Странните спираловидни пчелни гребени изглеждат като фантастични кристални дворци. Сега знаем защо.

Австралийските пчели от род Tetragonula произвеждат странни, спираловидни гнезда. Учените смятат, че знаят защо.

В свят на нежни шестоъгълни пчелни пити, малка група бунтовни австралийски пчели са избрали да построят спираловидно своя дом.
Запознайте се с пчелите от рода Tetragonula. Този вид австралийски пчели нямат жила, но компенсират отбранителните си недостатъци, като изграждат хипнотизиращи крепости от восък, чиято красота отдавна е завладяла Интернет.

Спираловидните структури всъщност представляват гигантски, извиващи се гнезда, наречени „гребени за разплод“. Всяка малка кръгла клетка е камера за яйце, изградена от восъчно секретираща пчела-работник, препълнена с храна от пчела-гледач, след което се пълни с яйце от самата кралица. Когато една клетка е готова, работниците преминават към следващата, изграждайки гнездото навън и нагоре по спираловиден модел, който понякога може да достигне 20 етажа височина. 

И така, как пчелите Tetragonula станаха Франк Лойд Райтс от света на насекомите? Всяка колония ли използва свой главен архитект, натоварен да ръководи конструкцията на гребена си, или всеки работник просто следва несъзнателен набор от индивидуално кодирани правила за строеж? Според проучване, публикувано в Journal of the Royal Society Interface, отговорът може да се крие в кристалите.

„Тези гребени следват същите основни правила, които карат кристалите да израстват по спираловиден образец“, казва пред Live Science съавторът на проучването Джулиън Картрайт, изследовател от Испанския национален съвет за научни изследвания (CSIC), който изучава математическите модели в природата. „Всяка пчела по принцип следва алгоритъм.“


РЕКЛАМА:

***

Бръмченето на природата

Преди няколко години Картрайт вижда изображение на поразяващия гребен за разплод и веднага разпознава модела; по онова време той изучава седефообразуващи мекотели, чиито преливащи се черупки разкриват също така ясно изразени спираловидни структури, когато се видят под електронен микроскоп.

И двата случая на животинска архитектура ни връщат към изследвания от 50-те години на миналия век, които обясняват как кристалите естествено растат в спирална структура, следвайки няколко прости математически правила, казва Картрайт. Той и неговите колеги искат да разберат какви са тези правила за пчелите от вида Tetragonula.

„Каква минимална информация би имала една пчела, която би я накарала да произведе тези модели?“ – пита се Картрайт.
За да проучат въпроса, изследователите моделират изграждането на спирален гребен, използвайки алгоритъм, вдъхновен от растежа на кристалите. Всяка симулация е започвала с една клетка. Една по една, пчелните цифрови работници са добавяли нови клетки към гребена, следвайки едно от двете прости правила: пчелите могат да добавят клетка към предната част на растежа – ръба на гребена, където други пчели са поставяли клетки – така, че те да бъдат поставяни малко по-високо от съседните; или пчелите могат да построят нова клетка върху съществуваща клетка, стига тя да е на по-високо или на по-ниско ниво от съседните си клетки.

При наличието на тези ограничения, всяко ново ниво на гребена трябва да бъде изградено на правилно разстояние от ръба, давайки на всяко ново ниво по-малък радиус от този на последното. Колкото е по-високо нивото, толкова по-малък е радиусът му. И така, само с тези няколко прости правила, бе създаден спираловидният модел.

Според Картрайт, лекотата, с която компютърът му е могъл да пресъздаде спиралните гребени на Tetragonula показва, че пчелите не следват генерален план – те по-скоро просто реагират на местната среда, следвайки някои биологични правила, кодирани в тяхното поведение отпреди много години.

„Когато хората изграждат структура като сграда, има архитект, който прави план, който строителите да следват“, каза Картрайт. „Това, което открихме е, че пчелите не се нуждаят от план. Те просто следват набор от прости правила за това, къде трябва да се постави ново парче восък, когато изграждат гребена. И ако програмираме тези правила в компютър, те ще построяват едни и същи модели.“

Какви са точно тези правила? Докато не можем да попитаме пчелите лично, вероятно няма как да знаем със сигурност, пишат изследователите. Добре, че са без жило.

 

Източник: livescience

Превод: Веселина Балтова


Европейска нощ на учените 2022 г.: