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Das Rätsel der Feenkreise

Geheimnisvolle Muster : Das Geheimnis der Feenkreise

In Afrika und Australien geben rätselhafte, kreisförmige Strukturen in der Landschaft der Forschung Rätsel auf.

Die Natur zeigt uns fortwährend die tollsten Muster. Das demonstrieren Satellitenbilder von Wirbelstürmen, Fotos von Vogelzügen und Fischschwärmen in den Ozeanen. Auch Forscher sind von solchen Mustern fasziniert. Das gilt auch für den Göttinger Biologen Stephan Getzin. Er untersucht seit Jahren sogenannte Feenkreise im Trockenland Namibias. Die kreisförmigen kahlen Stellen inmitten von Grasflächen geben der Wissenschaft schon lange Rätsel auf. Diese wuchsen noch weiter, als Getzin mit Satellitenfotos konfrontiert wurde, die die im Englischen „Fairy circles“ genannten Muster auch im Grasland Australiens zeigten, 10 000 Kilometer entfernt.

Dort hatte niemand diese regelmäßigen, kreisförmigen Strukturen erwartet. Sie bilden sich im trockenen Grasland und können riesige Flächen bis zum Horizont bedecken. Im Inneren eines Kreises, der bis zu 20 Meter Durchmesser haben kann, ist karger, kaum bewachsener Boden zu finden. Der Kreisring hingegen ist üppig bewachsen.

Solche Strukturen boten Anlass zu vielen Erklärungsansätzen. Unter Wissenschaftlern galt zunächst als ausgemacht, dass Termiten zu diesen Strukturen beitragen. Denn die Insekten waren bei vielen Feenkreisen gesichtet worden. Stephan Getzin ist dagegen der Meinung, dass hinter diesen Kreisen Prozesse der Selbstorganisation stecken. Bodenstruktur, Vegetation und insbesondere die Niederschlagsverteilung könnten dazu führen, dass solche kahlen Stellen von selbst entstehen. Dazu passt der Befund aus Australien. „Wir haben 154 Löcher gegraben und nach Termiten geschaut“, sagt der Forscher. Jetzt sei klar: Die Insekten kommen als Baumeister nicht in Frage. Zumal es sehr ungewöhnlich wäre, wenn die Termiten solche gleichmäßigen Strukturen schaffen würden.

Getzin schaut immer auch von oben auf die Feenkreise. Er wertet Luftbilder und Satellitendaten ganzer Ökosysteme aus. „Prägnante Muster erkenne ich da sehr schnell.“ Feenkreise haben Abstände von gut einem Dutzend Metern. Wenn man darin steht, erkennt man allerdings nicht unbedingt ihre weitreichende periodische Struktur.

In Namibia ist der Boden porös und besteht meist aus grobem Sand, wo Regenwasser schnell eindringt. In Australien sind die Kreise mit Durchmessern von fünf bis sechs Metern kleiner. Feenkreise kommen nur in Graslandschaften vor, wo nur eine oder zwei Grassorten existieren. „Das ist auch ein Kennzeichen dieser selbstorganisierten Vegetationsmuster“, stellt der Ökologe fest.

 Die Trockenheit der Landschaft am Übergang vom Grasland zur Wüste führt zu einer Artenarmut. „Bäume, die man zwischen den Feenkreisen hin und wieder mal sieht, die haben viel Glück gehabt und können mit den Wurzeln tiefe Bodenschichten erreichen“, sagt der Stephan Getzin, der auch am Umweltforschungszentrum Leipzig (UFZ) arbeitet. Gräser profitieren nur von den Niederschlägen, die in die oberste Bodenschicht etwa einen Meter tief eindringen.

Und wie funktioniert der Prozess der Selbstorganisation? Das hänge von der Entwicklung des Grases und des Niederschlags ab, erklärt der Biologe. Konkurrieren Pflanzen um Wasser und Nähstoffe, kann das durchaus zu verblüffend harmonischen Mustern führen. Zum Beispiel stehen in einem jungen Wald die Pflanzen noch eng zusammen. Doch im Laufe der Jahrzehnte dünnt die Vegetation aus, da erwachsene Bäume nur mit genügend Abstand zu ihren Nachbarn richtig gedeihen können. Pflanzen, die nicht genug Wasser abbekommen, gehen ein.

So sehen die nahezu kreisförmigen Feenkreise in den Trockenregionen Namibias aus unmittelbarer Nähe betrachtet aus. Foto: Stephan Getzin

Eine solche Konkurrenz könnte auch zur Bildung des Feenkreismusters führen. In Namibia dringt Wasser tief in den porösen Sandboden ein. Die Gräser haben deshalb Wurzeln entwickelt, die in die Tiefe gehen, aber nicht in die Breite. Doch das Wasser reicht nur für wenige Gräser. Und die scheinen sogar zusammenzuarbeiten. Professor Norbert Jürgens von der Universität Hamburg hat gemessen, dass der Boden in den Grasringen selbst in der trockensten Zeit des Jahres noch deutlich mehr Wasser enthält als der umliegende Untergrund. Es herrscht ein feuchteres Mikroklima. Das könnte eine Erklärung für die Kreisform sein. Stephan Getzin und sein auf Prozesse der Selbstorganisation spezialisierter israelischer Kollege Ehud Meron haben am Computer simuliert, was die Konkurrenz um Wasser für die Verteilung von Gras bedeuten kann. Auf dem Bildschirm tauchten ganz ähnliche Kreismuster auf wie auf den realen Luftbildern. Die Merkmale von simulierten und echten Feenkreisen stimmten fast vollständig überein.