stringtranslate.com

Круг фей (образование засушливой травы)

Одиночный круг фей, Намибия
Круги фей в районе Мариенфлюссталь в Намибии

Круги фей — это круглые участки земли, лишенные растительности, диаметром от 2 до 12 метров (от 7 до 39 футов), часто окруженные кольцом стимулированного роста травы. Они встречаются на засушливых лугах пустыни Намиб в западных частях Южной Африки и в части Пилбары в Западной Австралии . Исследования выдвигали различные гипотезы об их происхождении, но ни одна из них не доказала окончательно, как они образуются. Теории включают деятельность различных типов термитов или последствия растительных узоров, которые возникают естественным образом из-за конкуренции между травами.

На языках австралийских аборигенов , населяющих пилбару, они известны как линиджи ( язык маньиджильяджарра ) или мингири ( язык варлпири ).

Расположение

Вид с воздуха на круги фей в национальном парке Намиб-Науклуфт (2017) 24°08′14.09″ ю.ш. 15°41′31.63″ в.д. / 24.1372472° ю.ш. 15.6921194° в.д. / -24.1372472; 15.6921194 (круг фей)

До 2014 года это явление было известно только как встречающееся в засушливых лугах пустыни Намиб в западных частях Южной Африки , особенно распространенное в Намибии . В том году экологи были предупреждены о подобных кольцах растительности за пределами Африки, в части Пилбары в Западной Австралии. [1] [2]

В Африке круги встречаются в полосе, лежащей примерно в 160 километрах (100 миль) вглубь страны и простирающейся на юг от Анголы примерно на 2400 километров (1500 миль) до северо-западной Капской провинции Южной Африки. Это в значительной степени отдаленный и негостеприимный [3] регион, большая часть которого находится более чем в ста километрах от ближайшей деревни. [4] Круги были признаны и неофициально отмечены в течение многих лет, впервые упомянутые в технической литературе в 1920-х годах [5] и периодически после этого [6] с интенсивностью изучения, возросшей в последней четверти 20-го века. [7]

В 2014 году круги фей были впервые обнаружены за пределами Африки, в 15 км (9,3 мили) от города Ньюман , в регионе Пилбара в Западной Австралии. Австралийский инженер-эколог Бронвин Белл вместе со Стефаном Гетцином из Центра исследований окружающей среды имени Гельмгольца опубликовали в 2016 году статью, в которой представили новое понимание возможной причины образования кругов фей. [2] [8]

Примеры можно найти в 24°57′ю.ш. 15°56′в.д. / 24,95°ю.ш. 15,93°в.д. / -24,95; 15,93 (Намибия) и 23°27′ю.ш. 119°51′в.д. / 23,45°ю.ш. 119,85°в.д. / -23,45; 119,85 (Западная Австралия)

Описание

Круги фей обычно встречаются в основном в моноспецифической травянистой растительности, где условия особенно засушливые. Ассоциированные травы обычно являются видами рода Stipagrostis . Исследования показывают, что эти круги проходят через жизненный цикл около 30-60 лет. Они становятся заметными при диаметре около 2 метров (6 футов 7 дюймов), достигая пикового диаметра, возможно, 12 метров (39 футов), [9] после чего они созревают и «умирают», поскольку подвергаются вторжению, в основном трав . [10]

В языках народов Марту и Варлпири в Западной Австралии [11] круги фей известны как «linyji» на языке Маньиджилиджарра и «mingkirri» на языке Варлпири . [12] Но с научной точки зрения, термитные линиджи являются обычными просветами в растительности [13] , а не настоящими кругами фей. [14]

Теории формирования

Круги фей в долине Мариенфлус в Намибии

Подобно хьювельтджи в Южной Африке и курганам Мима в США, причина возникновения кругов фей долгое время была загадкой, и расследование оказалось сложным. [ необходима цитата ] Круги фей в Намибии могут быть созданы иным способом, чем в Австралии, потому что они образовались на песке, а не на глине . [15]

В 2004 году ботаник Преторийского университета Гретель ван Ройен отвергла предположения о деятельности термитов, радиоактивной почве и растительных токсинах. [3] В 2008 году Анжелика Жубер предположила, что остаточные растительные токсины, остающиеся в почве после гибели растений Euphorbia damarana, могут быть причиной бесплодных внутренних частей кругов. [7]

