Загадка природы: в поисках происхождения «волшебных кругов»

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

В мире природы существует множество загадок, способных удивить даже самых опытных ученых. Одной из таких загадок являются «волшебные круги» — уникальные образования на травянистых площадях, которые были впервые обнаружены в Намибии. Эти почти идеально круглые прогалины голой земли, окруженные кольцом пышной растительности, создающие повторяющийся узор. Несмотря на множество теорий, объясняющих их происхождение, от обратной связи между водой и растительностью до деятельности термитов, до сих пор не было единого мнения о причинах их возникновения.

Волшебные круги пустыни Намибии
Источник: www.intfakti.ru

Недавние исследования, проведенные профессором Эхудом Мероном из Бен-Гурионовского университета Негева и его коллегами, открывают новую страницу в понимании этого явления. Их работа основана на двух ключевых механизмах: фенотипической пластичности на уровне отдельного растения и пространственной самоорганизации в узорах растительности на уровне популяции растений. Фенотипическая пластичность это то, что способствует адаптации растений к изменениям окружающей среды, путем изменения своих характеристик, например глубины корней, чтобы достичь более влажных слоев почвы.

Фенотипическая пластичность — это способность организма, в данном случае растения, к изменению своих фенотипических характеристик в ответ на изменения происходящие в окружающей среде. Это не влечет за собой изменений в генотипе, то есть в ДНК организма, а представляет собой изменение в экспрессии генов, что приводит к различным фенотипам.

В контексте адаптации растений к условиям недостатка воды, фенотипическая пластичность может проявляться в различных формах. Например, растения могут изменять глубину своих корней, чтобы достигать более влажных слоев почвы, или изменять размер и форму листьев для уменьшения потери воды через испарение. Такие адаптации позволяют растениям выживать и продолжать расти в условиях, когда доступ к воде ограничен.

Влияние скорости фенотипического перехода на крупномасштабные переходы узоров в ответ на уменьшение осадков. (a-e) Высокая скорость перехода, α = 5 мм/г, приводит к формированию многоуровневого узора пробелов перед переходом к голой почве. (f-k) Более низкая скорость перехода, α = 3.51 мм/г, приводит к дополнительному крупномасштабному переходу, от узора пробелов к многоуровневому полосатому узору перед переходом к голой почве. (l-r) Очень низкая скорость перехода, α = 0.05 мм/г, приводит к еще одному крупномасштабному переходу, от полосатого узора к многоуровневому узору точек перед переходом к голой почве. Панели e, k, r показывают выбранную зависимость от времени уменьшающихся скоростей осадков. Осадки P и время T даны в единицах мм/г и г соответственно.
Автор: Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2311528120 Источник: phys.org

Сочетание этих двух механизмов приводит к формированию многоуровневых узоров «волшебных кругов», которые не только удивляют своей красотой, но и обладают повышенной устойчивостью к водному стрессу. Это открытие имеет огромное значение для экологии, так как позволяет лучше понять, как экосистемы могут адаптироваться к меняющимся климатическим условиям и избегать катастрофических последствий, таких как высыхание и деградация.

В своей статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи подчеркивают важность учета различных элементов сложности экосистем при разработке стратегий сохранения и восстановления. Они утверждают, что понимание альтернативных путей реакции экосистемы на стресс поможет перевести хрупкие экосистемы с пути краха на путь устойчивости.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Чем отделать стены в гараже: поиск идеального материала

Когда речь заходит о гараже, многие из нас видят его просто как место для хранения автомобиля или велосипеда, возможно, набор инструментов или старых красок. Но если вы копнете глубже, окажется,...

Самые уважаемые профессии в СССР. Взгляд сквозь время

В современном мире, где профессиональные предпочтения и уважение к определенным специальностям постоянно меняются, хочется взглянуть назад, на то, какие профессии пользовались наибольшим уважением...

Искусственный интеллект в каждый дом. ТОП-5 приложений AI для Android в 2024 году

В последнее время искусственный интеллект (ИИ) занимает все более значительное место в нашем повседневном общении с технологиями, открывая новые возможности для повышения производительности и...

Обзор мощного мини-ПК Geekom A7: флагман, но есть нюансы

Все мы желаем большего. Это касается и производительности персонального компьютера. Но не всем приятно иметь огромную коробку, если иногда захочется поиграть в современные игры. Компания Geekom,...

Как кошка показывает, что считает вас своей «мамой» или «папой»: основные признаки и важные моменты

Когда вы принимаете в свой дом пушистого котёнка или забираете кошку из приюта, вы становитесь не просто хозяином для питомца, а своего рода «родителем» в человеческом понимании этого слова. Забота...

Поездка в Китай (провинция Гуандун), а также Гонконг летом 2023 года. Часть 4 - Горы Данься (Danxia Mountain)

Впервые за 15 лет снова в Китай! Южная провинция Гуандун, а также Гонконг, август 2023. В этой части: поездка на скоростном поезде Шэньчжэнь — Шаогуань на север провинции Гуандун в район...