Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Feenkreise wohl doch nicht durch Termiten entstanden

20.05.2014

Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler zu erklären, wie die auffälligen, vegetationsfreien Kreise in afrikanischen Graslandschaften zustande kommen. Nun haben Forscher verschiedene Theorien auf ihre Plausibilität getestet. Dazu haben sie zum ersten Mal genau analysiert, wie sich diese Feenkreise verteilen – und sind dabei auf ein erstaunlich regelmäßiges und flächendeckend homogenes Muster gestoßen. Das lasse sich am besten durch die Konkurrenz der Pflanzen um Wasser erklären, schreibt das Team im Fachjournal Ecography.

Es sieht aus wie eine Landschaft mit Sommersprossen. In einigen Regionen im Südwesten Afrikas ist das trockene Grasland übersät mit kahlen, runden Flecken. Manche sind nur ein paar Meter groß, andere erreichen Durchmesser bis zu zwanzig Metern. Und meistens haben sie einen Rand aus kräftigem Gras. Diese sogenannten Feenkreise laden zu Spekulationen geradezu ein: Wie können solche rätselhaften Strukturen entstanden sein?


Blick auf die mysteriösen Feenkreise im Marienflusstal in Namibia. Die geheimnisvollen, kahlen Flecken im Grasland kommen zu Millionen im Übergang zur Namib-Wüste vor.

Foto: Stephan Getzin/UFZ


Nahaufnahme eines Feenkreises. Nichts wächst im nahezu kreisrunden Inneren eines Feenkreises. Die Größen der Feenkreise können von zwei bis über zwanzig Metern Durchmesser variieren.

Foto: Stephan Getzin/UFZ

„Obwohl sich Wissenschaftler seit Jahrzehnten mit dieser Frage beschäftigen, ist sie immer noch nicht endgültig gelöst“, sagt Dr. Stephan Getzin vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig. Denn bisher hat noch niemand die Entstehung eines Feenkreises vor Ort beobachten können. Es gibt allerdings mehrere Theorien dazu. Die wohl populärste geht davon aus, dass die rätselhaften Flecken das Werk von Termiten sind. Solche Insekten knabbern demnach an den Wurzeln der Gräser und bringen diese so zum Absterben.

Andere Forscher machen dagegen eher Kohlenwasserstoffe aus den Tiefen der Erde für das Phänomen verantwortlich. Wie in einem Schornstein sollen diese Gase an die Oberfläche steigen und dort die Vegetation abtöten.

Eine dritte Fraktion von Wissenschaftlern vermutet, dass die Gräser unter bestimmten Bedingungen ganz von selbst solche Flecken-Muster bilden. Auffällig ist nämlich, dass die Feenkreise nur in besonders trockenen Regionen im Übergangsbereich zwischen Grasland und Wüste auftreten. Dort herrscht unter den Gewächsen eine starke Konkurrenz um Wasser. Wird die Konkurrenz zu groß und die Feuchtigkeit zu knapp, kann das zur Entstehung eines kahlen Flecks mit kräftigem Grasrand ringsum führen.

Gemeinsam mit Kollegen aus Göttingen, Italien und Israel hat Stephan Getzin untersucht, welche dieser drei Theorien die wahrscheinlichste ist. „Wir haben dabei einen ganz neuen Forschungsansatz verwendet“, sagt der UFZ-Mitarbeiter, der sich seit 15 Jahren mit Feenkreisen beschäftigt.

Die Studie beruht auf einer detaillierten Auswertung von Luftbildern, die repräsentative Gebiete mit Feenkreisen im Nordwesten Namibias zeigen. Mit deren Hilfe haben die Forscher zum ersten Mal genau analysiert, wie sich die kahlen Flecken in der Landschaft verteilen: Liegen sie einfach zufällig in der Gegend herum wie die Geldstücke, die aus einem Portemonnaie gefallen sind? Häufen sie sich in bestimmten Gebieten? Oder brauchen sie vielleicht einen bestimmten Mindestabstand zu ihren Nachbarn? 

Mit bloßem Auge lässt sich das kaum entscheiden. Doch es gibt statistische Methoden, mit denen man die Eigenheiten des jeweiligen Verteilungsmusters auf verschiedenen Skalen sichtbar machen kann. Demnach sind die Feenkreise selbst über größere Gebiete erstaunlich regelmäßig und homogen verteilt. „Ein solches Muster ist in der Natur sehr ungewöhnlich“, sagt Stephan Getzin. „Da müssen besonders starke Ordnungskräfte am Werk sein“.

