Тайна африканских кругов фей наконец-то раскрыта

Голые клочки земли, называемые кругами фей, покрывают шрамами травянистую пустыню Намиб. Предыдущие исследования показали, что эти круги создаются термитами или грызунами. Но у ученых из Университета Претории и Университета ИТМО в Санкт-Петербурге теперь есть более убедительная теория. По их словам, круги фей в Африке на лугах образованы растением, которое после гибели выделяет в почву ядовитый сок, тормозящий рост других растений.

Именно этот ядовитый сок местные бушмены используют для окунания наконечников своих охотничьих стрел и получают они его из растений вида Euphorbia (молочай). Как раз молочай, по мнению ученых и является причиной голых круглых пятен на земле, которые разбросаны по травянистой пустыне Намиб и на протяжении десятилетий озадачивали научное сообщество. Являясь одной из величайших загадок природы, они вызывали дикие теории, в частности, о создании их инопланетянами или легендарными богами. Всего же счет таких кругов фей диаметром от 2 до 15 метров насчитывается между южной Анголой и северной частью Южной Африки идет на сотни тысяч.

Эксперты выяснили, что два вида растений - Euphorbia damarana, Euphorbia Gummifera, а, возможно, и другие виды, выделяют водоотталкивающий сок, подавляя рост других травянистых растений и создавая бесплодные безликие круги. При этом создание кругов усугубляется повышением температуры.

Молочай представляет собой довольно известное растение и отличается белым, липким и токсичным соком, способным даже вызывать у людей слепоту, при попадании в глаза. Относится он к суккулентам, то есть ему характерны толстые мясистые листья, способные хорошо удерживать необходимое количество воды в засушливом климате или при неблагоприятных почвенных условиях.  

Стоит отметить, что круги фей в основном ограничены относительно узкой полосой от 50 до 100 км от Атлантического океана, которая простирается вниз от юго-западной Анголы через Намибию до северо-западной части Южной Африки. Еще в 2017 году считалось, что круги фей вызваны так называемыми «природными инженерами подземных экосистем», такими как термиты, муравьи или грызуны. Другое возможное объяснение состояло в том, что конкуренция за воду заставляет растения располагаться таким образом, чтобы корни могли лучше получать доступ к потоку дождя. Однако, несмотря на множество исследований по изучению активности термитов, химии почвы, гидравлики почвы и других свойств, присущих кругу фей, достаточных доказательств получено так и не был. 

Что же касается молочая, то он оказался способным не просто подавлять прорастание других растений, но и обладает противомикробными свойствами против бактерий в ризосфере - той части почвы, которая находится рядом с корнями.  Исследователи предполагают, что растение колонизировало песчаные равнины, когда в прошлом климатические условия были более благоприятными. Поскольку песчаные почвы обладают низкой водоудерживающей способностью, молочай испытывал давление из-за наличия воды и питательных веществ. Постепенно по мере повышения температуры, нехватка воды и конкуренция за питательные вещества привели к усилению конкуренции между этими растениями, и многие из них погибли. 

Повышение температуры в Намибии за последние два или три десятилетия примерно в три раза больше, чем повышение средней глобальной температуры, зарегистрированное в 20 веке. И разложение мертвых растений молочая и образовавшийся при этом липкий латекс, который сочится и рассеивается, делает окружающую песчаную почву водоотталкивающей (или «гидрофобной») и непригодной для прорастания других растений.  Кроме того, молочай также является аллелопатическим, то есть вещества, которые он выделяет, подавляют рост других растений. Большинство этих соединений, вероятно, разрушилось бы за относительно короткое время, но молочный латекс может достаточно плотно прилипать к песку, становиться твердым и сохраняться в почве в течение длительного времени. 

Эти изменения в почве и вызывают, по мнению исследователей, образование множества кругов фей, вызывая переход от участка только с растениями к смешанному участку с растениями и кругами фей, а затем к участку только с кругами фей. При этом было замечено, что семена прорастают в кругах фей, а всходы появляются после хороших дождей, но выживают лишь в течение коротких периодов времени после дождя. И, кстати, семена самого молочая в таких кругах фей также погибают, поскольку почвенная вода находится вне досягаемости и для них. 

В то же время, как полагают ученые, круги фей не постоянны - в течение десятилетий или даже столетий, с редкими дождями, токсичность в кругах постепенно исчезнет. Это означает, что саженцы будут жить дольше в старых кругах фей, пока они в конечном итоге полностью не приживаются и не достигнут зрелости, а круг фей больше не будет виден, поскольку он покрыт новым ростом. 

Обосновывая свою теорию, ученые провели анализ почвы и обнаружили, что почва из кругов фей и из-под разлагающихся растений Euphorbia damarana очень похожа по фитохимии. А, объединив количество осадков, высоту и растительный покров в модели пространственного построения, исследователи предсказали, где должны возникать круги фей. Модель в значительной степени соответствовала распространению трех видов молочайных и привела к новому открытию кругов фей на крайнем юго-востоке Намибии и даже в пустыне Калахари в Южной Африке. 

Исторические аэрофотоснимки также показали, что в популяции из 406 растений Euphorbia gummifera в южной Намибии 134 были заменены кругами фей за 50-летний период. Это исследование предоставило доказательства того, что молочай может объяснить образование кругов фей в определенных местах по всей Намибии, где эти суккуленты встречаются вместе с кругами фей.