Після досліджень і незадовільних альтернативних пояснень, професор Ехуд Мерон і його команда вважають, що поєднання просторових моделей і фенотипічних змін дає відповідь.
Казкові кола, які характеризуються майже шестикутним візерунком круглих голих ґрунтових прогалин серед луків, були вперше виявлені в Намібії, а згодом у різних місцях по всьому світу. Ці інтригуючі утворення захоплювали та спантеличили вчених протягом тривалого часу.
Припущення щодо їх походження включають низку теорій, від концепції просторової самоорганізації, зумовленої взаємодією між наявністю води та динамікою рослинності, до можливості впливу на ці закономірності основного розподілу гнізд термітників. Професор Ехуд Мерон з Університету Бен-Гуріона в Негеві вивчав казкові кола Намібії як приклад для розуміння того, як екосистеми реагують на нестачу води.
Він вважає, що всі теорії на сьогодні не помічають зв’язку між двома надійними механізмами, необхідними для розуміння реакції екосистеми: фенотиповою пластичністю на рівні окремої рослини та просторовою самоорганізацією в моделях рослинності на рівні рослинної популяції. Фенотипова пластичність — це здатність рослини змінювати власні ознаки у відповідь на вплив зовнішнього середовища.
Нова модель і знахідки
Професор Мерон разом зі своїми постдокторантами Джеймі Беннетом, Бідешем Берою та Мішелем Ферре та своїми колегами, проф. Hezi Yizhaq і Stephan Getzin пропонують нову модель, яка фіксує як просторовий візерунок за допомогою зворотного зв’язку між водою та рослинністю, так і фенотипічні зміни, що включають глибокий ріст коренів для досягнення більш вологого шару ґрунту.
Порівнюючи прогнози моделі з емпіричними спостереженнями, вони показують, що зв’язок між цими двома механізмами є ключем до вирішення двох видатних загадок, які класична теорія формування рослинності не може пояснити: поява багатомасштабних казкових кіл, де матриця між казковими колами складається з дрібних плям рослинності та відсутності візерунків смуг і плям, окрім візерунків розривів, уздовж градієнта опадів, як передбачає класична теорія.
Крім того, вони виявили, що комбінація фенотипічних змін на рівні рослин і просторового моделювання на рівні популяції може призвести до багатьох додаткових шляхів реакції екосистеми на водний стрес, що призводить до різних багатомасштабних моделей, усі з яких є значно більш стійкими до водного стресу ніж ті, що включають один фенотип.
Їхні висновки нещодавно були опубліковані в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
«Виявлення цих альтернативних шляхів має важливе значення для переведення тендітних екосистем зі шляхів руйнування на шляхи стійкості», — пояснює професор Мерон, який нещодавно виграв грант ERC Synergy для вивчення шляхів стійкості в посушливих районах та інших біомах. «Це дослідження підкреслює важливість розгляду більшої кількості елементів складності екосистеми при розв’язанні питання про те, як уникнути перекидання до дисфункціональних станів екосистеми в міру розвитку теплішого та сухого клімату», — підсумовує професор Мерон.