Penjelasan baru untuk ‘lingkaran peri’ misterius di gurun Afrika

Petak-petak tanah gundul berbentuk lingkaran aneh yang disebut “lingkaran peri” di padang rumput Gurun Namib di Afrika tidak dapat dijelaskan, dengan hipotesis mulai dari semut, rayap, hingga gas herbisida yang merembes dari tanah. Namun tambalan tersebut mungkin merupakan akibat alami dari persaingan bawah tanah untuk mendapatkan sumber daya antar tanaman, menurut penelitian baru.

Padang rumput di gurun Namib awalnya homogen, namun curah hujan yang jarang dan tanah yang miskin nutrisi menyebabkan persaingan yang ketat antar rumput, menurut teori baru. Rerumputan yang kuat menyedot semua air dan nutrisi dari tanah, menyebabkan rumput yang lebih lemah mati dan membentuk celah tandus di lanskap.

Kesenjangan vegetasi semakin melebar seiring dengan semakin dekatnya persaingan, dan zona bebas rumput menjadi reservoir nutrisi dan air. Dengan sumber daya tambahan, spesies rumput yang lebih besar kemudian dapat berakar di pinggiran celah tersebut, mengembangkan lingkaran peri yang stabil. (Lihat Foto Lingkaran Peri Misterius Gurun Namib)

“Teori ini sangat bagus karena menjelaskan semua ciri lingkaran peri,” termasuk keberadaan spesies rumput tinggi, kata ahli biologi Universitas Negeri Florida Walter Tschinkel, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, kepada LiveScience. “Tidak ada alasan lain yang diusulkan untuk lingkaran peri yang pernah melakukannya.”

Sebuah misteri yang sudah lama ada
Lingkaran peri telah menjadi misteri bagi para ilmuwan selama beberapa dekade. Tahun lalu, Tschinkel menemukan bahwa lingkaran peri kecil rata-rata bertahan selama 24 tahun, sedangkan lingkaran besar bisa bertahan hingga 75 tahun. Namun, penelitiannya belum menentukan mengapa lingkaran tersebut pertama kali terbentuk, atau mengapa lingkaran tersebut menghilang.

(tanda kutip)

Awal tahun ini, ahli biologi Norbert Juergens dari Universitas Hamburg mengaku telah menemukannya bukti teori rayap tentang lingkaran peri. Pada dasarnya, ia menemukan koloni rayap pasir, ibu psam alamat, hampir selalu ditemukan di pusat lingkaran peri, di mana ia juga menemukan peningkatan kelembapan tanah. Ia beralasan bahwa rayap memakan akar rerumputan, membunuh tanaman, yang biasanya menghabiskan air tanah, dan kemudian menyedot air ke dalam petak-petak melingkar untuk bertahan hidup selama musim kemarau.

Namun Tschinkel mengkritik penelitian tersebut dan menekankan bahwa Juergens mengacaukan korelasi dengan sebab akibat.

Michael Cramer, ahli biologi di Universitas Cape Town di Afrika Selatan dan peneliti utama penelitian ini, yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal PLOS ONE, juga percaya bahwa teori rayap tidak tepat.

“Saya rasa rintangan besar yang harus diatasi dalam menjelaskan penjelasan adalah menjelaskan jarak teratur lingkaran, perkiraan kelingkarannya, dan ukurannya,” kata Cramer kepada LiveScience. “Tidak ada alasan nyata mengapa rayap menghasilkan lingkaran besar dengan jarak yang sama.”

Para ilmuwan sebelumnya juga menyatakan bahwa lingkaran peri adalah contoh dari “pola vegetasi yang mengatur dirinya sendiri”, yang dihasilkan dari interaksi tanaman. Pada tahun 2008, peneliti mengembangkan model matematika yang menunjukkan bahwa pola vegetasi lingkaran peri bergantung pada ketersediaan air.