В 2012 году Юджин Молл предположил, что термитные виды Baucaliotermes hainsei и Psammotermes allocerus являются создателями этих кругов. Было обнаружено, что все кольца содержат следы термитов, а радиолокационные исследования показывают, что под кругами фей находится влажный слой почвы. [10]

В 2013 году эту теорию поддержал Норберт Юргенс. Юргенс нашел доказательства того, что песчаный термит, Psammotermes allocerus , создает локальную экосистему, которая получает выгоду от создания круга фей и способствует ему. [16] [17] Песчаный термит был обнаружен в 80-100% кругов, в 100% вновь образованных кругов, [16] и был единственным насекомым, обитающим во всем диапазоне явления. Песчаные термиты создают круг фей, потребляя растительность и роя норы в почве, чтобы создать кольцо. Бесплодный круг позволяет воде просачиваться вниз через песчаную почву и скапливаться под землей, позволяя почве оставаться влажной даже в самых засушливых условиях. Рост травы вокруг круга стимулируется накопленной почвенной водой, и, в свою очередь, термиты питаются травой, медленно увеличивая диаметр круга. Такое поведение Psammotermes allocerus равносильно созданию локальной экосистемы способом, аналогичным поведению обыкновенного бобра . [4]

Уолтер Р. Чинкель , биолог из Университета штата Флорида , который также исследовал круги фей, заметил, что Юргенс «допустил распространенную научную ошибку, перепутав корреляцию (даже очень сильную корреляцию) с причинно-следственной связью». [17] Ранее Чинкель безуспешно искал термитов-жнецов . [17] [18] Юргенс ответил, что песчаные термиты отличаются от термитов-жнецов и живут глубоко под кругом; они не создают насыпей или гнезд над землей и не оставляют следов на песке. [17] В этом отношении песчаные термиты необычайно незаметны в своей деятельности.

Остаются нерешенными вопросы о почве в центре круга, подавляющей рост растений, и о взаимодействии других видов в волшебном круге, поскольку они связаны с местной экосистемой . [4] Принятая мудрость примерно столетней давности отмечала, что «heuweltjies» аномально богаты питательными веществами для растений, что поднимает вопрос о том, сколько фактически различных типов или обстоятельств кругов или heuweltjies может быть. [5] [6]

Позже в 2013 году Майкл Крамер и Николь Баргер предположили, что круги являются следствием растительных узоров, которые возникли естественным образом из-за конкуренции между травами. [19] Они изучили условия, при которых возникают круги фей, и обнаружили, что круги фей отрицательно коррелируют с осадками и питанием почвы. Это наблюдение согласуется с тем, что конкуренция за ресурсы является причиной кругов. Травянистые ландшафты со смесью трав могут привести к бесплодным пятнам в результате подземной конкуренции между различными типами трав. Участки сохраняются, потому что они образуют резервуар питательных веществ для более высоких трав на периферии и, возможно, из-за активности термитов, как в теории выше. Используя количество осадков, биомассу и сезонность температуры, они могут с высокой точностью предсказать наличие или отсутствие кругов фей в регионе. По словам Уолтера Чинкеля, эта теория учитывает все характеристики кругов фей, включая наличие видов высоких трав. [20] В других недавних работах рассматривались взаимодействующие комбинации эффектов узорообразования, вызванных как животными, так и растительностью, как потенциальное объединяющее теоретическое объяснение феномена круга фей. [21]

Теория 2015 года об австралийских кругах фей предположила, что различные паттерны растительности являются следствием конкуренции за дефицитную воду на уровне популяции, поскольку растения «организуются» для максимального доступа к дефицитным ресурсам. Круглые бесплодные участки захватывают воду, которая затем течет к внешним краям кольца. Больше доступной воды увеличивает биомассу и корни, что приводит к тому, что почва становится более рыхлой. Менее плотная почва позволяет большему количеству воды проникать и питать растительность, создавая обратную связь, поддерживающую растения на краю круга. [22] Полевые наблюдения Суджит Рави, Лисинь Вана и коллег с использованием измерений влажности почвы, размера частиц почвы и инфильтрации почвенной воды в Намибии в 2015 и 2016 годах подтверждают это. [23]

В 2021 году было предложено объяснение с использованием гидрологических обратных связей и механизма Тьюринга в качестве причины закономерностей в Австралии. [24] [15]

