Strani cerchi e come spiegarli

Strani cerchi continuano a spuntare in tutto il mondo. Alan Turing li predisse nel 1952.

Ecco cosa significano e come il leggendario scienziato li ha spiegati e previsti così accuratamente.

Un modello descritto dall’icona dell’informatica e personaggio poliedrico Alan Turing, adesso compare in una nuova ricerca scientifica, 70 anni dopo. Il “modello di Turing” è un fenomeno diffuso in cui i sistemi rumorosi formano modelli stabili, dopo essere stati stimolati. L’ultimo esempio è in macchie “simmetricamente distanziate” di erba del deserto, che crescono in equilibrio naturalmente ordinato per massimizzare l’accesso di ogni patch all’acqua limitata.

In Africa e in Australia, le erbe del deserto crescono nei famosi cerchi fatati. Nello studio del 2020, pubblicato sul Journal of Ecology, gli scienziati spiegano:

Questo modello è stato spiegato con feedback ecoidrologici dipendenti dalla scala e il meccanismo di reazione-diffusione, o meccanismo di Turing, utilizzato in modelli basati su processi che sono radicati nella fisica e nella teoria della formazione di modelli.

Ma modellare un vero modello di Turing non è così semplice come puntare ed etichettare. Gli scienziati devono analizzare, il che è più impegnativo negli esempi ecologici in cui le variabili sono maggiori. In questo caso, lo studio delle erbe ha prodotto anche conclusioni più interessanti: le erbe più sane avevano modelli di cerchi fatati ancora più stretti, indicando una maggiore aderenza al modello di Turing.

Come spiegarli? Ci vuole un modello vecchiotto

Inoltre, gli scienziati affermano di aver confermato una convinzione di lunga data, ovvero che questi cerchi di fate dell’erba del deserto agiscono sia per la propria auto protezione che come una sorta di sistema di irrigazione per la vegetazione circostante, ancora più secca. Pensate alle particelle che intrappolano l’umidità mescolate nel terriccio commerciale, alla classica irrigazione circolare nei campi coltivati o persino agli irrigatori da cortile accuratamente distanziati.

Ma l’analogia più letterale è il piccolo picco cavo venduto come un lento innaffiatore di piante.

Le erbe agiscono come ‘ingegneri dell’ecosistema’ che modificano il loro ambiente ostile e abiotico, portando all’auto-organizzazione della vegetazione, spiegano i ricercatori. Avere una goccia costante di umidità raccolta significa che l’area tra queste erbe può cambiare la loro composizione e persino supportare pile ecologiche più robuste, compresi i batteri pro biotici.

È una bella scoperta, ma cosa c’entra Turing? Bene, nel 1952 pubblicò un articolo che descriveva questi meccanismi, chiamati anche dinamica di Turing, instabilità di Turing e altro ancora.

Questo meccanismo di Turing è anche noto come meccanismo di reazione-diffusione o principio attivatore-inibitore, e una chiave per formare modelli di Turing spazialmente periodici è la presenza di interazioni di feedback positive e negative a diverse scale spaziali, dicono gli scienziati.

Un “feedback positivo a breve distanza e un feedback negativo a lunga distanza” si combinano per raccogliere risorse primarie nella posizione positiva e lasciare spazio vuoto nella zona negativa più lontana. I ricercatori spiegano:

Qui, l’ipotesi a priori è che le radici delle piante Triodia inducano un contrasto di infiltrazione e quindi innescano il ciclo di feedback positivo a corto raggio in cui le piante più vitali e più grandi guadagnano più acqua e quindi hanno un beneficio sproporzionatamente maggiore rispetto alle piante vicine più deboli

Ciò significa che le piante forti sopravvivono e prosperano in parte perché si trovano già in un’area con risorse concentrate.

Turing, che ScienceAlert sottolinea che è improbabile che sia mai stato in Namibia, continua a creare modelli suoi. I quali aiutano la ricerca in tutto il mondo.