Persaingan yang sengit
Untuk menguji teori ini, Cramer dan rekannya Nichole Barger dari Universitas Colorado di Boulder pertama-tama mengukur ukuran, kepadatan, dan penghunian lanskap situs lingkaran peri di seluruh Namibia, menggunakan Google Earth dan survei lapangan. Mereka kemudian mengumpulkan sampel tanah pada berbagai kedalaman dari dalam dan luar lingkaran dan menganalisisnya untuk mengetahui kandungan air dan unsur hara. Terakhir, mereka memasukkan informasi tersebut, bersama dengan data iklim seperti curah hujan musiman dan suhu, ke dalam model komputer mereka. (Gambar: 10 pemandangan paling aneh di Google Earth)

“Kami menemukan bahwa ukuran lingkaran, kepadatan dan luas wilayah yang ditempati oleh mereka semuanya terkait dengan jumlah sumber daya yang tersedia,” kata Cramer. Secara khusus, lingkaran peri berukuran lebih kecil ketika mereka memiliki lebih banyak sumber daya, seperti nitrogen tanah dan curah hujan.

Hal ini masuk akal, jelas Cramer, karena rumput yang lebih tinggi tidak memerlukan sumber daya yang besar untuk tumbuh dan bertahan hidup jika air dan nutrisi sudah tersedia di lingkungan. Di sisi lain, rerumputan membutuhkan reservoir yang besar untuk menopang dirinya sendiri jika tanah kekurangan air dan unsur hara.

Para peneliti juga menemukan bahwa curah hujan sangat menentukan distribusi lingkaran peri di seluruh Namibia, dan lingkaran tersebut hanya muncul di wilayah dengan jumlah curah hujan yang tepat (tidak terlalu sedikit, namun tidak terlalu banyak). Jika curah hujan terlalu banyak, sumber daya yang melimpah akan “mengendurkan” persaingan sumber daya dan menutup sirkuit; namun jika curah hujan terlalu sedikit, persaingan akan menjadi terlalu ketat dan lingkaran tersebut akan hilang lagi, kata Cramer. Karena lingkaran hanya dapat muncul pada rentang kelembapan yang sempit ini, perbedaan curah hujan dari tahun ke tahun dapat menyebabkan lingkaran tersebut menghilang secara tiba-tiba dan muncul kembali di suatu area seiring berjalannya waktu. Dengan informasi ini, mereka menemukan bahwa mereka dapat memprediksi distribusi lingkaran peri dengan akurasi 95 persen.

Selain itu, seringnya jarak antar lingkaran peri mungkin disebabkan oleh persaingan antar lingkaran, dengan rumput dari masing-masing lingkaran “bertarung” dengan rumput lingkaran lainnya untuk mendapatkan sumber daya, kata Cramer.

Tes eksperimental
Cramer mencatat itu rayap mungkin masih terlibat di lingkaran peri. “Yang membuat lingkaran itu adalah persaingan antar tanaman,” ujarnya. “Rayap adalah fenomena sekunder, dan peran mereka adalah sebagai pemeliharaan lingkaran dengan membunuh rumput yang tumbuh di tengah lingkaran.”

Yvette Naud, ahli kimia di Universitas Pretoria, Afrika Selatan, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, berpendapat bahwa melihat hipotesis non-serangga untuk lingkaran peri merupakan hal yang menyegarkan, meskipun ia menyatakan keraguan tentang validitasnya.

“Masih belum jelas bagaimana persaingan sumber daya rumput dapat menyebabkan kematian tanaman secara tiba-tiba dan tersinkronisasi di seluruh lahan,” Naud, yang sebelumnya mempelajari lingkaran peri, mengatakan kepada LiveScience melalui email. (Cramer sebenarnya berpendapat bahwa kematian tanaman dimulai dari hal kecil, dan titik tersebut bertambah seiring dengan berlanjutnya kompetisi.) “Jawaban atas misteri (lingkaran peri) ada di tempat lain.”

Untuk menyelidiki apakah teori tersebut benar, Cramer berencana melakukan uji eksperimental, karena penelitiannya hanya memberikan bukti korelatif terhadap teori persaingan.

“Jika lingkaran peri benar-benar berkembang karena kekurangan air dan nutrisi, maka penyiraman dan pemupukan saja akan menyebabkan lingkaran tersebut tertutup oleh vegetasi,” kata Tschinkel.

Hak Cipta 2013 Ilmu Hidup, sebuah perusahaan TechMediaNetwork. Seluruh hak cipta. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.