В 2022 году было опубликовано исследование, в котором проверялась теория термитов и теория самоорганизации растений для Намибии путем выкапывания сотен трав внутри и вокруг кругов фей. [25] Исследование показало, что травы внутри кругов фей погибли от недостатка воды, но не из-за поедания корней термитами, поскольку корни изначально были неповрежденными и такими же длинными или даже длиннее корней жизненно важных трав снаружи. [26] Несколько исследователей кругов фей заявили, что «новое исследование «окончательно» показало, что термиты не были фактором». [27]

В феврале 2023 года слабые просачивания водорода через разломы , трещины и диффузия через скалы были идентифицированы как возможная причина впадин. Один исследователь предположил, что «любящие водород микробы » могут потреблять все другие питательные вещества в почве. [ 28]

Круги фей в заповеднике дикой природы Ньюхейвен на Северной территории

Австралийское кросс-культурное исследование, опубликованное в апреле 2023 года, в котором приняли участие местные народы марту и были использованы их традиционные знания об этом явлении, представляет собой гнезда на тротуарах, занятые дрепанотермесами ( австралийскими термитами-жнецами ). Исследование показало, что круги, возможно, были созданы в плейстоцене ( более 12 000 лет назад), и что термиты жили в них и продолжали их строить. Аборигены жили на австралийском континенте до 65 000 лет и обладают глубокими знаниями, передаваемыми через устные традиции . [11] [12] Однако это исследование не учитывало фактический механизм, который вызывает появление австралийских волшебных кругов. [14] Подробное исследование конкретных австралийских волшебных кругов, проведенное в период с 2014 по 2019 год, показало, что разрывы в голой почве вызваны абиотическим выветриванием поверхности почвы, что приводит к образованию глиняных корок и подавлению роста травы внутри кругов. [8] [24] [29]

Рождение и смерть

Одним из интересных явлений кругов фей является их «рождение и смерть», то есть их появление и исчезновение с течением времени. [18] [19] [30] В некоторых случаях круги фей исчезали в течение 10 лет или меньше, в то время как другие круги фей могли существовать в течение столетий. Эти рождения и смерти, происходящие в течение длительных промежутков времени, могут привести к смене режима , например, к опустыниванию этой экосистемы. [31] [32] Это означает, что эти события могут быть признаком крупномасштабной трансформации этого ландшафта, так что наблюдение за рождением кругов фей свидетельствует о постепенном процессе опустынивания, происходящем. [31] Ученые пытались проверить, может ли такое рождение или смерть произойти из-за вмешательства, например, путем изменения количества воды в системе. [30] Это, в свою очередь, может потенциально помочь определить истинную причину возникновения кругов фей. [31]

Мифы

В устных мифах народа химба из региона Кунене на севере Намибии говорится, что эти бесплодные участки были вызваны богами, духами и/или природными божествами. [10] Бушмены региона традиционно приписывали им духовные и магические силы. [3] Из особых верований народ химба отмечает, что их изначальный предок Мукуру был ответственен за создание кругов фей, или что они были следами богов. [17]

Другой миф, продвигаемый некоторыми гидами в Намибии, заключается в том, что круги образованы драконом на земле, и что его ядовитое дыхание убивает растительность. [17]

