연구원들은 흰개미가 아닌 식물의 수분 스트레스가 신비한 원을 일으킨다는 것을 보여줍니다.

과학자들은 거의 반세기 동안 나미비아의 요정 원의 기원에 대해 의아해했습니다. 그것은 두 가지 주요 이론으로 요약되었습니다. 흰개미가 책임이 있거나 식물이 어떻게 든 자체 조직화되었습니다. 이제 나미브 사막의 두 차례의 유난히 좋은 강우량 덕분에 괴팅겐 대학의 연구원들은 요정 원 안에 있는 풀이 비가 온 직후에 죽었지만 흰개미의 활동으로 인해 벌거벗은 땅이 생기지 않았음을 보여줍니다. 대신에, 연속적인 토양 수분 측정은 원 주변의 풀이 원 내의 물을 강하게 고갈시켜 원 내의 풀의 죽음을 유도했을 가능성이 있음을 보여줍니다. 결과는 에 발표되었습니다. 식물생태학의 관점, 진화 및 체계.

나미브 해안에서 약 80-140km 떨어진 곳에 수백만 개의 요정 원이 있습니다. 초원에는 각각 몇 미터 너비의 원형 틈이 있으며, 함께 전체 풍경을 가로질러 독특한 패턴을 형성하고 수 마일 주변에서 볼 수 있습니다. 연구원들은 이 사막의 여러 지역에서 산발적인 강우 현상을 추적하고 풀, 그 뿌리와 새싹, 흰개미에 의해 유발된 잠재적인 뿌리 손상을 조사했습니다. 흰개미는 전 세계의 큰 군체에 서식하는 작은 곤충으로 종종 풀의 죽음에 대한 비난을 받아 왔습니다. 연구자들은 강우 직후부터 요정원 내에서 풀이 죽어가는 상황을 조사하는데 세심한 주의를 기울였으며, 이는 풀의 새로운 성장을 촉발시켰다. 또한 2020년 건기부터 2022년 장마철이 끝날 때까지 30분 간격으로 토양 수분 함량을 기록하기 위해 요정 원 안팎에 토양 수분 센서를 설치했습니다. 이를 통해 연구진은 원 주변에 새로 출현하는 풀의 성장은 원 내부와 주변의 토양수에 영향을 미쳤습니다. 그들은 Namib 전역의 10개 지역에서 원의 내부와 외부 사이의 물 침투의 차이를 조사했습니다.

데이터에 따르면 강우 후 약 10일이 지나면 서클 내부에서 풀이 이미 죽기 시작하는 반면 서클의 내부 영역 대부분에는 풀이 전혀 발아되지 않습니다. 강우 후 20일이 지나자 원 안에 있는 고군분투하는 풀들은 완전히 죽어 노란색을 띠는 반면 주변 풀은 생명력이 넘치고 녹색이 되었습니다. 연구자들이 원 안에 있는 풀의 뿌리를 조사하고 바깥에 있는 푸른 풀과 비교했을 때 원 안에 있는 뿌리가 바깥에 있는 뿌리와 같거나 더 길다는 것을 발견했습니다. 이것은 풀들이 물을 찾아 뿌리가 자라기 위해 노력하고 있음을 나타냅니다. 그러나 연구자들은 흰개미가 뿌리를 먹고 있다는 증거를 찾지 못했습니다. 비가 내린 지 50~60일이 되어서야 죽은 풀에서 뿌리 손상이 더 잘 보이기 시작했습니다. 괴팅겐 대학의 생태계 모델링과인 스테판 게진(Stephan Getzin) 박사는 다음과 같이 설명합니다. 중요하게도, 우리는 흰개미가 아무런 책임이 없다는 것을 보여줄 수 있습니다. 왜냐하면 풀은 뿌리를 먹고 사는 생물의 흔적 없이 비가 온 직후에 죽기 때문입니다.”

연구자들이 토양-수분 변동에 대한 데이터를 분석했을 때, 그들은 풀이 아직 조성되지 않은 초기 강우 후 원 안팎의 토양 수분 감소가 매우 느린 것을 발견했습니다. 그러나 주변의 풀이 잘 자리를 잡았을 때는 원 내에서 물을 취하는 풀이 거의 없었음에도 불구하고 강우 후 토양수 감소가 모든 지역에서 매우 빨랐다. Getzin은 다음과 같이 설명합니다. “나미브의 강한 열 아래서 풀은 영구적으로 증산하고 물을 잃습니다. 따라서 풀은 뿌리 주위에 흙-수분 진공을 만들고 물을 끌어당깁니다. 우리의 결과는 토양의 물은 7미터 이상의 거리에서도 이 모래에서 빠르고 수평으로 확산됩니다.”

Getzin은 다음과 같이 덧붙입니다. “균일한 간격의 요정 원의 강력한 패턴의 풍경을 형성함으로써 풀은 생태계 엔지니어 역할을 하고 식생 간극이 제공하는 수자원으로부터 직접 이익을 얻습니다. 사실, 우리는 다양한 다른 척박한 건조지에서 관련 자가 조직 식생 구조를 알고 있습니다. 이 모든 경우에 식물은 그러한 기하학적 구조에서 정확히 자라는 것 외에는 생존할 수 있는 다른 기회가 없습니다.” 이 연구는 특히 기후 변화와 관련하여 유사한 생태계를 이해하는 데 의미가 있습니다. 식물의 자체 조직화가 건조 증가로 인한 부정적인 영향을 완충하기 때문입니다.

2020년과 2021년 강우 후 나미비아에서 두 개의 요정 원을 조사하는 연구원을 보여주는 두 개의 짧은 클립을 여기에서 볼 수 있습니다. https://youtu.be/dC6WZvrYrNY; 그리고 여기: https://youtu.be/ekkWX3rBayo

이 연구는 독일 연구 재단(DFG)의 지원을 받았습니다.

스토리 출처:

재료 에 의해 제공 괴팅겐 대학교. 참고: 콘텐츠는 스타일과 길이에 따라 편집될 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/10/221020122948.htm