Рослини в пустелях створюють приховані візерунки

Рослини в посушливих регіонах формують прихований закономірний візерунок, що допомагає їм витримувати нестачу води, хоча уповільнює відновлення після потрясінь.

Вчені виявили, що рослинність у сухих зонах — від Австралії до Африки — не розміщується випадково. Навпаки, вона слідує принципу “гіпероднорідності без порядку” (disordered hyperuniformity) — терміну, запозиченому з фізики. Це явище описує системи, які здаються хаотичними зблизька, але мають дивовижну рівномірність на великих відстанях. “Цей візерунок забезпечує стабільність, але знижує здатність до швидкого відновлення,” — зазначено у дослідженні.

Звичайні методи аналізу, орієнтовані на відстані між окремими рослинами, не дозволяли виявити це явище. Лише підхід, заснований на оцінці “флуктуацій щільності” — тобто змін кількості рослинності в межах різних за розміром ділянок, — відкрив приховану закономірність. “Ми вперше побачили, що цілі ландшафти організовуються подібно до фізичних систем,” — стверджують автори дослідження.

Причина цієї самоорганізації — боротьба за ресурси та взаємодія між рослинами. З одного боку, вони конкурують корінням за воду, а з іншого — захищають ґрунт від перегрівання і вітру, підтримуючи сусідів. Так виникає стабільна, рівномірна структура, що мінімізує випаровування і зберігає вологу. “Гіпероднорідні системи витримують посуху краще за випадкові,” — підтверджують моделювання.

Однак є і зворотній бік: при пожежах чи випасі худоби така структура руйнується повільно. Через складність просторової організації відновлення вимагає багато часу. Це компроміс між довговічністю та гнучкістю — екосистема витривала, але вразлива до раптових ударів. “Ці ландшафти — сильні, але відновлюються на власних умовах,” — підсумовують дослідники.

Відкриття має значення для охорони природи: воно доводить, що сухі зони мають приховану фізико-екологічну структуру. Але також попереджає, що людське втручання може мати незворотні наслідки, якщо не враховувати повільну динаміку цих екосистем.