Lahendatud mõistatused haldjasõrmuste ümber

Teadlased ühendavad omavahel konkureerivad teooriad maastikumustrite tekkimise kohta

Saladuslikud haldjasõrmused: Namiibia kuivades rohumaades kujundavad maastikku silmatorkavalt korrapärased ümmargused mustrid. © Jen Guyton
ettelugemist

Kompromissitu kompromiss: mõistatuse silmatorkavalt korrapäraste ringide tekkimisest Namiibia maastikul võiks lõpuks lahendada. Kuna teadlaste simulatsioon näitab: Mõlemad varem postuleeritud teooriad on õiged. Nende haldjaserõngaste põhjuseks ei ole termiidid ega taimede, vee ja pinnase vastastikune mõju - vaid mõlemad koos. Seega saab kummalisi mustreid selgitada ainult mõlema mehhanismi kombinatsioon.

Namiibia kuivadel rohumaadel olevad haldjasrõngad on saladuseks isegi bioloogidele. Sest kuidas need kummalised, ümmargused laigud maastikul on tekkinud, pole teada. Kuigi kahe kuni 35 meetri laiuste ringide sisemus on täiesti paljas, on neil tavaliselt tihedama, paksema rohuga piir. Teadlased on aastaid spekuleerinud nende mustrite võimaliku selgitamise osas - vastuoluline arutelu on puhkenud.

Kui mõned eksperdid peavad termiidid haldjasõrmuste algatajaks, siis teised ei ole selles teoorias veendunud. Selle asemel usuvad nad, et taimede, vee ja pinnase koostoime ei loo mitte ringe, vaid ringe. Haldjarõngad oleksid seetõttu iseorganiseerumise tulemus, mis postuleeris matemaatik Alan Turingi oma mustri kujunemise teoorias.

Seostamismudel

Samamoodi on vaieldav ka teiste maastikul esinevate mustrite tekkimise ajalugu: näiteks Põhja-Ameerika preeria sadu künklikke kõrgusi, nn Mima küngasid. New Jersey osariigis Princetoni ülikoolis Corina Tarnita juhitud teadlased on taas asunud nende nähtuste müsteeriumi lahti mõtestama - ja jõudma hämmastavalt lepitava tulemuseni.

Teie idee: kas võib olla, et mõlemad selgitavad mudelid on õigustatud? Selle testimiseks ühendasid teadlased kaks konkureerivat mehhanismi arvutimudelisse. Sel viisil simuleerisid nad, kuidas maastik muutub nii sotsiaalsete putukate tegevuses kui ka selliste tegurite kaudu nagu taimed, mis konkureerivad maa pärast vee pärast. Need ennustused võrdlesid neid siis nelja mandri tegelike looduslike mustritega. kuva

Kombinatsioon teeb selle

Selgus, et kaks sageli arutatud seletust ei tundu olevat vastandlikud alternatiivid. Selle asemel saavad nad maastiku mõistatuste päritolu täielikult selgitada vaid nende ühendamisel, nagu Tarnita ja tema kolleegid illustreerivad Namiibi kõrbes asuvate haldjasõrmuste näitel.

Seega on termiitide pesade jagamine haldjasõrmuste jaotusega. Putukad suurendavad mudeli kohaselt rohtude suremust pesade läheduses - osaliselt seetõttu, et nad toituvad juurtest. Teisest küljest sõltub see, kui kiiresti taimed taastuvad ja kas termiidid võivad neid kahjustada, näiteks vihmasadu. Ja see omakorda mõjutab seda, kui palju konkurents vee pärast määrab taimestiku iseorganiseerumise.

Täiendavad protsessid

Ka haldjasrõngaste ümbritseva maastiku muud eripärad on mudelis nähtavad ainult mõlema lähenemise kombineerimisel, väidavad teadlased. Näiteks pärast vihmaperioode tekivad tegelike rõngaste vahel sageli väikesed, tedretähnilised laigud. "Need kohad ei ilmu simulatsioonis ilma termiitideta, kuid need ilmnevad kombineeritud simulatsioonis, " kirjutab meeskond. "Mõistes taimede iseorganiseerumist ja termiitide mõju kui täiendavaid protsesse, saame haldjasõrmuste süsteemi paremini ja realistlikumalt selgitada kui varasemate lähenemisviisidega, " väidavad teadlased.

Uurijad järeldavad, et sotsiaalsete putukakolooniate ja taimestiku vastastikune mõju võib seletada arvukaid maastiku mustreid kogu maailmas. Ka tulevikus tuleks maastikul kummaliste mustrite tõlgendamisel arvestada erinevate mehhanismidega. (Loodus, 2017; doi: 10.1038 / loodus20801)

(Loodus, 19.01.2017 - DAL)