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In der Diskussion um die Ursache der mysteriösen kahlen Kreise in Grasflächen am Ostrand der Namib-Wüste wurde nun bestätigt, dass Termiten die Ursache sind. Das ist das Resultat einer Veröffentlichung von Forschenden des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg, die in der Fachzeitschrift "Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics" (PPEES) erschienen ist.
Seit über zehn Jahren diskutieren Forschende, wie die zahlreichen kreisförmigen kahlen Stellen inmitten der afrikanischen Graslandschaft – die sogenannten Feenkreise – entstehen können. In ihrer aktuellen Studie „Sand termite herbivory causes Namibia´s fairy circles – A response to Getzin“ bestätigen der Biologe Prof. Dr. Norbert Jürgens und der Bodenkundler Dr. Alexander Gröngröft von der Universität Hamburg, dass Termiten die Ursache für die Feenkreise sind. Gleichzeitig widerlegen sie zentrale Argumente der von Ökosystem-Modellierern vertretenen Erklärung, die Kreise würden durch Selbstregulierung der Gräser verursacht.
Bereits im Jahr 2013 publizierte der Hamburger Botaniker Norbert Jürgens im Fachjournal „Science“, dass rein unterirdisch lebende Sandtermiten der Gattung Psammotermes die Kahlstellen verursachen und durch die Beseitigung der Pflanzen in den sandigen Böden eine lange andauernde Speicherung von Wasser nach seltenen Regenfällen ermöglichen. Diese Erklärung wurde in den Jahren danach von Entomologinnen und Entomologen aus dem südlichen Afrika (Prof. Mike Picker, Dr. Joh Henschel, Dr. Kelly Vlieghe) bestätigt.
Auch andere Forschende untersuchten das mysteriöse Phänomen, unter anderem an der Universität Göttingen durch Modellansätze. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler veröffentlichten (Getzin et al. 2015, 2022), dass die Kahlstellen durch Selbstorganisation der Graspflanzen entstehen, die mit ihren Wurzeln und durch weitreichende Diffusion in den Sandböden Wasser ungleichmäßig an sich ziehen und so das Absterben von Gräsern in den Kahlstellen verursachen. Den Verlauf der von ihnen gemessenen Bodenfeuchte in 20 Zentimetern Tiefe interpretierten sie so, dass die Austrocknung durch Absaugen des Bodenwassers der um die Feenkreise wachsenden Gräser verursacht wurde.
Norbert Jürgens und Alexander Gröngröft widerlegen nun in dem von PPEES veröffentlichten Artikel die zentralen Argumente der Göttinger Modellierer: In ihrer Studie haben Jürgens und Gröngröft an mehr als 1.700 Feenkreisen in Namibia, Angola und Südafrika die Präsenz der Sandtermiten in Feenkreisen nachgewiesen. Die von Getzin et. al (2022) als Beweis für die Selbstorganisationshypothese angeführten Messungen der Bodenfeuchte decken sich mit den Bodenfeuchtemessungen von Jürgens im Jahr 2013. Allerdings weichen die Interpretationen voneinander ab. Während die Modellierer nur im Oberboden bei 20 Zentimetern Tiefe messen und dessen Austrocknung als Entzug von Wasser durch die umgebenden Gräser interpretieren, zeigte Jürgens bereits 2013 durch gleichzeitige Messung in mehreren Tiefen bis zu 90 Zentimetern, dass die Feenkreise im Unterboden das Wasser langzeitig speichern.
„Von noch größerer Tragweite ist, dass die Analyse meines Kollegen Gröngröft und die im Labor durchgeführten Messungen der hydrologischen Eigenschaften des Wüstensandes die entscheidenden Grundlagen der Annahme einer Selbstregulation entkräften“, sagt Jürgens. „Die Wasserleitfähigkeit des grobkörnigen Sandes der Feenkreise, in dem die Termiten leben, ist zwar sehr hoch, wenn bei einem Starkregenereignis sehr viel Wasser vorliegt, das in den großen Poren dann rasch versickern kann. Ganz anders verhält es sich aber, wenn der Sand das leicht bewegliche Wasser in die Tiefe abgegeben hat und auf nur noch weniger als ca. acht Prozent des Bodenvolumens ausgetrocknet ist. Dann ist Wasser nur noch an den Berührungspunkten der Sandkörner gespeichert, es fehlt ein kontinuierlicher Wasserfilm und die Fähigkeit des Bodens, Wasser zu leiten, sinkt auf sehr geringe Werte ab. Dies bedeutet, dass bei den unterhalb von Feenkreisen gefundenen Feuchtemengen (≤5 Prozent des Volumens) nur noch sehr geringe flüssige Wassertransporte über kurze Distanzen stattfinden können.“ Die Bildung trockener Sandschichten an der Bodenoberfläche direkt über feuchtem Untergrund zeigt dieses physikalische Phänomen.
„Die von den Vertreterinnen und Vertretern der Selbstregulation angenommenen horizontalen Wassertransporte über Meter in wenigen Tagen sind nach aktuellem Kenntnisstand physikalisch unmöglich. Die Debatte über gegensätzliche Interpretationen eines biologischen Phänomens wird damit überraschenderweise durch die Physik, in diesem Fall die Bodenphysik, entschieden“, sagt Jürgens. „Die Bodenfeuchtemessungen an den Feenkreisen und die im Labor gefundenen bodenhydraulischen Eigenschaften des Sandes schließen damit die Selbstregulationshypothese als Erklärung für die Feenkreise aus. Die Ursache für die Bildung der Feenkreise ist damit eindeutig – es sind die Sandtermiten, die sich durch die Bodenfeuchtespeicherung einen erheblichen Überlebensvorteil sichern.“
Prof. Dr. Norbert Jürgens
Universität Hamburg
Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften
Fachbereich Biologie
Institut für Pflanzenwissenschaften und Mikrobiologie / Biodiversität, Evolution und Ökologie
Tel.: +49 170 1666500
E-Mail: norbert.juergens@uni-hamburg.de
Juergens N, Groengroeft A 2023 Sand termite herbivory causes Namibia´s fairy circles – A response to Getzin et al. (2022). PPEES 60: 125745 https://doi.org/10.1016/j.ppees.2023.125745
Juergens N, Groengroeft A, Gunter F 2023 Evolution at the arid extreme: the influence of climate on sand termite colonies and fairy circles of the Namib Desert. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B 378: 20220149. https://doi.org/10.1098/rstb.2022.0149
Gröngröft A, Jürgens N 2022 Soil moisture and hydrology of fairy circles. Biodiversity & Ecology 7, 186-198. doi:10.7809/b-e.00368
http://www.min.uni-hamburg.de/ueber-die-fakultaet/aktuelles/2023/0710-feenkreise...
Feenkreise in der Namib-Wüste
UHH/MIN/Jürgens
UHH/MIN/Jürgens
Criteria of this press release:
Journalists
Biology, Geosciences
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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