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(zhǎng)沙漠地帶,有一片沙地長(zhǎng)出了無數(shù)個(gè)奇怪的草圈,被稱為“仙女圈”,這個(gè)謎團(tuán)也困擾科學(xué)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(guān)于“仙女圈”的形成有多種理論解釋:例如白蟻巢穴或植物爭(zhēng)奪稀缺營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分等,后來普林斯頓的科學(xué)家推出了一種新的解釋:認(rèn)為這兩種原因共同作用導(dǎo)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(xué)家對(duì)“仙女圈”形成的成因持兩種不同的意見。一部分科學(xué)家認(rèn)為這是植物之間地下資源競(jìng)爭(zhēng)的自然結(jié)果,稀缺的雨水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匱乏的泥土導(dǎo)致草類之間激烈的競(jìng)爭(zhēng),這種現(xiàn)象也被稱為“尺度依賴反饋”。另外一些科學(xué)家則認(rèn)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(tuán)隊(duì)認(rèn)為這兩種現(xiàn)象可以同時(shí)發(fā)生。 研究人員通過創(chuàng)建計(jì)算機(jī)模型并將結(jié)果與現(xiàn)實(shí)中納米比亞的“仙女圈”觀察結(jié)果進(jìn)行比較,他們發(fā)現(xiàn)植物間競(jìng)爭(zhēng)水資源及白蟻筑巢習(xí)慣兩者向結(jié)合后就可以解釋“仙女圈”的成因。
利用從四個(gè)大陸拍攝到的社會(huì)性昆蟲群落巢穴衛(wèi)星圖像,研究人員通過計(jì)算機(jī)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(gè)有趣的故事:白蟻等群居動(dòng)物會(huì)擴(kuò)大其“殖民地”向外尋找食物和水,直到它們遇到另一個(gè)“殖民地”。作為強(qiáng)大的“殖民地”生物,兩個(gè)白蟻群會(huì)爭(zhēng)奪“殖民地”,而較弱的白蟻群通常會(huì)被消滅。當(dāng)兩個(gè)白蟻群勢(shì)均力敵時(shí),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(huì)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而相對(duì)較弱的“鄰居”很難與其競(jìng)爭(zhēng),因缺乏水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)死亡并留下一個(gè)貧瘠的缺口。
很多年前科學(xué)家瓦爾特·津辛爾就開始對(duì)“仙女圈”研究,對(duì)40個(gè)不同的野外場(chǎng)景1200個(gè)仙女圈進(jìn)行取樣,他對(duì)一系列假設(shè)進(jìn)行了驗(yàn)證,包括甲烷等天然氣體外溢或者其他毒素升到地面,在經(jīng)過很長(zhǎng)一段時(shí)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(xué)家所訪問的仙女圈內(nèi)——白蟻,根據(jù)觀察,白蟻的活動(dòng)非常隱秘,它不在地上建造巢穴。它們?cè)谏车叵戮铀,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(dǎo)致仙女圈內(nèi)寸草不生。在這種情況下,沙壤能夠快速地吸收雨水,同時(shí)削弱了蒸發(fā)導(dǎo)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(xué)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(guó)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(guó)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(zhǎng)變大,如果我國(guó)能把這種白蟻和仙女圈草被引進(jìn)到中國(guó)沙漠,那么用不了幾年時(shí)間中國(guó)沙漠就能變出一個(gè)個(gè)的綠洲。