Sind diese „mysteriösen Kreise“ in der Wüste wirklich das Werk von Außerirdischen?

In den Wüstengraslandschaften Namibias im südlichen Afrika kommt es zu einem sehr seltsamen Naturphänomen. Auf der Oberfläche der trockenen Graslandschaften erscheinen auf mysteriöse Weise kahle, kreisförmige Stellen, auf denen keine Pflanzen wachsen können . Dieses Phänomen wird „Feenkreise“ genannt.

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Geheimnisvolle „Feenkreise“:

Seltsames Vegetationsverteilungsmuster

Die Namib-Wüste bietet eine einzigartige Landschaft, öde und öde, aber dennoch großartig. Diese Kreise sind in den trockenen Graslandschaften entlang der Namib-Wüste weit verbreitet. Es gibt Millionen davon und ihre Durchmesser variieren zwischen zwei und zwölf Metern. Jeder Kreis ist mit nacktem Sand gefüllt, auf dem keine Vegetation wachsen kann, während außerhalb des Kreises Unkraut wuchert und das Gras an den Rändern der Kreise besonders üppig ist.

Die „Feenkreise“ sind gleichmäßig über die weiten, trockenen Graslandschaften der Namib verteilt und bilden seltsame Muster. Aus der Vogelperspektive sehen sie aus wie dicht gedrängte, auf Stoff verstreute Punkte.

In lokalen Legenden sind diese geheimnisvollen Kreise „Fußabdrücke Gottes“. Es gibt sogar Geschichten, denen zufolge in den Graslandschaften der Namib-Wüste ein riesiger Drache lauert und das giftige Gas, das der Drache unter der Erde ausstößt, dafür gesorgt hat, dass in den Graskreisen kein Gras wächst. Darüber hinaus bringen manche Menschen Kornkreise mit Kornkreisen in Verbindung und glauben, dass diese Kreise Spuren von landenden UFOs sind.

Mit Blick auf die Namib-Wüste. Bildquelle: Wikipedia

Endlose Kontroverse:

Meinungen zu „Feenkreisen“

Fast ein halbes Jahrhundert lang haben Wissenschaftler versucht, die Ursache der „Feenkreise“ zu ergründen, doch es gibt viele praktische Schwierigkeiten, dieses mysteriöse Naturphänomen vernünftig zu erklären. Der Ursprung der „Feenkreise“ ist Gegenstand ständiger Debatten, die zu vielen unterschiedlichen Theorien geführt haben.

Es gibt zwei gängige Ansichten.

Die erste Theorie besagt, dass das Absterben der Pflanzen im Kreis durch Termiten verursacht wird, die die Wurzeln der Pflanzen fressen. Nach dieser Ansicht wurde erstmals angenommen, dass die Aktivität von Tieren die Ursache für die Bildung von Feenkreisen sei, insbesondere die Sandtermitenhypothese.

Sandtermiten. Bildquelle: Wikipedia

Der deutsche Botaniker Jürgens und andere glaubten, dass die Sandtermiten, die in den örtlichen Graslandschaften lebten, Wurzelfresser waren, sich von frisch ausgetriebenen Graswurzeln ernährten und so die Pflanzen töteten, was zur Bildung kahler Flächen ohne Vegetation führte.

Oder vielleicht fressen Termiten Grasblätter, um den Verlust von Grundwasser in der Nähe ihrer Nester zu verhindern und so der Verdunstung vorzubeugen. Diese Theorie klingt einfach und ist daher für die Menschen leicht zu akzeptieren.

Seitdem haben jedoch viele Forscher umfangreiche Feldgrabungen von „Feenkreisen“ durchgeführt, und die meisten Untersuchungsergebnisse haben gezeigt, dass es in diesem Gebiet nicht einmal Termiten oder deren Nester gibt und dass zwischen einigen „Feenkreisen“ und Termiten kein kausaler Zusammenhang besteht. Es gibt keine Hinweise darauf, dass Sandtermiten oder andere in Feenkreisen lebende Tiere die Wurzeln der Pflanzen in den Kreisen schädigen.

Die zweite Theorie besagt, dass die Bildung von „Feenkreisen“ mit dem selbstorganisierenden Verhalten von Pflanzen zusammenhängt. Die Theorie besagt, dass die Kreise durch die Konkurrenz der Pflanzen um Namibias knappe Wasserressourcen entstehen. Pflanzen entziehen dem Boden über ihre Wurzeln Wasser und dieser Konkurrenzkampf führt zum Absterben der Pflanzen im Kreis durch Dürre. Diese Theorie wird durch neueste Forschungsergebnisse weiter bestätigt.

