كانت أصول البقع المستديرة المكشوفة العديدة في الأراضي العشبية الأفريقية المعروفة باسم الدوائر الخيالية موضوعًا للمناقشة بين الباحثين لأكثر من عقد من الزمان. وفي دراسة حديثة، أكد عالم الأحياء البروفيسور نوربرت يورجنز وعالم التربة الدكتور ألكسندر جرونجروفت من جامعة هامبورغ أن النمل الأبيض هو سبب الدوائر الخيالية. وفي الوقت نفسه، فإنهم يدحضون الحجة المركزية التي طرحها مصممو نماذج النظام البيئي بأن الدوائر الخيالية ناتجة عن التنظيم الذاتي للأعشاب.
أكد العلماء أن النمل الأبيض الرملي يشكل دوائر خرافية أفريقية، وأبطلوا النظرية القائلة بأن الأراضي العشبية تنظم نفسها ذاتيًا من خلال إثبات أن هذه الدوائر الخيالية تخزن المياه بمرور الوقت. في الصورة أعلاه دائرة خرافية في صحراء ناميب. مصدر الصورة: UHH/MIN/يورجنز
في وقت مبكر من عام 2013، نشر عالم النبات في هامبورغ، نوربرت يورجنز، مقالًا يشير فيه إلى أن النمل الأبيض الجوفي النقي من جنس Psammotermes يخلق بقعًا مكشوفة ويحقق تخزينًا للمياه على المدى الطويل على الرغم من ندرة هطول الأمطار عن طريق القضاء على النباتات في الرمال. تم نشر هذا التفسير في مجلة ساينس وتم تأكيده في السنوات اللاحقة من قبل علماء الحشرات في جنوب إفريقيا (البروفيسور مايك بيك، دكتور جون هينشل، دكتور كيلي فليغ).
تمت دراسة هذه الظاهرة الغامضة أيضًا من قبل باحثين آخرين، مثل الباحثين في جامعة غوتنغن باستخدام طرق النمذجة. نشر الباحثون مقالات (Getzin et al., 2015, 2022) تشير إلى أن البقع العارية تنتج عن التنظيم الذاتي للنباتات العشبية. تمتص النباتات العشبية الماء بشكل غير متساو من خلال نظمها الجذرية ومن خلال الانتشار الواسع في التربة الرملية، مما يؤدي إلى موت النباتات العشبية في البقع العارية.
بالإضافة إلى ذلك، ومن خلال قياس رطوبة التربة على عمق 20 سم تحت الدوائر الخيالية، اكتشفوا ظواهر الجفاف وشرحوها للعشب المحيط الذي يمتص الماء بسرعة أفقياً.
في كتابتهما PPEES، دحض نوربرت يورجنز وألكسندر جرونجروفت الحجة المركزية لواضعي النماذج في جوتنجن: في دراستهم، أظهر يورجنز وألكسندر جرونجروفت وجود النمل الأبيض الرملي في أكثر من 1700 دائرة خرافية في ناميبيا وأنجولا وجنوب أفريقيا.
قياسات رطوبة التربة التي استشهد بها Getzin et al. (2022) كدليل على فرضية التنظيم الذاتي يتزامن مع فرضية يورجنز 2013. ومع ذلك، يختلف التفسيران: أخذ واضعو النماذج قياسات في التربة السطحية وفسروا تجفيف التربة السطحية على أنه العشب المحيط يسحب الرطوبة بعيدًا، بينما أظهر يورجنز في عام 2013 من خلال قياس رطوبة التربة في وقت واحد على أربعة أعماق مختلفة (يصل عمقها إلى 90 سم) أن الدوائر الخيالية في باطن التربة يمكنها تخزين المياه لفترات طويلة من الزمن.
وقال يورجنز: "علاوة على ذلك، فإن تحليل زميلي جلين جروفت والقياسات المعملية للخصائص الهيدرولوجية لرمال الصحراء يبطل أساسًا مهمًا لفرضية التنظيم الذاتي". "إن الموصلية الهيدروليكية لرمل Fairy Circle ذو الحبيبات الخشنة حيث يعيش النمل الأبيض تكون عالية بالفعل أثناء هطول الأمطار الغزيرة، ويمكن أن تتسرب كميات كبيرة من الماء بسرعة عبر المسام الكبيرة. لكن الأمر مختلف تمامًا عندما تطلق الرمال مياهًا متنقلة بسهولة عميقة بما يكفي لتجف إلى أقل من 8 بالمائة من حجم التربة. "
وفي هذا الوقت، لا يمكن تخزين الماء إلا عند نقاط الاتصال بين حبيبات الرمل. بدون طبقة مائية مستمرة، تنخفض موصلية الماء للتربة إلى مستوى منخفض جدًا. وهذا يعني أنه عند مستويات الرطوبة تحت الدائرة الخيالية (الحجم ≥ 5%)، تكون قدرة نقل الماء السائل لمسافات قصيرة "منخفضة جدًا". ويتجلى هذه الظاهرة الفيزيائية من خلال تكوين طبقة رملية جافة مباشرة على سطح التربة فوق باطن الأرض الرطبة.
يقول يورجنز: "وفقًا للمعرفة الحالية، فإن حالة النقل المائي الأفقي لعدة أمتار على مدار عدة أيام، والتي يفترضها ممثلو التنظيم الذاتي، مستحيلة فيزيائيًا. لذلك، يتبين أن الجدل حول التفسيرات المتعارضة للظواهر البيولوجية يتحدد بواسطة الفيزياء، وفي هذه الحالة فيزياء التربة". "إن قياسات رطوبة التربة للدوائر الخيالية والخصائص الهيدروليكية للتربة الرملية الموجودة في المختبر تستبعد فرضية التنظيم الذاتي كتفسير للدوائر الخيالية. لذلك، فإن سبب تكوين الدوائر الخيالية واضح - حيث يكتسب النمل الأبيض الرملي ميزة كبيرة للبقاء على قيد الحياة من خلال تخزين رطوبة التربة."