Использовать

Народ химба использует круги фей в своем сельском хозяйстве. Поскольку круги фей поддерживают травы на бесплодной земле, они обеспечивают выпас скота. [17] Иногда они возводят временные деревянные ограждения вокруг кругов, чтобы загонять молодняк скота для защиты от хищников на ночь. [17]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Загадка 'волшебных кругов' Намибии". BBC NEWS . 31 марта 2004 г. Получено 4 апреля 2023 г.
  2. ^ ab Sullivan, Rachel (15 марта 2016 г.). «Редкие „круги фей“ обнаружены недалеко от Ньюмена в Западной Австралии». ABC News . Australian Broadcasting Corporation . Получено 15 марта 2016 г. .
  3. ^ abc Pinkstone, Joe (30 июля 2020 г.). ««Волшебные круги» Африки сбивают с толку ученых». The Telegraph . Получено 4 апреля 2023 г. .
  4. ^ abc "Строя "круги фей", термиты создают собственную экосистему". Ars Technica. 31 марта 2013 г. Получено 1 апреля 2013 г.
  5. ^ ab Стелленбосский университет (1928). Аннал - Университет Стелленбоша: Рикс А.
  6. ^ ab CR Van der Merwe (1941). Группы и подгруппы почв Южной Африки. Правительственная типография.
  7. ^ ab Исследование отдельных биотических и абиотических факторов в поддержании «волшебных кругов» (бесплодных участков) в Южной Африке
  8. ^ ab Getzin, Stephan; Bell, Bronwyn (9 марта 2016 г.). «Открытие кругов фей в Австралии подтверждает теорию самоорганизации». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (13). Highwire Press: 3551–3556. Bibcode : 2016PNAS..113.3551G. doi : 10.1073/pnas.1522130113 . PMC 4822591. PMID  26976567 . 
  9. ^ Нувер, Рэйчел (28 июня 2012 г.). «Таинственные круги фей „живые“». Wired . Получено 30 июня 2012 г.
  10. ^ abc Njuguna, Wanja (27 ноября 2012 г.). "Волшебные кольца – загадочные особенности Намибии". The Namibian . Архивировано из оригинала 21 февраля 2013 г.
  11. ^ ab Angeloni, Alice (4 апреля 2023 г.). «Знания коренных народов позволяют ученым обнаружить связь между «кругами фей» и термитами». ABC News (Австралия) . Получено 4 апреля 2023 г.
  12. ^ ab Уолш, Фиона; Биду, Глэдис Каримарра; Биду, Нгамару Каримарра; Эванс, Теодор А.; и др. (3 апреля 2023 г.). «Знания первых людей привели ученых к выводу, что «круги фей» и термитные линиджи связаны в Австралии». Nature Ecology & Evolution . 7 (4). Nature Publishing Group: 610–622. Bibcode :2023NatEE...7..610W. doi :10.1038/s41559-023-01994-1. ISSN  2397-334X. PMC 10089917 . PMID  37012380. 
  13. ^ Getzin, Stephan; Yizhaq, Hezi; Tschinkel, Walter R. (ноябрь 2021 г.). de Bello, Francesco (ред.). «Определение «волшебных кругов» и их отличие от других распространенных растительных пробелов и растительных колец». Journal of Vegetation Science . 32 (6). Bibcode : 2021JVegS..32E3092G. doi : 10.1111/jvs.13092 . ISSN  1100-9233.
  14. ^ Аб Гетцин, Стефан; Ижак, Хези; Муньос-Рохас, Мириам; Эриксон, Тодд Э. (2 января 2024 г.). «Австралийские сказочные круги и термитники линийджи вызываются разными механизмами». Экология и эволюция природы . 8 (2): 203–205. дои : 10.1038/s41559-023-02225-3. ISSN  2397-334Х. S2CID  266744561.
  15. ^ ab Machemer, Theresa. «Волшебная математика, стоящая за „волшебными кругами“». Smithsonian Magazine . Получено 25 декабря 2021 г.
  16. ^ ab Юргенс, Норберт (29 марта 2013 г.). «Биологические основы кругов фей пустыни Намиб». Science . 339 (6127): 1618–1621. Bibcode :2013Sci...339.1618J. doi :10.1126/science.1222999. PMID  23539605. S2CID  206541797.
  17. ^ abcdefgh Уилфорд, Джон Нобл (28 марта 2013 г.). «Тайна африканского круга раскрыта? Может, это жует». The New York Times .
  18. ^ ab Tschinkel, WE (2012). "Жизненный цикл и продолжительность жизни намибийских волшебных кругов". PLOS ONE . 7 (6). Plos.org: e38056. Bibcode : 2012PLoSO...738056T. doi : 10.1371/journal.pone.0038056 . PMC 3384657. PMID  22761663 . 