Das aber spricht seiner Ansicht nach gegen die populäre Termiten-Theorie. Eine Studie im Fachjournal Science hatte im Jahr 2013 zwar die Sandtermite Psammotermes allocerus als vermutliche Schöpferin der geheimnisvollen Kahlstellen präsentiert – allerdings vor allem mit dem Argument, dass die Art in allen damals untersuchten Feenkreisen vorkam. Niemand hat bisher beobachtet, dass diese Tiere tatsächlich Löcher ins namibische Grasland fressen – geschweige denn in einem so regelmäßigen Muster.

„Es gibt bisher keinen einzigen Hinweis darauf, dass soziale Insekten großflächig so homogen verteilte Strukturen schaffen können“, betont Stephan Getzin. Im Gegenteil: Sämtliche Untersuchungen, die es über die Verteilung von Termiten und Ameisen in Trockengebieten gibt, berichten auf großen Skalen eher von unregelmäßigen, geklumpten Mustern. Auch die Gasaustritte aus dem Erdreich würden sich nach Ansicht der Forscher wohl kaum flächendeckend so homogen verteilen.

Bleibt also die Konkurrenz unter den Pflanzen. Und die kann durchaus ein homogenes Muster in eine Landschaft zaubern. Während zum Beispiel in einem jungen Wald die Pflanzen noch eng zusammenstehen, dünnt die Vegetation im Laufe der Jahrzehnte von selbst aus. Schließlich braucht jeder erwachsene Baum genügend Platz und Nährstoffe und kann daher nur mit genügend Abstand zu seinen Nachbarn richtig gedeihen. Ein ähnlicher Konkurrenz-Prozess um Ressourcen könnte auch zur Selbstorganisation des Feenkreismusters führen.

Mit einem Computermodell haben Stephan Getzin und seine auf solche Prozesse spezialisierten israelischen Kollegen die unterirdische Konkurrenz um Wasser und die dadurch entstehende Pflanzenverteilung simuliert. Tatsächlich tauchten auf dem Bildschirm ganz ähnliche Muster auf wie auf den realen Luftbildern aus Namibia.

Und bei allen statistischen Analysen stimmten die Merkmale von simulierten und echten Feenkreisen nahezu deckungsgleich überein. Für den UFZ-Forscher ist das ein überzeugendes Indiz dafür, dass die geheimnisvollen Flecken tatsächlich durch eine Selbstorganisation der Gräser entstanden sein könnten: „Wir halten das derzeit für die überzeugendste Erklärung“.

Publikation:
Stephan Getzin, Kerstin Wiegand, Thorsten Wiegand, Hezi Yizhaq, Jost von Hardenberg, Ehud Meron (2014): Adopting a spatially explicit perspective to study the mysterious fairy circles of Namibia. Ecography. Early View, 20 MAY 2014. DOI: 10.1111/ecog.00911
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ecog.00911/abstract

Weitere Informationen:
Dr. Stephan Getzin
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Telefon: 0341/235-1719
http://www.ufz.de/index.php?en=32734
oder über
Tilo Arnhold, Susanne Hufe (UFZ-Pressestelle)
Telefon: +49-(0)341-235-1635, -1630
http://www.ufz.de/index.php?de=640

Weiterführende Links:
Vegetationsdynamik in semi-ariden Gebieten / New methods for modelling systems in a changing world
http://www.ufz.de/index.php?de=17617

Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg mehr als 1.100 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.http://www.ufz.de/

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie sowie Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit 35.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 18 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3,8 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des großen Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894). http://www.helmholtz.de/

Weitere Informationen:

http://www.ufz.de/index.php?de=32841

Tilo Arnhold | UFZ News

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Der Januskopf des südasiatischen Monsuns
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Was das Eis der West-Antarktis vor 10.000 Jahren gerettet hat, wird ihr heute nicht helfen
14.06.2018 | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

Meteoriteneinschläge und Spektralfarben: HITS bei Explore Science 2018

11.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

EMAG auf der AMB: Hochproduktive Lösungen für die vernetzte Automotive-Produktion

15.06.2018 | Messenachrichten

AchemAsia 2019 in Shanghai

15.06.2018 | Messenachrichten

Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen

15.06.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics