Patterns appearing on both the very large and very small scale are rare in nature. But researchers have found such a pattern in two apparently unrelated places - cells in human skin, and the mysterious fairy circles in Namibia. While the distribution of desert fairy circles may look random, as if the landscape is marked with freckles, the pattern closely matches the distribution pattern of skin cells. Researchers have found a similar pattern in two apparently unrelated places - skin cells and the mysterious fairy circles in the Namibian desert. The illustration on the left shows the distribution of skin cells, and the one on the right plots fairy circles, which are also arranged in polygons . ‘It's a completely amazing, strange match,’ said Professor Robert Sinclair, head of the Mathematical Biology Unit at Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) in Japan. Desert fairy circles are considered one of nature's greatest mysteries because no one knows how they form. Found in Namibia, they are large barren patches of earth measuring anywhere between 10ft and 65ft in diameter (three metres to 20 metres) that are ringed by short grass dotting the scrub land like craters on the moon, or big freckles. Several teams of scientists are trying to explain the bizarre markings, and suggestions have included termites nibbling grass, zebras rolling in circles, competition for resources, hydrocarbons emanating from the depths of the earth to kill off patches of vegetation and even aliens. Desert fairy circles (pictured) are considered one of nature's greatest mysteries because it is now known how they form. Found in Namibia, they are large barren patches of earth ringed by short grass dotting the desert like craters on the moon, or big freckles . Now, Professor Sinclair and Haozhe Zhang believe they have identified a small, but vital, piece of the puzzle by comparing their distribution to skin cells. The duo compared the number of 'neighbours' adjacent to fairy circles and skin cells, according to the study published in Ecological Complexity. They used satellite images of fairy circles and a computer to draw lines halfway between each pair to give them invisible boundaries that look similar to cell walls. The majority of skin cells and fairy circles both had six 'neighbours', and similar percentages of other neighbours (shown in this graph) The computer then counted how many neighbours surrounded each fairy circle. Another group of researchers had calculated skin cell neighbours in a similar way several years ago, which was used as a comparison. The experts found that the results were almost identical, in that both the majority of skin cells and fairy circles had six neighbours. And the percentage of fairy circles with four, five, six, seven, eight and nine neighbours was essentially the same as the skin cells. ‘I didn't expect it to be so close,’ Professor Sinclair said. ‘We spent a lot of time checking because it really looked too close to believe.’ Mr Zhang, a PhD student at Iowa State University who was previously at OISTsaid that future mathematical models designed to explain how fairy rings are made should incorporate the results of this study. The researchers suspect the patterns might be similar because both skin cells and fairy circles are fighting for space. Professor Sinclair said: ‘It is still difficult to say why exactly they are similar, but the fact that they are similar is already very important. ‘This is suggesting there may be such types of patterns that cover really different size scales.’ Huge swathes of grassland in Namibia is covered with mysterious vegetation-free patches that have been baffling scientists for decades. While a number of studies have suggested the fairy circles are created by industrious termites, research last May claimed they are the result of resource competition for water among plants. German researchers analysed the spatial distribution of the fairy circles and found that they are ‘remarkably regular’ in their distribution, which made them question the termite theory. Experts from various institutions have previously claimed that termites nibble away at grassroots in certain grasslands of southwest Africa, causing the dieback of vegetation and creating a water trap. Last year, German researchers analysed the spatial distribution of the fairy circles (pictured in the Marienfluss Valley) and found that they are 'remarkably regular' in their distribution. There is a no vegetation growth within the circular area . The genesis of a fairy circle has not been observed. Their occurrence appears to be restricted to particularly arid zones at the border of grassland and desert regions, according to the study published in the journal Ecography, where there is intense resource-competition for water. Dr Getzin's team was joined by experts from Göttingen in Germany, Italy and Israel who studied aerial images of the circles in north west Namibia to pinpoint the location and distribution of the barren patches within the surrounding landscape. Using statistical methods, they found that the circles are distributed regularly across large areas. ‘The occurrence of such patterning in nature is rather unusual. There must be particularly strong regulating forces at work,’ Dr Getzin said. He believes it is the local resource-competition among plants and vegetation, in a similar way to how young trees space themselves out in forests to ensure they have access to enough nutrients and water. ‘A similar process of resource-competition may consequently also be the real cause for a self-organising formation of the mysterious fairy circle patterns,’ the study says. The scientists simulated underground competition for water and the spatial vegetation distribution patterns. They found that similar patterns emerged on the screen to those recorded in Namibia.
It is not known how fairy circles in the Namibian desert are made .
Clue may lie in the distribution of the barren circles of Earth in grassland .
Researchers in Japan discovered their distribution is similar to skin cells .
Like human cells, the mysterious circles typically have six 'neighbours'
דפוסים המופיעים בקנה מידה גדול מאוד וגם בקנה מידה קטן מאוד הם נדירים בטבע. אבל חוקרים מצאו דפוס כזה בשני מקומות שלכאורה אינם קשורים זה לזה - תאים בעור האדם, וחוגי הפיות המסתוריים בנמיביה. בעוד שהתפוצה של עיגולי פיות מדבר עשויה להיראות אקראית, כאילו הנוף מסומן בנמשים, הדפוס תואם מאוד את דפוס התפוצה של תאי העור. חוקרים מצאו דפוס דומה בשני מקומות שלכאורה אינם קשורים זה לזה - תאי עור ומעגלי הפיות המסתוריים במדבר נמיביה. האיור משמאל מציג את התפלגות תאי העור, והאיור מימין משרטט עיגולי פיות, שגם הם מסודרים במצולעים. "זהו התאמה מדהימה ומוזרה לחלוטין", אמר פרופסור רוברט סינקלייר, ראש היחידה לביולוגיה מתמטית באוניברסיטת אוקינאווה למדע וטכנולוגיה (OIST) ביפן. מעגלי פיות מדבר נחשבים לאחת התעלומות הגדולות ביותר של הטבע מכיוון שאיש אינו יודע כיצד הם נוצרים. נמצאים בנמיביה, הם כתמי אדמה עקרים גדולים בגודל של בין 10 רגל ל-65 רגל בקוטר (שלושה מטרים עד 20 מטרים) שמוקפים על ידי עשב קצר המנקד את אדמת השפשוף כמו מכתשים על הירח, או נמשים גדולים. כמה צוותים של מדענים מנסים להסביר את הסימנים המוזרים, וההצעות כללו טרמיטים שמנשנשים עשב, זברות מתגלגלות במעגלים, תחרות על משאבים, פחמימנים היוצאים ממעמקי כדור הארץ כדי להרוג כתמי צמחייה ואפילו חייזרים. עיגולי פיות מדבר (בתמונה) נחשבים לאחת התעלומות הגדולות ביותר של הטבע מכיוון שכיום ידוע כיצד הם נוצרים. נמצאים בנמיביה, הם כתמי אדמה עקרים גדולים מוקפים בעשב קצר המנקדים את המדבר כמו מכתשים על הירח, או נמשים גדולים. כעת, פרופסור סינקלייר והאוז'ה ג'אנג מאמינים שהם זיהו חלק קטן, אך חיוני, בפאזל על ידי השוואת התפוצה שלהם לתאי עור. הצמד השווה את מספר ה'שכנים' הסמוכים לעיגולי פיות ותאי עור, על פי המחקר שפורסם ב-Ecological Complexity. הם השתמשו בתמונות לוויין של עיגולי פיות ומחשב כדי לצייר קווים באמצע הדרך בין כל זוג כדי לתת להם גבולות בלתי נראים שנראים דומים לקירות התא. לרוב תאי העור ולמעגלי הפיות היו שניהם שישה 'שכנים', ואחוזים דומים של שכנים אחרים (מוצג בגרף זה) לאחר מכן, המחשב ספר כמה שכנים הקיפו כל מעגל פיות. קבוצה אחרת של חוקרים חישבה שכנים של תאי עור באופן דומה לפני מספר שנים, ששימשה כהשוואה. המומחים גילו שהתוצאות היו כמעט זהות, בכך שגם לרוב תאי העור וגם למעגלי הפיות היו שישה שכנים. ואחוז מעגלי הפיות עם ארבעה, חמישה, שישה, שבעה, שמונה ותשעה שכנים היה זהה למעשה לתאי העור. "לא ציפיתי שזה יהיה כל כך קרוב," אמר פרופסור סינקלייר. "בילינו הרבה זמן בבדיקה כי זה באמת נראה קרוב מכדי להאמין." מר ג'אנג, דוקטורנט באוניברסיטת איווה סטייט, שהיה בעבר ב-OIST, אמר שמודלים מתמטיים עתידיים שנועדו להסביר כיצד נוצרות טבעות פיות צריכים לשלב את התוצאות של מחקר זה. החוקרים חושדים שהדפוסים עשויים להיות דומים מכיוון שגם תאי העור וגם עיגולי הפיות נלחמים על החלל. פרופסור סינקלייר אמר: 'עדיין קשה לומר למה בדיוק הם דומים, אבל העובדה שהם דומים כבר חשובה מאוד. "זה מצביע על כך שעשויים להיות סוגים כאלה של דפוסים המכסים קשקשים בגדלים שונים באמת." שטחי עשב עצומים בנמיביה מכוסים כתמים מסתוריים נטולי צמחייה שמבלים מדענים במשך עשרות שנים. בעוד שמספר מחקרים הציעו שמעגלי הפיות נוצרים על ידי טרמיטים חרוצים, מחקר במאי האחרון טען שהם תוצאה של תחרות משאבים על מים בין צמחים. חוקרים גרמנים ניתחו את ההתפלגות המרחבית של מעגלי הפיות ומצאו שהם 'סדירים להפליא' בתפוצתם, מה שגרם להם להטיל ספק בתיאוריית הטרמיטים. מומחים ממוסדות שונים טענו בעבר כי טרמיטים נוגסים בשורשי עשב באזורים מסוימים בדרום מערב אפריקה, וגורמים לדעיכה של הצמחייה וליצירת מלכודת מים. בשנה שעברה, חוקרים גרמנים ניתחו את התפוצה המרחבית של מעגלי הפיות (בתמונה בעמק מרינפלוס) ומצאו שהם 'סדירים להפליא' בתפוצתם. אין גידול צמחייה בתוך השטח המעגלי. יצירתו של מעגל פיות לא נצפתה. נראה כי התרחשותם מוגבלת לאזורים צחיחים במיוחד בגבול של אזורי עשב ומדבר, לפי המחקר שפורסם בכתב העת Ecography, שם קיימת תחרות עזה משאבים על מים. לצוות של ד"ר גזין הצטרפו מומחים מגטינגן בגרמניה, איטליה וישראל שחקרו תמונות אוויריות של המעגלים בצפון מערב נמיביה כדי לאתר את המיקום והתפוצה של הכתמים העקרים בנוף שמסביב. באמצעות שיטות סטטיסטיות, הם גילו שהמעגלים מפוזרים באופן קבוע על פני שטחים גדולים. "ההתרחשות של דפוסים כאלה בטבע היא די יוצאת דופן. חייבים להיות כוחות ויסות חזקים במיוחד בעבודה", אמר ד"ר גצין. הוא מאמין שזוהי תחרות המשאבים המקומית בין צמחים וצמחייה, באופן דומה לאופן שבו עצים צעירים מרווחים את עצמם ביערות כדי להבטיח שיש להם גישה לכמות מספקת של חומרים מזינים ומים. "תהליך דומה של תחרות משאבים עשוי כתוצאה מכך גם להיות הסיבה האמיתית להיווצרות עצמית של דפוסי מעגלי הפיות המסתוריים", אומר המחקר. המדענים דימו תחרות תת-קרקעית על מים ודפוסי תפוצת הצמחייה המרחבית. הם גילו שדפוסים דומים עלו על המסך לאלו שתועדו בנמיביה.
לא ידוע כיצד נוצרים מעגלי פיות במדבר נמיבי.
רמז עשוי להיות טמון בהפצת המעגלים העקרים של כדור הארץ באדמות עשב.
חוקרים ביפן גילו שהתפוצה שלהם דומה לתאי עור.
כמו תאים אנושיים, למעגלים המסתוריים יש בדרך כלל שישה 'שכנים'