Feenkreise | Namibia

Feenkreise in Namibia – Interessante Informationen zum Mysterium

Feenkreise sind runde kahle Flecken im trockenen Grasland, die sich durch eine extrem geordnete Verteilung in der Landschaft auszeichnen. Die meisten Feenkreise haben Durchmesser von 4-8 m, allerdings können sie auch bis über 20 m groß sein. Sie existieren entlang der Namib-Wüste vom nördlichen Südafrika bis ins südliche Angola und wurden neuerdings von uns auch in Australien nachgewiesen. Im folgenden möchte ich eine kurze Übersicht zu meinen Forschungsaktivitäten an Feenkreisen geben. Sie beruhen allesamt auf Kooperationen mit verschiedenen Kollegen.

Erste Forschungen im Jahr 2000

Das Bild aus dem Jahr 2000 zeigt einen Feenkreis neben einem Weg im Marienflusstal. Feenkreise speichern unterirdisch im Sand Wasser und versorgen - ähnlich wie der Weg - die Randpflanzen mit zusätzlichem Wasser.Als wir Anfang 2000 die Feenkreise im Nordwesten Namibias untersuchten, war so gut wie nichts über diese mysteriösen Kreise bekannt. Es existierte noch keine umfangreiche Datenbasis und nur sehr wenige Hypothesen zur Entstehungsgeschichte der Feenkreise wurden entweder in afrikaanser Sprache (Theron 1979, Eicker et al. 1982) oder in einem Konferenzbeitrag (Moll 1994) erwähnt. In Ermangelung eines solchen Wissens war es daher schwierig, spezifische Fragen mit unserer Publikation im Fachjournal Basic and Applied Ecology (Becker & Getzin 2000) zu testen. Damals gab es zwei konkurrierende Hypothesen zur Entstehung der Feenkreise. Einerseits wurde vermutet, dass es sich dabei um eine Reaktion zwischen der Grasschicht und giftigen Wolfsmilchgewächsen (Euphorbia damarana) handelte, bei der die abgestorbenen Büsche das Gras abtöten (Theron 1979). Dabei sprach man von der sogenannten allelopathischen Interaktion. Die zweite These machte Erntetermiten der Art Hodotermes mossambicus für die Feenkreise verantwortlich: Man ging davon aus, die Tiere würden die Grashalme abschneiden und somit eine kreisrunde kahle Stelle am Boden verursachen (Moll 1994). Während die Theorie um die giftigen Büsche (Euphorbien-Hypothese) nicht erklären konnte, wie sich Feenkreise auch in Gebieten gänzlich ohne Euphorbien-Aufkommen bilden konnten, so sind wir in der Tat während der Exkursion im Jahr 2000 auf Erntetermiten gestoßen, die Grashalme abgeschnitten und somit möglicherweise eine größere vegetationslose Stelle verursacht haben. Ein Euphorbia damarana Busch und Feenkreis nahe dem Brandberg. Wir haben auch beobachtet, wie hitzeresistente carnivorische Ocymyrmex-Ameisen die Erntetermiten erbeutet haben, wenn diese bei über 40 Grad Celsius unter thermalen Stress litten – was meinen Kollegen und mich vermuten ließ, dass eben diese Hitzeempfindlichkeit der Termiten und das Erbeutet-Werden durch die Ameisen ein Grund für die begrenzte Größe der Feenkreise sein könnte. So gesehen bestärkte unsere Entdeckung die Termiten-Theorie. Doch letztlich war eine entscheidende Voraussetzung dafür nicht erfüllt: Unsere damaligen Beobachtungen waren an einen bestimmten Ort und bestimmte Feenkreise gebunden – sie konnten nicht automatisch auf sämtliche Feenkreise übertragen werden und waren somit nicht allgemeingültig. So zeigen spätere Arbeiten, dass viele Feenkreise in Namibia keine Anzeichen für Termitenaktivität aufweisen. Darüberhinaus mangelt es diesen trockenen Graslandschaften entlang der Namib-Wüste weitgehend an ökologischer Resistenz, so dass verschiedenartige Störungen die Grasschicht öffnen können und sich ein kreisrunder, vegetationsloser Fleck bilden kann.

