Cercetătorii chinezi au descoperit un tip de ordine ascunsă în regiunile aride ale planetei: plantele și chiar pietricelele par distribuite într-o „hiperuniformitate dezordonată” care pare haotică de aproape, dar urmează un model clar privit de sus. Studiul, apărut pe 7 octombrie în Proceedings of the National Academy of Sciences, analizează imagini satelitare din peste 400 de zone uscate și explică cum această organizare sprijină comunitățile vegetale în fața secetei.
Fenomenul nu e doar un detaliu curios, ci dă sens unor forme celebre din natură, precum „tufisul tigrului” din Africa de Vest, cu benzile sale ce seamănă cu dungi văzute din aer, sau „cercurile de zâne” din Namibia, care par pete de la distanță, dar sunt de fapt grupări de plante. Autorii au studiat matematic distribuțiile spațiale ale vegetației și au găsit că circa 10% din zonele aride examinate respectă acest tipar hiperuniform, ceea ce indică că nu este o raritate izolată, ci o trăsătură răspândită a ecosistemelor uscate.
Quan-Xing Liu, matematician la Universitatea Jiao Tong din Shanghai și coautor al lucrării, afirmă că echipa se pregătise să vadă două extreme: fie o distribuție complet aleatorie, fie una regulată, compactă. În schimb, au identificat un echilibru fin: plantele se poziționează destul de departe unele de altele pentru a evita concurența excesivă pentru apă, dar suficient de aproape pentru a nu lăsa goluri pe care alte specii le-ar putea ocupa. În timp, competiția pentru resurse limitate duce la această stare „hiperuniformă dezordonată”, o strategie emergentă care maximizează utilizarea apei și reduce conflictul competitiv la nivel de comunitate vegetală. Pe scurt, plantele par să fi găsit o soluție practică pentru spațiul în deșert, evită supraaglomerarea, dar nu abandonă terenul.
Conceptul de hiperuniformitate dezordonată nu e nou: chimiștii l-au definit încă din anii 2000, observând aranjamente atomice care nu se încadrează nici în tiparele cristaline foarte ordonate, nici în cele complet aleatorii ale lichidelor. Acest tip de structură combină avantajele ordinii cu flexibilitatea dezordinii și a fost identificat la scări foarte diferite, de la aranjamentul celulelor fotoreceptoare din ochii păsărilor până la distribuția unor alge. Descoperirea că plantele din deșert adoptă un model similar conectează procese biologice și fizice sub aceeași teorie matematică.
Echipa condusă de Liu nu se oprește aici. Cercetătorii intenționează să caute aceleași tipare în alte ecosisteme extreme și chiar în medii extraterestre. Analiza imaginilor roverului Curiosity de pe Marte a arătat că grupările de pietricele de pe nisip prezintă aceeași hiperuniformitate dezordonată ca plantele de pe Pământ, dar generată de forțe fizice, vânt, mișcarea nisipului și gravitație, nu de procese biologice. Aceasta sugerează că astfel de modele pot apărea independent de viață, ca rezultat al unor procese fundamentale de organizare în medii cu resurse sau forțe limitatoare.
Descoperirea deschide perspective importante pentru ecologie, modelare matematică și astrobiologie. Identificarea hiperuniformității în plante poate contribui la înțelegerea adaptării ecosistemelor la schimbările climatice și la proiectarea strategiilor de restaurare sau gestionare a terenurilor aride. În același timp, constatarea că structuri similare apar și în procese pur fizice pe Marte indică faptul că regulile care generează ordine din dezordine pot fi universale, nu doar biologice. Urmează să vedem cât de mult putem folosi aceste tipare pentru a prezice evoluția peisajelor sau pentru a recrea medii reziliente.
Vă propun o reflecție: credeți că descoperirea unei astfel de „ordonări” ar putea schimba modul în care gestionăm zonele aride sau felul în care ne gândim la viața de pe alte planete?
Fii primul care comentează