如果你去到位于非洲南部的纳米比亚沙漠,可以看到这样一幅令人惊叹的风景:正常生长的草丛中间出现了上千个均匀排列的圆圈,它们大小不等,直径大多在2-15米。这些圆圈中的草十分稀疏,有的圆圈中甚至寸草不生。
  文章来源:原理

  如果你去到位于非洲南部的纳米比亚沙漠,可以看到这样一幅令人惊叹的风景:正常生长的草丛中间出现了上千个均匀排列的圆圈,它们大小不等,直径大多在2-15米。这些圆圈中的草十分稀疏,有的圆圈中甚至寸草不生。

  纳米比亚的仙女圈。|>  不止在非洲,这些神奇的圆圈还出现在澳大利亚西部的皮尔巴拉和美国的爱达荷州等地,这些地区都有着大片干旱贫瘠的土地。这一自然奇观被称为“仙女圈”,它是自然界最大的谜团之一。

  有人认为这些圆圈是“仙女”创造的,也有人说外星人曾在这些地区着陆。纳米比亚当地还流传着这样一个传说:在地下深处生活着一条巨龙,它呼吸时的毒气杀死了地上的植被,形成了这些圆圈。

  这些民间传说的想象力十分丰富,而科学研究则尝试从科学的角度给出合理的解释。虽然尚无定论,但研究人员已经提出了很多种不同的假说。

  NorbertJuergens是一位对仙女圈十分着迷的生态学家,他曾前往纳米比亚多达40次,对仙女圈进行了为期6年的研究。几乎在每个被采样的仙女圈中,他都发现了一种名为Psammmotermes>的白蚁。

  2013年,Juergens提出,创造仙女圈的“仙女”正是这种白蚁。他解释说,这些白蚁在土壤中钻洞时了植物的根部,并会以植物的根为食,这使圆圈内的土壤变得贫瘠,植物不再生长。这样一来,雨水可以径直向下渗透,并汇集在地下。于是,生活在圆圈内的白蚁便可以在干燥的沙漠中获得充足的水分和食物,在恶劣的环境中生存下来。

  2019年,哥廷根大学的Stephan>和同事们对澳大利亚的48个仙女圈进行了研究,他们认为,虽然在仙女圈中发现了白蚁,但白蚁与仙女圈的形成并无关联,凭借白蚁无法造成这么大规模且排列密集的圆圈。他们研究了仙女圈区域的土壤压实度黏粒含量,表明仙女圈是由非生物过程形成的,例如旋风中的大雨、极端高温和蒸发等。

  然而,这两种说法目前都未得到普遍认可,目前对于仙女圈的主流解释另有其他。

  2014年,科罗拉多大学的Michael>和同事Nichole>测量了纳米比亚仙女圈的大小和排列密度,发现这些数据都与土壤中的水分和养分含量有关。

  如果地区的降雨量较小,土壤贫瘠,地面上则会形成大量巨型的仙女圈,这些圆圈可以储存水分和养分并通过渗透的方式提供给周边的植被。相反,如果地区的降雨量较大,土地富含养分,则仙女圈会排布稀疏并变小。总结来说,仙女圈是植被进行资源竞争时所引起的一种自发的现象

  资源竞争原理:圆圈中土壤中不生长植被,所以水分及养分含量高,充当着“水库”的角色,可以向圆圈边沿和圆圈外的植被渗透水和营养。|>  近期,关于仙女圈的研究又有了新的进展。Stephan>图灵斑图(Turing>有着千丝万缕的关系。

  艾伦·图灵(Alan>在破译代码和人工智能方面的成就更为人所知,但图灵其实同样长期从事生物数学的研究。

  上世纪中叶,图灵提出,如果有两种特定的物质(分子、细胞等),其中一种可以促进图案的生成,一种抑制图案的生成。这两种物质反应扩散,会自发地组织成斑纹、条纹、环纹、螺旋或是斑点等结构。这些结构被称为图灵斑图,在生物界,它常常被用来解释斑马鱼和豹身上的条纹。