Ein neuer, ganzheitlicher Forschungsansatz

Feenkreise im Marienflusstal. Die Muster der Kreise sind extrem regelmäßig und homogen angeordnet. Mehr als zehn Jahre später, inzwischen gab es neue Daten und Methoden, war es Zeit festzustellen, dass jede gültige Hypothese zur Entstehung der Feenkreise in der Lage sein muss, sämtliche Details ihrer Muster sowohl auf kleinen als auch auf großen Landschaftsskalen und gleichzeitig ihr Vorkommen in einem sehr begrenzten klimatischen Raum erklären zu können. Feenkreise kommen hauptsächlich in einem Kerngebiet mit 70 bis 120 mm Jahresniederschlag vor, was einem nur wenige Dutzend Kilometer breiten Streifen von West nach Ost entlang der Pro-Namib entspricht. Um dem Geheimnis der Feenkreise auf die Spur zu kommen, nutzte ich die sogenannte Räumliche Ökologie  – eine Forschungsdisziplin, die in den ersten zehn Jahren des neuen Jahrtausends große Fortschritte gemacht hatte. Dabei wird die Verteilung von Pflanzen und Tieren mit räumlicher Statistik und sogenannten Nullmodellen und Nullhypothesen, die ökologischen Fragestellungen entsprechen, präzise ausgewertet. Diese Methoden basieren hauptsächlich auf Punktmusteranalysen und ermöglichen ein räumlich sehr genaues Hypothese-Testen, womit angemessene Rückschlüsse von den Mustereigenschaften auf die ursächlichen Prozesse gezogen werden können. Das bedeutet, dass zuerst der „räumliche Fingerabdruck“ der einem Muster zugrundeliegenden Struktur identifiziert werden muss. Untersuchung der ungewöhnlichen Kreise bei Garub im südlichen Namibia.Dann wird der Frage nachgegangen, welcher bekannte Prozess am wahrscheinlichsten diese bestimmten Mustereigenschaften verursachen kann – oder auch am unwahrscheinlichsten. Entscheidend dabei ist die Veränderung der Mustereigenschaften über die Skalen von wenigen Metern bis hin zu hunderten Metern und mehr.  Als ich mich während meiner Doktorarbeit zwischen 2003 und 2006 auf diesen noch recht jungen Ansatz des Hypothese-Testens spezialisierte, erfuhr diese Methode gerade eine enorme Effizienzsteigerung – eine Entwicklung, die auf leistungsstärkere Computer und auf den besseren Zugang zu präziseren und mehr räumlichen Daten wie hoch auflösenden Luftbildern oder modernen GPS-Koordinaten zurückzuführen ist. Bei einem Besuch der Feenkreise im Kunene im Jahr 2009 beschaffte ich Luftbilder des Marienfluss-Tals und der Giribes-Ebene. Zu dieser Zeit war die Feenkreisforschung noch vergleichsweise inaktiv, wenn man sie mit den enormen Forschungsanstrengungen heutzutage vergleicht. Nach dem Jahr 2000 erschienen bis 2011 nur fünf weitere Fachartikel zum Begriff „fairy circles“ im Web of Science, das bedeutet durchschnittlich eine neue Veröffentlichung in zwei bis drei Jahren. 2012 und 2013 erschienen pro Jahr dann schon zwei Artikel und seit 2015 existiert ein richtiger „Boom“ mit bis zu zehn neuen Feenkreis-Veröffentlichungen pro Jahr.

Pflanzliche Selbstorganisation als neue Erklärung

Feenkreise im Gebiet der Giribes-Ebene.In der Zwischenzeit haben sich von 2011 bis 2015 drei Haupthypothesen herauskristallisiert: Nämlich erstens die Hypothese vom giftigen Gasaustritt aus tief liegenden Erdspalten, der in kamin-ähnlichen Austrittskanälen und dem Abtöten von Gras auf der Erdoberfläche resultiert; Zweitens die bekannte Insekten-Hypothese, die durch neue Beobachtungen um die Wechselbeziehung von Ameisen und Sandtermiten erweitert wurde und drittens die Hypothese der pflanzlichen Selbstorganisation, die besagt, dass die Feenkreise Muster sind, die durch die Konkurrenz von Pflanzen um das spärliche Bodenwasser entstehen. Die Vegetationslücken, also die kreisrunden kahlen Bodenstellen entlang der Pro-Namib, sind demnach Ausdruck von akutem Wassermangel, weshalb letztlich keine kontinuierliche Grasschicht entstehen kann. Auch die sogenannte Musterbildungs-Theorie aus der Physik sagt voraus, dass in diesem Fall stark geordnete Lückenmuster entstehen. Feenkreise können auch im sehr trockenen Sossusvlei gefunden werden.Basierend auf den 2009 erworbenen Luftbildern und räumlich expliziten Analysen der Feenkreis-Verteilungen bewerteten wir die drei Hauptentstehungshypothesen in einem Fachartikel, der im Mai 2014 im Fachjournal Ecography erschien. Für diesen Artikel durchsuchten wir alle verfügbaren Veröffentlichungen zu Verteilungsmustern von Gasaustritten und zu Termiten und stellten fest, dass es keinerlei Nachweis dafür gibt, dass diese das einzigartige Merkmal der Feenkreise – nämlich die extrem geordneten und gleichzeitig auf großen Skalen homogenen Verteilungsmuster – verursachen können. Jedoch unterstützen wir die Hypothese zur pflanzlichen Selbstorganisation. Dafür sprach zum einen unser prozessbasiertes Modell, das in der Lage war, die außergewöhnlich starke Ordnung der Feenkreise nachzubilden. Zum anderen sprach das gesamte Wissen über Pflanzen-Selbstorganisation für die Gültigkeit der Hypothese. Selbstorgansierte Pflanzenmuster sind besonders von Gehölzstreifen bekannt die parallel zu trockenen Hängen wachsen. Dieses Bild von 2017 zeigt Akazien-Bäume die Wasser an einem Berghang im trockenen Australien abfangen. Damit verfolgen wir einen recht neuartigen Denkansatz; jenen nämlich, dass Pflanzen im weitesten Sinne über eine gewisse Art von „Intelligenz“ verfügen. Erwähnenswert ist, dass die allgemeine Theorie zur Musterbildung von Vegetation entlang eines Wassergradienten – die Muster können als Flecken, Streifen oder Lücken auftreten – relativ neu in der ökologischen Wissenschaft ist. Indem wir das bekannte Wissen über verschiedene Prozesse, die möglicherweise Feenkreismuster verursachen können, systematisch beurteilten und indem wir die Termitentheorie als unwahrscheinlich anfochten, erhielten wir Aufmerksamkeit in den Medien.

