フェアリーサークルとして知られるアフリカの草原にある多数の丸い露出斑の起源は、研究者の間で10年以上議論されてきました。最近の研究で、ハンブルク大学の生物学者ノルベルト・ユルゲンス教授と土壌科学者アレクサンダー・グロングレフト博士は、シロアリがフェアリーサークルの原因であることを確認しました。同時に、彼らは、フェアリーサークルは草の自己調節によって引き起こされるという生態系モデラーによって提唱された中心的な議論に反論しています。
科学者たちは、砂シロアリがアフリカの妖精の輪を作り出していることを確認し、これらの妖精の輪が時間をかけて水を蓄えることを証明することで、草原が自己調節するという理論を覆しました。上の写真はナミブ砂漠にあるフェアリーサークルです。画像出典: UHH/MIN/Juergens
ハンブルクの植物学者ノルベルト・ユルゲンスは、すでに2013年に、Psammotermes属の純粋な地下シロアリが、砂の中の植物を排除することによって露出したパッチを作成し、降雨が少ないにもかかわらず長期的な貯水が可能であることを指摘した論文を発表しました。この説明はサイエンス誌に掲載され、その後、南部アフリカの昆虫学者（マイク・ピーク教授、ジョン・ヘンシェル博士、ケリー・フリッグ博士）によって確認されました。
この不思議な現象は、ゲッティンゲン大学の研究者など、他の研究者によってもモデリング手法を使用して研究されています。研究者らは、裸地は草植物の自己組織化によって引き起こされると述べた論文を発表した（Getzin et al.、2015、2022）。イネ科植物は、根系および砂質土壌への広範な拡散を通じて水を不均一に吸収し、その結果、裸地ではイネ科植物が枯れてしまいます。
さらに、フェアリーサークルの地下20センチメートルの深さで土壌水分を測定することにより、乾燥現象を発見し、周囲の草が水平方向に急速に水を吸収することを説明しました。
ノルベルト・ユルゲンスとアレクサンダー・グロングレフトは、PPEESに執筆し、ゲッティンゲンのモデラーらの中心的な議論に反論している。彼らの研究では、ユルゲンスとアレクサンダー・グロングレフトは、ナミビア、アンゴラ、南アフリカの1,700以上のフェアリーサークルに砂シロアリが存在することを証明した。
Getzin et al. が引用した土壌水分測定値は、自己組織化仮説の証拠としてのユルゲンス (2022) は、2013 年のユルゲンスの説明と一致しています。しかし、2 つの説明は異なります。モデル作成者は表土で測定を行い、表土の乾燥を周囲の草が水分を引き離していると解釈しましたが、ユルゲンスは 2013 年に、4 つの異なる深さ (深さ 90 cm まで) で土壌水分を同時に測定することにより、下層土のフェアリー サークルが長期間水を蓄えることができることを示しました。
「さらに、私の同僚のグレン・グロフトによる砂漠の砂の水文学的特性の分析と実験室での測定は、自己調整仮説の重要な根拠を無効にしています」とユルゲンス氏は述べた。 「シロアリが生息する粗粒のフェアリーサークル砂の透水係数は確かに大雨の際には高く、大量の水が大きな細孔から急速に浸透する可能性があります。しかし、砂が容易に移動可能な水を放出し、土壌体積の8パーセント未満まで乾燥するほどの深さになると、話はまったく異なります。」
このとき、水は砂粒と砂粒の接触点にのみ蓄えられます。継続的な水膜がないと、土壌の水の伝導率は非常に低いレベルに低下します。これは、フェアリーサークル以下の湿度レベル (体積 ≤ 5%) では、液体の水の短距離輸送能力が「非常に低い」ことを意味します。この物理現象は、湿った下層土の上の土壌表面に直接乾燥した砂の層が形成されることによって証明されます。
「現在の知識によれば、自主規制の代表者が想定している、数日間にわたって数メートルの水が水平に移動する状況は物理的に不可能です。したがって、生物学的現象の反対の説明に関する議論は、物理学、この場合は土壌物理学によって決定されることがわかります」とユルゲンス氏は言う。 「実験室で見つかったフェアリーサークルの土壌水分測定と砂質土壌の水理特性は、フェアリーサークルの説明としての自己調節仮説を除外しました。したがって、フェアリーサークルの形成理由は明らかです。砂シロアリは土壌水分の貯蔵によってかなりの生存上の利点を獲得しています。」