очаровывали и сбивали с толку ученых. Теории их появления варьируются от пространственной самоорганизации, вызванной зависящей от масштаба обратной связью между водой и растительностью, до ранее существовавших моделей термитных гнезд.
Профессор Эхуд Мерон из Университета Бен-Гуриона в Негеве изучал намибийские волшебные круги в качестве примера для понимания того, как экосистемы реагируют на водный стресс. Он считает, что все теории на сегодняшний день упускают из виду связь между двумя надежными механизмами, необходимыми для понимания реакции экосистемы: фенотипической пластичностью на уровне одного растения и пространственной самоорганизацией в моделях растительности на уровне популяции растений. Ихвыводыопубликованыв Proceedings of the National Academy of Sciences.
Фенотипическая пластичность — это способность растения изменять свои свойства в ответ на стрессы окружающей среды.
Профессор Мерон вместе со своими научными сотрудниками и коллегами предлагают новую модель, которая отражает как пространственную структуру посредством зависящей от масштаба обратной связи между водой и растительностью, так и фенотипические изменения, включающие рост глубоких корней для достижения более влажного слоя почвы.
Сравнивая предсказания модели с эмпирическими наблюдениями, они показывают, что связь между этими двумя механизмами является ключом к решению двух выдающихся загадок, которые не может объяснить классическая теория формирования растительных узоров: появление многомасштабных узоров сказочных кругов, где матрица между сказочными кругами состоит из мелких пятен растительности и отсутствия узоров из полос и пятен, помимо узоров с промежутками, вдоль градиента осадков, как предсказывает классическая теория.
Кроме того, они обнаружили, что сочетание фенотипических изменений на уровне растений и пространственного паттерна на уровне популяции может привести к появлению множества дополнительных путей реакции экосистемы на водный стресс, что приводит к различным многомасштабным моделям, каждый из которых значительно более устойчив к водному стрессу, чем те, которые включают один фенотип.
«Определение этих альтернативных путей имеет важное значение для перевода хрупких экосистем с пути коллапса на пути устойчивости», - объясняет профессор Мерон. «Это исследование подчеркивает важность учета большего количества элементов сложности экосистемы при решении вопроса о том, как избежать перехода в дисфункциональное состояние экосистемы по мере развития более теплого и сухого климата».