CNN: Nature’s greatest mystery?

Im Juni 2014 bezog sich CNN auf unsere Arbeit im Artikel Namibia’s ‚fairy circles‘: Nature’s greatest mystery? Im September 2014 folgte die BBC mit dem Titel Mystery fairy circles defy explanation. Die Kontroverse veranschaulicht, dass Wissenschaft ein Prozess ist und nicht eine endgültige Zusammenstellung von Fakten, wie in dem Artikel What fairy circles teach us about science gut beschrieben wird. Im namibischen Wolwedans folgte dann im Februar 2015 das erste Feenkreis-Symposium. Dabei trafen sich die aktiven Feenkreis-Forscher, um die unterschiedlichen Entstehungs-Hypothesen zu diskutieren. Im Jahr 2015 veröffentlichten wir einen Artikel in der Fachzeitschrift Ecological Entomology, in dem wir abermals die Theorie der pflanzlichen Selbstorganisation stützten und die Mustereigenschaften der Feenkreise detaillierter beschrieben.

Entdeckung von Feenkreisen in Australien

Feenkreise nahe Newman in West-Australien.Unsere Erklärung des Feenkreis-Phänomens als den universellen Ausdruck selbstorganisierter Pflanzenmuster erhielt 2014 einen beachtlichen Impuls, als ich das Luftbild eines scheinbar ähnlichen Musters per E-Mail erhielt, das sich allerdings 10.000 Kilometer entfernt von Namibia im entlegenen Outback West-Australiens befindet. Bis zu diesem Zeitpunkt waren echte Feenkreise, die durch ihr außergewöhnlich seltenes Muster definiert sind, von keinem anderen Ort der Erde außer der Namib-Wüste bekannt. Schnell stellte sich durch erste Musteranalysen dieser „neuen“ Feenkreise heraus, dass es sich bei dem australischen Lückenmuster tatsächlich um echte Feenkreise handeln musste und nicht um die gewöhnlichen, weniger geordneten Insekten-Lückenmuster, die von anderen Teilen der Erde bekannt sind. Im Dezember 2014 flogen wir deshalb nach Newman in den entlegenen Outback Australiens, wo wir diese Feenkreise erstmalig untersuchten. Es stellte sich heraus, dass diese australischen Feenkreise die Selbstorganisations-Theorie sogar noch bestärken. Denn die Gräser können dort als Reaktion auf Wasserstress kreisrunde Lücken und streifenartige Muster bilden. Darüber hinaus konnten wir durch unsere Ausgrabungen in typischen Feenkreisen Termiten als Hauptursache ausschließen. Die australischen Feenkreise sind genauso wie die namibischen Kreise eine zusätzliche Wasserquelle für die umgebenden Gräser (Quelle: New Scientist).Die Forschungsergebnisse wurden im März 2016 im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht. Kurzum, in diesem Fachartikel äußerten wir, dass global identische Muster entstehen können, wenn sie durch dieselbe Art einer natürlichen Instabilität ausgelöst werden. Die Lücken in Namibia und Australien stellen in beiden Fällen eine wichtige zusätzliche Wasserquelle dar, welche die umgebenden Gräser in dieser ariden Landschaft mit dem wertvollen Nass versorgen. Diesen Prozess hat der New Scientist in einer Grafik gut veranschaulicht. Weitere Berichterstattungen erfolgten in der BBC, in The New York Times, The Namibian oder im SPIEGEL und sie zeugen davon, wie groß das allgemeine Interesse an ungelösten Naturrätseln ist.

Auf der 4-tägigen Spezialtour zu den Feenkreisen oder auch während Ihrer 12-tägigen Entdeckungsreise durch Namibia stelle ich Ihnen mein gesamtes Wissen über die Feenkreise zur Verfügung. Ich hoffe, dass Sie an der Schönheit dieser Naturphänomene Gefallen finden werden – und ebenso an der wissenschaftlichen Diskussion, die sie ausgelöst haben.

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