Forscher vereinen konkurrierende Theorien um die Entstehung der Landschaftsmuster Rätsel um Feenringe gelöst - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher vereinen konkurrierende Theorien um die Entstehung der Landschaftsmuster

Rätsel um Feenringe gelöst

Mysteriöse Feenringe: Im trockenen Grasland Namibias prägen auffallend regelmäßige Kreismuster das Landschaftsbild. © Jen Guyton

Versöhnlicher Kompromiss: Das Rätsel um die Entstehung auffallend regelmäßiger Kreismuster in der Landschaft Namibias könnte endlich gelöst sein. Denn eine Simulation von Forschern zeigt: Beide bisher postulierten Theorien haben Recht. Nicht entweder Termiten oder Wechselwirkungen zwischen Pflanzen, Wasser und Boden sind die Verursacher dieser Feenringe – sondern beides zusammen. Demnach kann erst die Kombination beider Mechanismen die seltsamen Muster erklären.

Die Feenringe im trockenen Grasland Namibias sind selbst für Biologen ein Rätsel. Denn wie diese seltsamen, kreisrunden Stellen in der Landschaft entstanden sind, ist unbekannt. Während das Innere der zwei bis 35 Meter breiten Kreise völlig kahl ist, haben sie meistens einen Rand aus dichterem, kräftigem Gras. Wissenschaftler spekulieren seit Jahren über eine mögliche Erklärung für diese Muster – dabei ist eine kontroverse Debatte entbrannt.

Während einige Experten Termiten für die Urheber der Feenringe halten, sind andere von dieser Theorie wenig überzeugt. Sie glauben stattdessen: Nicht die Einwirkung von Tieren erzeugt die Kreise, sondern die Wechselwirkung von Pflanzen, Wasser und Boden. Die Feenringe wären demnach die Folge einer Selbstorganisation, die schon der Mathematiker Alan Turing in seiner Theorie der Musterbildung postulierte.

Vereinendes Modell

Ähnlich strittig ist auch die Entstehungsgeschichte anderer Muster in der Landschaft: zum Beispiel die von Hunderten hügelartiger Erhebungen in der nordamerikanischen Prärie, den sogenannten Mima Mounds. Forscher um Corina Tarnita von der Princeton University in New Jersey haben sich nun erneut daran gemacht, das Geheimnis dieser Phänomene zu lüften – und kommen dabei zu einem erstaunlich versöhnlichem Ergebnis.

Ihre Idee: Könnte es sein, dass beide Erklärungsmodelle ihre Berechtigung haben? Um dies zu überprüfen, ließen die Wissenschaftler die beiden konkurrierenden Mechanismen in ein Computermodell einfließen. Auf diese Weise simulierten sie, wie sich die Landschaft sowohl durch die Aktivitäten sozialer Insekten als auch durch Faktoren wie unterirdisch um Wasser konkurrierende Pflanzen verändert. Diese Vorhersagen verglichen sie anschließend mit tatsächlich in der Natur vorkommenden Mustern aus vier Kontinenten.

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Die Kombination macht‘s

Dabei zeigte sich: Die beiden oft diskutierten Erklärungen scheinen keineswegs sich widersprechende Alternativen zu sein. Stattdessen können sie erst in Kombination die Entstehung der landschaftlichen Rätsel vollständig erklären, wie Tarnita und ihre Kollegen am Beispiel der Feenringe in der Namib-Wüste veranschaulichen.

So stimmt die Verteilung von Termitennestern mit der Verteilung der Feenringe überein. Die Insekten erhöhen dem Modell zufolge in der Umgebung ihrer Nester die Sterblichkeit von Gräsern – unter anderem, weil sie sich von deren Wurzeln ernähren. Wie schnell sich die Pflanzen erholen und ob die Termiten ihnen etwas anhaben können, hängt dagegen auch von Faktoren wie Regenmengen ab. Und das wiederum beeinflusst, wie sehr die Konkurrenz um Wasser die Selbstorganisation der Vegetation bestimmt.

Komplementäre Prozesse

Auch andere Eigenheiten der Landschaft rund um die Feenringe werden im Modell erst durch die Kombination beider Ansätze sichtbar, berichten die Forscher. Zum Beispiel bilden sich nach Regenzeiten oft kleine, sommersprossenartige Flecken zwischen den eigentlichen Ringen. „Diese Flecken tauchen in der Simulation ohne die Termiten nicht auf, bilden sich in der kombinierten Simulation jedoch heraus“, schreibt das Team. „Indem wir die Selbstorganisation von Pflanzen und den Einfluss der Termiten als komplementäre Prozesse begreifen, können wir das System der Feenringe besser und realistischer erklären als mit den bisherigen Ansätzen“, sagen die Wissenschaftler.

Die Ergebnisse offenbarten, dass die Interaktionen zwischen sozialen Insektenkolonien und Vegetation zahlreiche Landschaftsmuster rund um den Globus erklären können, schließen die Forscher. Auch künftig sollte man deshalb unterschiedliche Mechanismen gemeinsam betrachten, wenn man versuche, seltsame Muster in der Landschaft zu deuten. (Nature, 2017; doi: 10.1038/nature20801)

(Nature, 19.01.2017 – DAL)

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