Aufgrund der extremen Trockenheit und der unvorhersehbaren Niederschläge in der Namib-Wüste ist das Wachstum der einjährigen Gräser eine unregelmäßige, kurzfristige Reaktion auf seltene Niederschlagsereignisse. Die Bildung von „Feenkreisen“ hängt eng mit dem Niederschlag zusammen. Da das neu gewachsene Gras nach Regenfällen nur wenige Wochen braucht, um seinen Lebenszyklus abzuschließen, müssen Sie die Gelegenheit nutzen, nach Regenfällen Felduntersuchungen durchzuführen, wenn Sie das Rätsel der „Feenkreise“ lösen möchten.

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Der Nebel lichtet sich:

Ein „Wettlauf“ um Wasserressourcen unter Pflanzen

Der deutsche Ökologe Getzin und andere führen seit vielen Jahren Fährtenlesen und Untersuchungen in der Namib-Wüste durch, um das Rätsel der „Feenkreise“ zu lösen.

Im Oktober 2022 veröffentlichten sie ihre neuesten Forschungsergebnisse. Das Forschungsteam verfolgte und analysierte die Niederschläge entlang der Küste Namibias von 2020 bis 2022 und untersuchte die Ursachen des Grassterbens in den „Feenkreisen“ in verschiedenen Zeitabständen nach den Niederschlägen, die die Keimung und das Wachstum der Grassamen auslösten, und bewertete auch die Auswirkungen von Termiten auf die Pflanzen in den Kreisen.

Bildquelle: Referenz [1]

Das Forschungsteam verwendete Bodenfeuchtigkeitssensoren, um die Bodenfeuchtigkeit von der Trockenzeit bis zur Regenzeit zu messen und untersuchte, wie sich aufkommende Gräser räumlich und zeitlich auf die Bodenfeuchtigkeit auswirken. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ursache für das Absterben des Grases in den „Feenkreisen“ nicht auf Termitenaktivität zurückzuführen ist.

Gleichzeitig ergaben die Mess- und Analyseergebnisse auch, dass es keinen systematischen Unterschied in der Wasserinfiltrationsrate zwischen Feenkreisen und der Matrix gab. Daraus folgt, dass das Welken der Pflanzen nicht durch schnellere Infiltrationsraten innerhalb der Feenkreise verursacht wird.

Aufzeichnungen zur Messung der Bodenfeuchtigkeit zeigen jedoch, dass das Gras außerhalb des „Feenkreises“ nach Regenfällen schnell wuchs, wodurch die Feuchtigkeit im oberen Boden des „Feenkreises“ stark abnahm.

Der Grund dafür ist der Wasserstress der Pflanzen, der dazu führt, dass das Gras in den „Feenkreisen“ unmittelbar nach dem Regen abstirbt. Mit anderen Worten: Die Pflanzen im Kreis starben aufgrund von Wassermangel, weil die Pflanzen außerhalb des Kreises um Wasser konkurrierten. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass es sich bei Namibias „Feenkreisen“ um ein selbstorganisierendes Vegetationsphänomen handelt, das durch ökohydrologische Rückkopplung verursacht wird.

In früheren Studien waren sich Ökologen stets einig, dass Feenkreise Grundwasser speichern können. Die Bodenfeuchtigkeit tief im Inneren von Feenkreisen ist um ein Vielfaches höher als die Bodenfeuchtigkeit in der umgebenden Vegetation. Höhere Bodenfeuchte tritt allerdings vor allem in einer Tiefe von 30 bis 100 cm auf und neue Pflanzensetzlinge können meist nur in der oberen Bodenschicht keimen. Der trockene Boden in der oberen Schicht des Kreises bietet den Pflanzen keine Überlebenschance.

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Nach der Theorie der Selbstorganisation der Vegetation führt die ökohydrologische Rückkopplung zwischen den Gräsern rund um die „Feenkreise“ unter Dürrebedingungen zu einer Verringerung der Feuchtigkeit in der oberen Bodenschicht. Daher leiden die Pflanzen in den Lücken der „Feenkreise“ unter starkem Wasserstress und können nur schwer wachsen.

