Dziwne, spiralne plastry pszczół wyglądają jak fantastyczne kryształowe pałace. Teraz wiemy, dlaczego.

W świecie mdłych sześciokątnych plastrów miodu mała grupa zbuntowanych australijskich pszczół postanowiła zbudować spiralne schody.

Poznaj pszczoły z rodzaju Tetragonula. Te australijskie zapylacze nie mają żądła, ale nadrabiają swoje defensywne braki, budując hipnotyzujące fortece z wosku, których piękno od dawna urzekło Internet.

Te spiralne struktury są w rzeczywistości gigantycznymi, wirującymi gniazdami zwanymi „grzebieniami czerwiowymi”. Każda mała okrągła komórka jest komorą jajową, zbudowaną przez pszczołę robotnicę wydzielającą wosk, zaopatrywaną w zwrócony pokarm przez pszczółkę karmiącą, a następnie napełnianą jajkiem przez samą królową. Kiedy jedna komórka jest gotowa, pracownicy przechodzą do następnej, budując na zewnątrz i do góry po spirali, która czasami może osiągnąć wysokość 20 pięter, Tim Heard, entomolog z Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) w Australii, wcześniej powiedział .

Powiązane: Googly eyes: Zobacz zdjęcia uderzających twarzy os

Więc jak to się stało Tetragonula pszczoły stają się Frankiem Lloydem Wrightsem świata owadów? Czy każda kolonia zatrudnia własnego architekta, odpowiedzialnego za kierowanie konstrukcją grzebienia - czy też każda pszczoła robotnica po prostu przestrzega nieświadomego zestawu indywidualnie zakodowanych zasad budowlanych? Według badań opublikowanych dzisiaj (22 lipca) w Journal of the Royal Society Interface, odpowiedź może leżeć w kryształach.

„Te grzebienie działają według tych samych podstawowych zasad, które powodują, że kryształy rosną po spirali” - powiedział współautor badania, Julyan Cartwright, badacz z Hiszpańskiej Krajowej Rady ds. Badań (CSIC), który bada wzory matematyczne w przyrodzie. „Każda pszczoła zasadniczo postępuje zgodnie z algorytmem”.

Szum natury

Cartwright zobaczył wirusowy obraz niesławnych grzebieni lęgowych kilka lat temu i natychmiast rozpoznał wzorzec; w tym czasie badał mięczaki z masy perłowej, których opalizujące muszle również ujawniają wyraźne struktury spiralne, gdy są widoczne pod mikroskopem elektronowym.

Obydwa przypadki architektury zwierzęcej przypominały badania z lat pięćdziesiątych XX wieku, które wyjaśniły, jak kryształy naturalnie rosną w strukturze spiralnej, stosując się do kilku prostych zasad matematycznych, powiedział Cartwright. On i jego koledzy chcieli dowiedzieć się, jakie mogą być te zasady dla Tetragonula pszczoły.

„Jakiego rodzaju minimum informacji miałaby pszczoła, które doprowadziłyby ją do wytworzenia tych wzorów?” Powiedział Cartwright.

Aby to zbadać, naukowcy stworzyli model konstrukcji grzebienia spiralnego przy użyciu algorytmu inspirowanego wzrostem kryształów. Każda symulacja rozpoczynała się od jednej komórki lęgowej. Cyfrowe pszczoły robotnice pojedynczo dodawały nowe komórki do plastra, postępując zgodnie z jedną z dwóch prostych zasad: Pszczoły mogą dodawać komórkę do frontu wzrostu - krawędzi plastra, w miejscu, w którym inne pszczoły układały komórki - o ile ich nowa komórka był umieszczony nieco wyżej niż jego sąsiedzi; lub pszczoły mogą budować nową komórkę na wierzchu istniejącej komórki, o ile ta komórka była mniej więcej na poziomie sąsiednich komórek.

Mając na uwadze te ograniczenia, każdy nowy poziom grzebienia musiał być budowany w dużej odległości od krawędzi, nadając każdemu nowemu poziomowi mniejszy promień niż poprzedni. Im wyższy poziom, tym mniejszy promień. I tak, stosując tylko te kilka prostych zasad, wyłonił się spiralny wzór.

Według Cartwrighta, łatwość, z jaką jego komputer był w stanie odtworzyć TetragonulaSpiralne grzebienie pokazują, że pszczoły nie podążają za głównym planem - raczej po prostu reagują na swoje lokalne środowisko zgodnie z kilkoma biologicznymi zasadami zakodowanymi dawno temu w ich zachowaniu.

Na polowaniu: zwiadowcy pszczół miodnych znajdują pożywienie
Kreatywne stworzenia: 10 zwierząt używających narzędzi
7 owadów, które będziesz jadł w przyszłości

„Kiedy ludzie budują konstrukcję taką jak budynek, mamy architekta, który tworzy plan, a następnie budowniczowie postępują zgodnie z nim” - powiedział Cartwright. „Odkryliśmy, że pszczoły nie potrzebują planu. Po prostu przychodzą z zestawem prostych zasad, gdzie należy umieścić nowy kawałek wosku, gdy dotrze on do grzebienia. A jeśli zaprogramujesz te zasady w komputer, produkują te same obrazy ”.

Jakie to dokładnie zasady? Dopóki nie będziemy mogli osobiście zapytać pszczół, prawdopodobnie nie będziemy mieć pewności, napisali naukowcy. Dobrze, że są bezżądłowe.