Eeuwenlang hebben mensen geprobeerd de mysterieuze cirkels uit de Namib-woestijn (zuidwestelijk Afrika) te verklaren. De lokale bevolking noemt deze gebieden met kale grond omgeven door ringen van hoog gras 'de voetafdrukken van God'. Sommigen geloven dat dit het kenmerk is van een vuurspuwende draak die onder de grond leeft.
Onderzoekers kwamen ook in het spel en probeerden de aard van de vreemde cirkels uit te leggen. In de afgelopen 16 jaar zijn verschillende kandidaten voorgesteld als de boosdoener voor het ontstaan van kale gebieden, de oorzaak van hun verschijning was bijvoorbeeld de hevige concurrentie tussen termietenkolonies en zelfs planten die dorstig zijn naar water.
Nu in meer detail. Sommige wetenschappers geloven dat termieten die in de bodem leven verantwoordelijk zijn voor droge gebieden. Ze maken de bodem poreus door 50 centimeter onder de grond een permanent reservoir voor regenwater te creëren. Het ondersteunt het leven van insectenkolonies en het omliggende ecosysteem. Hierdoor verschijnt in feite vegetatie op de bestaansplaatsen van termieten.
Maar er is ook een alternatief standpunt. "Heksencirkels" worden gecreëerd door planten die strijden om water. Andere wetenschappers denken van wel. Maar beide theorieën konden niet de hele aard van het verschijnen van dergelijke "patronen" verklaren.
Nu zeggen ecologen dat beide correct zijn. Zowel termieten als planten kunnen betrokken zijn bij de vorming van kringen door gebrek aan voeding en vocht.
Aan de rand van de Namib-woestijn, waar de mysterieuze ringen worden gevormd, zijn er dorre zandgebieden die minder dan 100 millimeter regen per jaar ontvangen. Deze hoeveelheid vocht lijkt voldoende om de groei van sommige grassoorten te ondersteunen, maar het is niet voldoende om een aaneengesloten weide te creëren.
(Overigens zijn dezelfde ringen te vinden in West-Australië. Maar wetenschappers kennen de omstandigheden nog steeds niet, waardoor dergelijke cirkels verschijnen.)
Theoretisch biologe Corina Tarnita van Princeton University wilde weten hoe deze patronen op de grond ontstaan, bijvoorbeeld hetzelfde fenomeen van "heksenringen" (feeëncirkels). Daartoe creëerde ze wiskundige modellen die voorspellen welke patronen hier en daar zullen verschijnen (en hoe ze eruit zullen zien), rekening houdend met verschillende factoren.
Promotie video:
Zij en collega (en parttime echtgenoot) ecoloog Rob Pringle van Princeton University dachten dat heksenkringen een goede manier konden zijn om een model te testen.
Wetenschappers hebben, samen met andere ecologen, voor het eerst voorspeld hoe termieten het landschap kunnen transformeren, gezien de beschikbare vegetatie. Door simulaties ontdekten ze dat kolonies in de loop van de decennia zouden verschijnen en verdwijnen (net als de waargenomen "heksenkringen"), en dat ze zich uiteindelijk konden organiseren. Het resultaat is een systematische cellulaire rangschikking van insectenkolonies, dat wil zeggen dat elke kolonie wordt omringd door zes andere.
De specialisten waren ook geïnteresseerd in de bijdrage van planten die ze kunnen leveren aan het verschijnen van ongewone ringen. Ze wendden zich tot een al gepubliceerd artikel dat suggereerde dat planten zichzelf ook kunnen organiseren op basis van het vocht in de grond.
"Er is simpelweg niet genoeg water om een volledige grasmat te behouden, wat leidt tot dergelijke gaten in het patroon", legt Stephan Getzin, een ecoloog bij het Helmholtz Center for Environmental Research, uit. …
De onderzoekers combineerden de twee verklaringsmodellen en kwamen met een gemengde oplossing: termieten kunnen grootschalige patronen creëren, terwijl planten kleinere patronen kunnen creëren.
Tijdens de bouw van hun huizen veranderen insecten de waterstroom in de bodem, wat leidt tot het verschijnen van woestijngebieden omgeven door een ring van hoog gras. Maar de modellen voorspellen ook dat er op zulke plaatsen systematisch struikgewas tussen de "heksencirkels" zal zijn. Ze maken een tekening binnen een tekening.
Toen onderzoekers dergelijke "heksenkringen" in Namibië fotografeerden, vonden ze gelijkaardige struikgewas, wat de juistheid van de modelconclusies aangeeft. Andere waarnemers negeerden dergelijke gebieden gewoonlijk, voegt Tarnita toe.
Veel onderzoekers zijn het eens met de bevindingen van hun collega's. "Voor mij heeft onderzoek aangetoond dat grootschalige patronen in Namibië verklaard kunnen worden door een combinatie van termieten en planten", zegt MG (Max) Rietkerk, een ecoloog aan de Universiteit van Utrecht in Nederland. Hij merkt op dat dit werk zal helpen bij het verklaren van de patronen die in andere delen van de wereld worden aangetroffen.
Toegegeven, er zijn mensen voor wie de beslissing niet zo voor de hand liggend leek. "Het lijdt geen twijfel dat de 'heksenkringen' het product zijn van een ecosysteem dat is gecreëerd door termieten die in de bodem leven", zegt ecoloog Norbert Jürgens van de Universiteit van Hamburg. In 2013 was hij de eerste die suggereerde dat termieten verantwoordelijk zijn voor dergelijke patronen. En natuurkundige Cristián Fernández-Oto van de Vrije Universiteit Brussel merkt ondertussen op dat de studie "niets verandert aan zijn mening dat planten het belangrijkste ingrediënt zijn."
Volgens entomoloog Walter Tschinkel van de University of Florida in de Verenigde Staten moet de wetenschappelijke wereld experimenten uitvoeren om de exacte oorzaak te achterhalen. Hij bestudeert ook mysterieuze "patronen", maar via andere studies. "We hebben ook meer kennis nodig over de biologie van termieten en de grassen die in deze gebieden voorkomen", zegt hij.
Een studie waarin de aard van de "heksenkringen" werd uitgelegd, werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
