Mysteriet med de namibiske fesirkler

Kreditt: Jen Guyton/ jenguyton.com

I Namib-ørkenen i det sørlige Afrika er de viltvoksende gressletter flekker med et sett med flekker. Felt med «evenesirkler», karrige sirkler kantet med vegetasjonsflekker og som varierer fra 10 til 65 fot i diameter, strekker seg over hundrevis av miles. De ser overjordiske ut fra satellittbilder på Google maps— lokal legende sier at de ble skapt av guder som etterlot sine fotspor på den røde jorden. Men dannelsen av fesirkler har mer å gjøre med matematikk og biologi enn folklore. Det som kan se ut som et tilfeldig arrangement er kanskje ikke tilfeldig i det hele tatt.

'Hele landskapet ser ut som en prikkete kjole,' sier matematiker Corina Ikke levert , som har studert de namibiske eventyrkretsene nøye. Prikkene er som øyer i et hav av kort gress som er «veldig, veldig regelmessig fordelt».

Tarnita har spesialisert seg på teoretisk biologi. Hun og teamet hennes ved Princeton University finner mønstre i naturen og lager modeller for å prøve å forstå hvordan alle slags økosystemer organiserer seg – fra trekroner til insektkolonier til slimsopp. For tilfeller som Namibias fesirkler kan områder være for store til å analysere hele systemet eller utføre eksperimenter i felten. Dette gjør det vanskelig å teste flere hypoteser, sier Tarnita.

Biologer og matematikere har kjempet over mysteriet med de namibiske eventyrsirklene i flere tiår, og foreslått forskjellige mekanismer som er ansvarlige for det merkelige mønsteret. Etter år med studier har forskere slått seg sammen rundt to hovedhypoteser.

For det første er Namib-ørkenen et veldig tørt system. Siden vannet er begrenset, konkurrerer planter om ressursene. Ettersom vegetasjonen utvider seg og trives til en flekk, kan ikke mindre planter i nærheten få det vannet som er nødvendig for å overleve. Mengden vegetasjon tynner ut eller forsvinner ved kantene av lappen, og danner jevne mellomrom, forklarer Tarnita.

'Du ser på dem fra et satellittbilde, og du tenker,' åh, de passer vakkert til denne teorien om plantene som konkurrerer om vann,' sier Tarnita. 'Men så går du under jorden og finner at under hver av disse flekkene er det en termittkoloni.'

Ronnie o Sullivans far

Tarnita samarbeidet med en økolog som påpekte hvordan de eusosiale insektene (hvor individer er delt inn i spesialiserte kaster for å støtte koloniens generelle suksess) graver seg ned i et stort nettverk av underjordiske tunneler for å søke etter mat, og desimerer vegetasjonen over dem. Men hvis en koloni går inn på en annens territorium, kjemper de til en er fullstendig ødelagt, forklarer Tarnita. Resultatet er en serie kolonier, omtrent like store, som hver har et 'ikke-termittland' mellom seg.

Da Tarnita og teamet hennes laget en modell av de to hypotesene, fant de ut at plantekonkurranse og termittkolonier begge uavhengig kunne skape sirklene. Men først når de ble kombinert sammen kunne forskerne skape helheten i landskapet, sier hun. Resultatene deres ble publisert i Natur i januar 2017. Forskningsgruppen hennes er fortsatt ute etter å teste hypotesene på andre måter, inkludert å gjennomføre småskala manipulasjonsstudier på feltet som sammenligner tilstedeværelse og fravær av termittkolonier.

Great Salt Lakes jordspiral

Men de namibiske eventyrsirklene er et veldig komplekst økosystem, forklarer Tarnita, og komplekse økosystemer har mange forskjellige faktorer som spiller inn. Du må vurdere de ulike artene som samhandler med vegetasjonen; mikrobene som vokser i jorda; nedbørsnivået i området. En matematisk modell kan kombinere alle disse biologiske og økologiske prosessene. Å endre tilgjengeligheten til én variabel og modellere de påfølgende mønstrene kan hjelpe forskere til å bedre evaluere forholdene til et økosystem – og kan til og med komme med spådommer om en forestående kollaps.

'Hvis vi tror at mønstre ikke bare er noe vakkert, men noe meningsfullt, kan de fortelle oss noe om økosystemets helse og hvordan det fungerer,' forklarer Tarnita.

Sjekk ut de mystiske mønstrene med flere bilder fra teamets feltarbeid.

Eventyrsirklene drysser jevnt over omtrent 1100 miles av Namib-ørkenen. Kreditt: Jen Guyton/ jenguyton.com

Her kan du se avstanden mellom to nærliggende fesirkler. Kreditt: Jen Guyton/ jenguyton.com

Kreditt: Jen Guyton/ jenguyton.com

Avgangsstudent Tyler Coverdale tar bilder av vegetasjonsmønstrene mellom sirklene. Kreditt: Jen Guyton/ jenguyton.com

Kreditt: Jen Guyton/ jenguyton.com