反应扩散方程,它描述了反应扩散理论中的两种化学物质是如何进行反应和扩散的。|>  一些早期对仙女圈的研究表明,图灵斑图可能适用于仙女圈,而Stephan>  如果仙女圈图案符合图灵斑图,那么仙女圈的生成就不是随机的,而是与植物的生长状态有关。研究发现,由于仙女圈内无植被的土壤可以储存水分,其附近的植被汲取了更多的水分,比其他区域的植被生命力更强。这些生命力强的植被非常有规律地呈现出接近六边形的排列方式,与反应扩散模型的模拟结果相符。

  另外,根据图灵斑图的形成原理,生命力较强的植被应当在一起,而生命力较弱的植被则会随机散布。实地观察结果与这一假设相符,进一步证明了仙女圈可以被图灵斑图解释。

  干旱地区的植被就像生态系统的工程师一样,它们通过仙女圈的方式重新分配了生态系统中的水资源,调节自身所处的生态环境。因此,即使在非常干燥恶劣的条件下,生态系统也能正常运转。如果植被没有自发地进行调节,这些地区可能就会变成大片土壤的沙漠。

   作者简介 

  参考来源:

  [1] https://www.nytimes.com/2013/03/29/science/fairy-circles-in-africa-may-be-work-of-termites.html?_r=0

  [2] https://arstechnica.com/science/2013/03/by-building-fairy-circles-termites-engineer-their-own-ecosystem/

  [3] http://www.sci-news.com/biology/australian-fairy-circles-06947.html

  [4] https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0070876

  [5] https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200922102429.htm

  [6] Stephan>  [7] https://teamhoudini.wordpress.com/2018/10/05/pattern-formation-alan-turing/

    无相关信息
最新文章
浅谈只要css就能实现的骨架屏方案

浅谈只要css就能实现

这篇文章主要介绍了浅谈只要css就能实现的骨架屏方案,
Dreamweaver代码怎么自动排版? dw代码格式化的技巧

Dreamweaver代码怎么

Dreamweaver代码怎么自动排?Dreamweaver中的代码看上去
网页简单布局之结构与表现原则分享

网页简单布局之结构与

一般来说html结构 css表现 javascrip行为,网页布局要考
隐藏 Web 中的元素方法及优缺点教程详解

隐藏 Web 中的元素方

这篇文章主要介绍了隐藏 Web 中的元素方法及优缺点教
ps怎么给图片添加放射性效果?

ps怎么给图片添加放射

ps怎么给图片添加放射性效果?ps中想要给图片添加放射效
PS怎么设计球形花朵状线条图案?

PS怎么设计球形花朵状

PS怎么设计球形花朵状线条图案?ps中想要设计一款立体的
最新资讯
2.47×10⁻¹⁹秒!人类迄今测量的最短时间跨度

2.47×10⁻¹⁹秒!人类

日前,德国科学家在最近的《科学》杂志撰文称,首次研究了
在小行星贝努可能撞击地球之前,美国宇航局决定先“下手”

在小行星贝努可能撞击

OSIRIS-REx航天器即将进行一次高难度作业:从小行星贝努
全素食总是没力气?可能是这些没吃够!

全素食总是没力气?可能

素食抛弃了一大类食物来源,就算通过精细搭配,可以在满足
蛇的嘴为什么能吞下更大的猎物?

蛇的嘴为什么能吞下更

蛇的嘴为什么能吞下比自己身体粗得多的猎物呢?
将数学与美学联系在一起神圣比例:黄金分割率

将数学与美学联系在一

关于黄金比例,本文会有你所感兴趣的内容,并且也会了解在
肉眼不可见的微型机器人来了,一次制造100万个,未来可探索大脑

肉眼不可见的微型机器

康奈尔大学的科学家们,使用一种非常简单的方法,做出了一