Press release: Feenkreise: Pflanzen-Wasserstress verursacht Namibias Löcher im Gras

No. 44 - 19.03.2024

Forschende beschreiben Oberboden als „Todeszone“ für junge Gräser im Feenkreis

(pug) Namibias berühmte Feenkreise sind geheimnisvolle kreisförmige Kahlstellen im trockenen Grasland am Rande der Namib-Wüste. Ihre Entstehung wird seit Jahrzehnten erforscht und in jüngster Zeit viel diskutiert. Mit umfangreicher Feldarbeit haben Forschende der Universität Göttingen und der Ben-Gurion-Universität (Israel) untersucht, wie frisch gekeimte Gräser im Feenkreis absterben. Ihre Ergebnisse zeigen, dass sie durch Wassermangel im Feenkreis verkümmern. Der Oberboden, also die obersten 10 bis 12 Zentimeter des Bodens, wirken dabei als eine Art „Todeszone“, in der junge Gräser nicht dauerhaft überleben. Stattdessen sterben sie zwischen 10 und 20 Tage nach dem Regen. Dass sie dabei keine Spuren von Termitenfraß zeigen, widerlegt den Forschenden nach eine konkurrierende Theorie. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics veröffentlicht.

Für die Studie untersuchten die Wissenschaftler 500 einzelne Graspflanzen in vier Regionen der Namib anhand von Messungen der Wurzel- und Blattlängen, statistischen Tests und vergleichenden Fotodokumentationen. Zudem nahmen sie viele hundert Messungen der Bodenfeuchte während und nach der Regenzeit 2023 und 2024 vor.

Dabei zeigte sich, dass der Oberboden sehr anfällig für Austrocknung ist. Während und nach der Regenzeit ist die Bodenfeuchtigkeit hier drei- bis viermal niedriger als in den obersten 20 Zentimetern des Bodens. Zudem ist der Oberboden in der Zeit des Graswachstums nach ergiebigem Regen im Feenkreis signifikant trockener als außerhalb. Unter diesen Bedingungen können frisch gekeimte Gräser im Feenkreis nicht bestehen: Sie trocknen aus, da sie mit ihren durchschnittlich 10 Zentimeter langen Wurzeln die tieferliegenden feuchteren Bodenschichten nicht erreichen.

Die großen, mehrjährigen Horstgräser, die am Rand des Feenkreises wachsen und nach dem Regen schnell ergrünen, profitieren dagegen von dem Bodenwasser unterhalb von 20 bis 30 Zentimetern Tiefe. „Mit ihrem ausgeprägten Wurzelsystem saugen die Horstgräser das Wasser besonders stark auf. Sie haben nach dem Regen einen immensen Konkurrenzvorteil gegenüber den frisch gekeimten Gräsern im Feenkreis. Da diese über ihre kleinen Blätter nur wenig Wasser durch Verdunstung abgeben, ist ihre Saugkraft zu gering, um neues Wasser aus tieferen Bodenschichten aufzunehmen“, erklärt Erstautor Dr. Stephan Getzin aus der Abteilung Ökosystemmodellierung der Universität Göttingen.

Die Messdaten zeigen außerdem, dass die physikalische Leitfähigkeit des Wassers in den ersten 20 Tagen nach dem Regen und insbesondere im oberen Boden hoch ist und mit der Tiefe abnimmt. Somit saugen die Horstgräser vor allem Wasser aus den oberen 10 bis 20 Zentimetern des Bodens ab. Getzin sagt: „Das ist die Ursache für das Absterben der Junggräser im Feenkreis. Kontinuierliche Bodenfeuchte-Messungen über mehrere Jahre unterstützen diesen Schluss. Denn erst mit dem Erstarken und Neuwachstum der umgebenden Horstgräser nach Regen verringert sich das Bodenwasser im Feenkreis besonders schnell.“ Dies zeugt den Forschenden zufolge von der prinzipiellen Funktion der Feenkreise als Wasserquellen für die trockengestressten Gräser der Namib. Die runde Form der Feenkreise werde von den Horstgräsern selbst gestaltet, die sich so mit maximal viel Bodenwasser versorgen können. „Diese Selbstorganisation kann als Schwarmintelligenz bezeichnet werden. Sie ist eine systematische Anpassung an Ressourcenmangel in Trockengebieten“, so Getzin und sein Kollege Dr. Hezi Yizhaq.

In ihrer Studie kommentieren Getzin und Yizhag auch die Theorie, dass Termiten die Wurzeln der jungen Gräser im Feenkreis durch Fraß verkürzen und so deren Absterben verursachen. „In einer umfangreichen Diskussion der Veröffentlichungen zur Sandtermiten-Theorie zeigen wir, dass bisher keine einzige Feldstudie mit systematischen Messdaten zur Wurzellänge der absterbenden Gräser gezeigt hat, dass Wurzel-Herbivorie an frisch gekeimten Gräsern die Feenkreise der Namib verursacht“, so die Forschenden. Zudem kritisieren sie, dass Fachartikel als „Beweise“ für solch einen Wurzelfraß gelistet seien, die sich inhaltlich gar nicht damit befassen.       

Getzins Erkenntnisse aus seiner Forschung zu den Feenkreisen sind unter www.fairy-circles.info nachlesbar. Weitere Informationen sind auf dem YouTube-Kanal der Universität Göttingen unter www.youtube.com/watch?v=KoWyV01wR7o zu finden.

Originalveröffentlichung: Stephan Getzin & Hezi Yizhaq. Desiccation of undamaged grasses in the topsoil causes Namibia’s fairy circles – Response to Jürgens & Gröngröft (2023). Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics (2024). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ppees.2024.125780

Kontakt:

Dr. Stephan Getzin

Georg-August-Universität Göttingen

Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie

Abteilung Ökosystemmodellierung

Telefon: 0551 39-23414

E-Mail: stephan.getzin@uni-goettingen.de

Internet: www.uni-goettingen.de/de/112105.html