  19. ^ ab Cramer, Michael; Nicole Barger (15 августа 2013 г.). «Являются ли «волшебные круги» Намибии следствием самоорганизующейся пространственной растительности». PLOS ONE . ​​8. 8 (8): e70876. Bibcode :2013PLoSO...870876C. doi : 10.1371/journal.pone.0070876 . PMC 3744476 . PMID  23976962. 
  20. ^ Кастро, Джозеф (4 сентября 2013 г.). «Загадочные «круги фей» в африканской пустыне получили новое объяснение». livescience .
  21. ^ Tarnita, Corina E.; et al. (2017). «Теоретическая основа для многомасштабных регулярных моделей растительности». Nature . 541 (7637): 398–401. Bibcode :2017Natur.541..398T. doi :10.1038/nature20801. PMID  28102267. S2CID  205252942.
  22. ^ Палмер, Джейн (14 марта 2015 г.). «Таинственные круги фей теперь обнаружены в пустыне Австралии». New Scientist . Reed Business Information Ltd . Получено 15 марта 2016 г.
  23. ^ Рави, Суджит; Ван, Лисинь; Касеке, Кудзай; Илья, Буйневич; Евгений, Маре (2017). «Экогидрологические взаимодействия в пределах «волшебных кругов» в пустыне Намиб: пересмотр гипотезы самоорганизации». Журнал геофизических исследований: Biogeosciences . 122 (2): 405–414. Bibcode : 2017JGRG..122..405R. doi : 10.1002/2016JG003604. hdl : 20.500.12613/7147 .
  24. ^ ab Getzin, Stephan; Erickson, Todd E.; Yizhaq, Hezi; Muñoz-Rojas, Miriam; Huth, Andreas; Wiegand, Kerstin (январь 2021 г.). Schwinning, Susan (ред.). «Соединяя экологию и физику: австралийские круги фей восстанавливаются, следуя модельным предположениям об экогидрологической обратной связи». Journal of Ecology . 109 (1): 399–416. Bibcode :2021JEcol.109..399G. doi : 10.1111/1365-2745.13493 . ISSN  0022-0477. S2CID  224978601.
  25. ^ Гетцин, Стефан; Хольх, Зёнке; Ижак, Хези; Виганд, Керстин (1 декабря 2022 г.). «Сказочные круги в Намибии возникают из-за водного стресса растений, а не травоядных термитов». Перспективы экологии, эволюции и систематики растений . 57 : 125698. doi :10.1016/j.ppees.2022.125698. ISSN  1433-8319. S2CID  253057435.
  26. ^ "Круги фей - все факты о природном явлении". FAIRY-CIRCLES . Получено 13 января 2024 г. .
  27. ^ Нувер, Рэйчел (1 ноября 2022 г.). «В поисках разгадки тайны «Фейского круга» один подозреваемый уволен». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 13 января 2024 г. .
  28. ^ Хэнд, Эрик (16 февраля 2023 г.). «Скрытый водород. Имеет ли Земля огромные запасы возобновляемого, безуглеродного топлива?». Science . 379 (6633). doi :10.1126/science.adh1460.
  29. ^ Гетцин, Стефан; Ижак, Хези; Муньос-Рохас, Мириам; Виганд, Керстин; Эриксон, Тодд Э. (февраль 2019 г.). «Многомасштабное исследование кругов австралийских фей с использованием раскопок почвы и анализа изображений с помощью дронов». Экосфера . 10 (2). дои : 10.1002/ecs2.2620 . ISSN  2150-8925.
  30. ^ ab Tschinkel, Walter R. (28 октября 2015 г.). Singer, Andrew C (ред.). «Эксперименты по проверке причин возникновения намибийских волшебных кругов». PLOS ONE . ​​10 (10): e0140099. Bibcode :2015PLoSO..1040099T. doi : 10.1371/journal.pone.0140099 . ISSN  1932-6203. PMC 4625006 . PMID  26510015. 
  31. ^ abc Зельник, Ювал Р.; Мерон, Эхуд; Бел, Голан (6 октября 2015 г.). «Постепенные смены режимов в волшебных кругах». Труды Национальной академии наук . 112 (40): 12327–12331. arXiv : 1703.00732 . Bibcode : 2015PNAS..11212327Z. doi : 10.1073/pnas.1504289112 . ISSN  0027-8424. PMC 4603475. PMID 26362787  . 
  32. ^ Гетцин, Стефан; Виганд, Керстин; Виганд, Торстен; Йизхак, Хези; фон Харденберг, Йост; Мерон, Эхуд (январь 2015 г.). «Принятие пространственно-явной перспективы для изучения таинственных волшебных кругов Намибии». Ecography . 38 (1): 1–11. Bibcode : 2015Ecogr..38....1G. doi : 10.1111/ecog.00911. ISSN  0906-7590.

Дальнейшее чтение