白蟻奇觀之“仙女圈”如何形成的?
位于非洲西南部納米比亞的狹長沙漠地帶,有一片沙地長出了無數(shù)個奇怪的草圈,被稱為“仙女圈”,這個謎團也困擾科學家數(shù)十年。“仙女圈”中間沒有植物,而邊緣通常被很高的青草形成矮墻包圍,關于“仙女圈”的形成有多種理論解釋:例如白蟻巢穴或植物爭奪稀缺營養(yǎng)物質和水分等,后來普林斯頓的科學家推出了一種新的解釋:認為這兩種原因共同作用導致了“仙女圈”的形成。
“仙女圈”分布于安哥拉和南非交界處的荒漠中,綿延約2414公里,直徑在2-35米之間。
科學家對“仙女圈”形成的成因持兩種不同的意見。一部分科學家認為這是植物之間地下資源競爭的自然結果,稀缺的雨水和營養(yǎng)物質匱乏的泥土導致草類之間激烈的競爭,這種現(xiàn)象也被稱為“尺度依賴反饋”。另外一些科學家則認為這就是白蟻的“殖民地”,白蟻在地下鉆洞并吞食植物根部。
現(xiàn)在普林斯頓的研究團隊認為這兩種現(xiàn)象可以同時發(fā)生。 研究人員通過創(chuàng)建計算機模型并將結果與現(xiàn)實中納米比亞的“仙女圈”觀察結果進行比較,他們發(fā)現(xiàn)植物間競爭水資源及白蟻筑巢習慣兩者向結合后就可以解釋“仙女圈”的成因。
利用從四個大陸拍攝到的社會性昆蟲群落巢穴衛(wèi)星圖像,研究人員通過計算機模擬確定出這些巢穴采取統(tǒng)一布局的原因,從空中看這些巢穴看起來就像類似于蜂窩的正六邊形。這些模型展示了一個有趣的故事:白蟻等群居動物會擴大其“殖民地”向外尋找食物和水,直到它們遇到另一個“殖民地”。作為強大的“殖民地”生物,兩個白蟻群會爭奪“殖民地”,而較弱的白蟻群通常會被消滅。當兩個白蟻群勢均力敵時,雙方將陷入僵局,這樣“殖民地”邊界就變得清晰,巢穴的蜂窩狀模式就會顯現(xiàn)出來。
另外,研究人員表示,由于沙漠水分稀缺,植物通常傾向于聚集在一起來吸收泥土中的水分和營養(yǎng)物質,而相對較弱的“鄰居”很難與其競爭,因缺乏水分和營養(yǎng)物質死亡并留下一個貧瘠的缺口。
很多年前科學家瓦爾特·津辛爾就開始對“仙女圈”研究,對40個不同的野外場景1200個仙女圈進行取樣,他對一系列假設進行了驗證,包括甲烷等天然氣體外溢或者其他毒素升到地面,在經過很長一段時間探索和研究后,終于發(fā)現(xiàn)只有一種物種幾乎是存在于科學家所訪問的仙女圈內——白蟻,根據(jù)觀察,白蟻的活動非常隱秘,它不在地上建造巢穴。它們在沙地下居所,地下巢穴和通道又深又窄,它們就像在松軟的沙子中游泳,沒有留下任何痕跡,這種白蟻殺死了沙地上的草被,它們以草根為食,導致仙女圈內寸草不生。在這種情況下,沙壤能夠快速地吸收雨水,同時削弱了蒸發(fā)導致的水分流失現(xiàn)象,所以能讓這里的沙壤保留下大量水份,給圈外的植草提供水份供給。
科學家發(fā)現(xiàn)有仙女圈存在的地方,生物的多樣性要比周圍沙漠高出10-20倍,并且還能改善此地區(qū)的降水量。我們知道中國存在著八大沙漠,沙漠地區(qū)的植物和雨水非常稀少、空氣干燥的荒蕪地區(qū)。中國有963萬平方公里的面積,而沙漠卻占據(jù)了70萬平方公里,多年來,沙漠一直在逐漸成長變大,如果我國能把這種白蟻和仙女圈草被引進到中國沙漠,那么用不了幾年時間中國沙漠就能變出一個個的綠洲。