Ohne ausreichende Niederschläge, die für ausreichend Feuchtigkeit sorgen, ist eine Erholung der Vegetation nahezu unmöglich. Das Forschungsteam hat beobachtet, wie sich nackter Boden nach ungewöhnlich starken Regenfällen wieder in üppiges Gras verwandelte.

In der Namib-Wüste wird die Feenkreisbildung durch die hohe Wasseraufnahme der Pflanzen und die schnelle seitliche Diffusion der Bodenfeuchtigkeit im Verhältnis zur Ausbreitung der Biomasse verursacht. Der sogenannte „Absorptions-Diffusions-Rückkopplungseffekt“ führt zu einer umgekehrten räumlichen Biomasse-Wasser-Verteilung im Sandboden der Namib, was zur Bildung von Vegetationslücken führt.

Auf der Grundlage früherer Felduntersuchungen anderer Forschungsteams wurde nachgewiesen, dass sich Wasser in kurzer Zeit horizontal mehr als 7 Meter zwischen Feenkreisen bewegen kann. Diese Art der Ressourcenkonzentration und lokalen Ansammlung von Biomasse führt zur Bildung selbstorganisierender Flecken auf globaler Ebene.

Die Lücken in den Feenkreisen und die periodischen Formationsmuster der Streifen und Flecken der Trockenlandvegetation spiegeln den Mangel an Niederschlägen in der Gegend wider, der das Wachstum einer durchgehenden Pflanzenschicht nicht aufrechterhalten könnte.

Namib-Wüste. Bildquelle: Wikipedia

Insgesamt hat diese Studie den ökohydrologischen Rückkopplungseffekt und die seitliche Diffusion der Bodenfeuchtigkeit, die durch die Gräser rund um die Feenkreise aktiv induziert wird, als die wahrscheinlichsten Mechanismen identifiziert, die zu Wasserstress und letztendlich zum schnellen Absterben der Pflanzen in den Feenkreisen führen.

Absorptions-Diffusions-Rückkopplung destabilisiert die gleichmäßige Vegetation und führt zu sogenannten „Turing-Mustern“.

Lassen Sie mich hier übrigens erklären, dass die berühmte „Reaktions-Diffusions-Theorie der Morphogenese“, die 1951 vom Mathematiker Alan Turing vorgeschlagen wurde, Turings Modell daher auch als Reaktions-Diffusions-Mechanismus bezeichnet wird, zum Grundmodell der theoretischen Biologie geworden ist.

Es beschreibt, wie Muster in der Natur (wie Punkte, Flecken, Streifen und Spiralen) auf natürliche Weise aus einem einheitlichen Zustand entstehen. Diese Muster werden Turing-Muster genannt.

Auf Grundlage der Turing-Mustertheorie können Wissenschaftler mithilfe der Mathematik die stabilen Strukturen und regelmäßigen, sich wiederholenden Muster erklären, die in chemischen und biologischen Systemen entstehen, wie etwa die Streifen von Tigern und Zebrafischen, die Flecken von Leoparden usw.

Abschluss

Im Grasland der Namib-Wüste verändert das Gras, das außerhalb der „Feenkreise“ wächst, aktiv die Bodenfeuchtigkeit innerhalb der Kreise und fungiert so als „Ökosystem-Ingenieur“. Sie „profitieren“ vom zusätzlichen Wasser, das die Feenkreise liefern, indem sie periodische Muster von Lücken in der Vegetation erzeugen und so das Wachstum anderer Gräser darin verhindern.

Im homogenen Sand der Namib-Wüste entstehen durch die äußerst regelmäßige und räumlich periodische Ansammlung von „Feenkreisen“ dichte Lücken zwischen der Vegetation und die Versorgung des Grases mit Wasser, der „Quelle des Lebens“.

Diese Eigenschaft ist für Pflanzen in Umgebungen mit extrem knappen Wasserressourcen überlebenswichtig und führt auch zur Entstehung seltsamer Vegetationslückenmuster wie „Feenkreisen“.

Verweise

[1] Cramer MD und Barger NN. PLoS ONE, 2013, 8(8): e70876.

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[8] Turing A M. Philos. Übers. R. Soc. B, 1952. 237: 37–72.

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Autor: Li Yin, School of Life Sciences, Sun Yat-sen-Universität

Produzent | Chinesische Wissenschaftsausstellung

Herausgeber: Yang Yaping

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