Загадочные сказочные круги возникают в сотнях засушливых районов планеты | Наука

На протяжении десятилетий они интриговали экологов и ботаников: в некоторых пустынных районах Намибии небольшая растительность разбросана по земле, образуя круглые пятна на земле, которые, если смотреть с воздуха, кажутся организованными в шестиугольники. Их называют сказочными кругами. Несколько лет назад были обнаружены некоторые очень похожие закономерности в пустыне западной Австралии, что добавило интриги делу. Теперь испанские исследователи усложнили загадку, обнаружив десятки и десятки примеров распространения этого растения. Все они встречаются в засушливых районах, где не хватает воды и питательных веществ. Круглая и шестиугольная организация были бы оптимальным способом выживания растений.

В 1971 году эколог Кен Тинли наблюдал вдоль прибрежной пустыни Намиб (Намибия, Африка) большие территории с окружностями растительности, внутри которых ничего не росло. Должно быть, они напомнили ему волшебные кольца или круги (сказочные круги, на английском языке), оригинальное круговое распространение нескольких видов грибов из влажной Европы и заимствовавшее название. По мнению многих ученых, изучавших эти закономерности, его образование могло быть связано с действием термитов в песчаных почвах пустынь. В 2017 году австралийские исследователи обнаружили новые сказочные круги в западной пустыне. Авторы работы исключили действие термитов и указал на механизмы биологической самоорганизации, уже предвиденные математиком Аланом Тьюрингом.. Однако в том же году, опираясь на знания аборигенов, была проведена другая работа, также связавшая круги австралийских фей с другим видом термитов. Дебаты продолжаются, и теперь некоторые испанские исследователи собираются еще больше подогреть их: они обнаружили гораздо больше волшебных кругов, разбросанных по всей планете.

научный журнал ПНАС публикует в этот понедельник работу ученых из университетов Комплутенсе Мадрида, Альмерии и Аликанте, а также CSIC, которые создали первый глобальный атлас сказочных кругов. Для этого им пришлось подняться высоко в космос, чтобы система искусственного интеллекта (ИИ) могла анализировать тысячи и тысячи изображений, снятых с различных спутников. Они обучили систему, показывая ей фотографии кругов в Намибии и Австралии, искать похожие закономерности. ИИ провел месяц, наблюдая и наблюдая. После этого банк изображений, созданный ИИ, просмотрели авторы работы, экологи и почвоведы, являющиеся экспертами в засушливых районах. Их результат оказался не таким, как они ожидали: они нашли 265 мест со сказочными кругами в 15 странах на трёх континентах. Помимо расширения известного количества пустынь Намибии и Австралии, они обнаружили подобные образования во всех странах, граничащих с Сахарой ​​на юге, от территории Западной Сахары до Африканского Рога. Но они также были обнаружены на Мадагаскаре, а также на африканском континенте, в южной и западной Азии и в больших количествах в центральной Австралии.

«Те, что мы видели, имеют такое же пространственное распределение, как и те, что уже известны из Намибии и Австралии», — говорит Эмилио Гирадо из Лаборатории экологии засушливых зон и глобальных изменений в Университете Аликанте (UA) и первый автор исследования. Одной из самых интригующих особенностей является то, что круги фей образуют шестиугольники вокруг друг друга, причем в почти постоянном количестве. Среднее число известных кругов составляет 6,72 стороны. У новых он практически идентичен, 6,71 сторон.

Во второй части работы они сравнили результаты этой системы искусственного интеллекта с другим искусственным интеллектом, посвященным в данном случае изучению окружающей среды и экологии засушливых территорий. Целью было выяснить, какие факторы способствуют появлению этих закономерностей. Мануэль Дельгадо Бакерисо, руководитель IRNAS-CSIC BioFunLab и соавтор этого исследования, сказал об этом в заметке: «Наше исследование предоставляет доказательства того, что растительные образования в кругах фей встречаются гораздо чаще, чем считалось ранее, что «что позволило нам первая попытка глобально понять факторы, влияющие на его распространение».

Сказочные круги появляются, согласно этому произведению, в засушливых регионах, почва которых преимущественно песчаная. «Песок очень важен. Там, где есть песок, могут быть сказочные круги, но не там, где нет песка», — объясняет Гирадо. Другими универсальными условиями, которые они наблюдали, являются нехватка воды, особенно неравномерность небольшого количества осадков и пониженное содержание питательных веществ в почве. «Растительность пробивается иначе, чем там, где нет проблем с водой», — заключает исследователь UA.

Что касается роли термитов, Гирадо напоминает, что «они встречаются по всему миру, но их глобальное значение невелико». Он добавляет, что в некоторых случаях, например, в Намибии, они могут иметь выдающееся местное значение, «но есть и другие факторы, которые еще более важны», добавляет он. Надо учитывать, что этот атлас представляет собой фотографию, неподвижное изображение, «которое смотрит на то, есть или нет сказочные круги, но ничего не показывает об их происхождении или формировании», заключает ученый. Поэтому нельзя исключать, что свою роль в то время сыграли насекомые. Авторам работы придется спуститься со спутника на землю, чтобы прояснить тайну.

Норберт Юргенс — почетный профессор Института растений и микробиологии Гамбургского университета (Германия) и один из ведущих экспертов по волшебным кругам. Он изучал термитов в Намибии на протяжении десятилетий и является первым сторонником инженерной роли термитов. Из «Намиба» он отвечает на работу Гирадо, что, пока новые модели не будут тщательно изучены, «было бы полезно для научных дебатов ограничить термин сказочный круг к тем структурам, которые впервые описал Тинли в 1971 году». Вспомнив, что во всех засушливых районах узоры воспроизводятся на земле в результате разных процессов, он задается вопросом, почему «примененные авторами методы обнаружили среди растительности округлые и равномерно расположенные голые проплешины только в старый мир, а не в Америке». И он добавляет: «Если это верно, то это будет убедительным указанием на центральную роль конкретных организмов, таких как, например, термиты, которые развились в ходе эволюции в Африке и Австралии, но не в Америке», — добавляет он.

«Эти регулярные закономерности повышают продуктивность растительности, максимизируя захват ресурсов»

Фернандо Маэстре, директор Лаборатории экологии засушливых зон и глобальных изменений Университета Аликанте

Фернандо Маэстре, директор Лаборатории экологии засушливых зон и глобальных изменений в UA, признает, что они не знают, почему в песчаных пустынях с низким и нерегулярным количеством осадков и дефицитом питательных веществ в Америке нет таких растительных узоров. «Мы можем только предполагать. «Это может быть связано с действиями человека в прошлом, выпасом скота, пожарами или изменениями в землепользовании, которые сократили растительный покров».

Но что подчеркивает Master of the Fairy Circles, так это его ключевая роль в этих экстремальных условиях. Они проверили, что на участках, где есть сказочные круги, первичная продуктивность растительности выше. «Эти регулярные закономерности повышают продуктивность растительности, максимизируя захват ресурсов в местном масштабе. Первичная продуктивность — показатель, который можно сравнить с зеленью растений, с их пышностью. Это не фруктовые сады, но они сохраняют этот покров жизни круглый год.

Вы можете следить МАТЕРИЯ в Фейсбук, Икс е Инстаграмнажмите здесь, чтобы получить наш еженедельный информационный бюллетень.