Câte albine încap într-un aparat cu raze X? Un studiu inedit oferă răspunsul
Cercetătorii de la CU Boulder au folosit, pentru prima dată, tomografia computerizată cu raze X (cunoscută și sub numele de scanare CT) pentru a privi în interiorul roiurilor de albine.
Scanările oferă o privire mai profundă asupra acestor insecte umile. Albinele, a descoperit grupul, nu se adună într-un grup la întâmplare. În schimb, ele par să formeze structuri în formă de dom, urmând reguli matematice surprinzător de sofisticate, sau ceea ce cercetătorii numesc „lege de scalare”.
Rezultatele ar putea ajuta într-o zi inginerii să proiecteze clădiri mai rezistente sau chiar roiuri de roboți minusculi care se comportă foarte asemănător cu insectele, a declarat Orit Peleg, autorul principal al studiului.
Iar albinele pot realiza toate acestea în ciuda faptului că au creierul de mărimea unui grăunte de nisip.
„Am o pregătire în fizică, iar aceste legi nu sunt evidente pentru mine”, a declarat Peleg, profesor asistent în cadrul Institutului BioFrontiers și al Departamentului de Informatică de la CU Boulder. ,,Dar albinele știu cumva cum să se aranjeze pentru a-și menține stabilitatea mecanică.”
O privire mai profundă asupra acestor insecte fascinante
Grupul și-a publicat rezultatele în revista Scientific Reports.
A fost nevoie de ceva muncă pentru a face albinele să stea nemișcate pentru radiografii, a remarcat Olga Shishkov, autorul principal al studiului și cercetător postdoctoral în cadrul Peleg Lab de la BioFrontiers.
În primul rând, cercetătorii s-au bazat pe reginele albinelor pentru a convinge mii de albine lucrătoare să se unească în roiuri în laborator. Apoi, echipa a rotit aceste roiuri în fața unui mic aparat CT dezvoltat inițial pentru spitalele veterinare.
Metoda grupului este atât de precisă încât se pot distinge albine individuale în scanările 3D. Imaginile ar putea oferi oamenilor de știință un nou instrument pentru a înțelege modul în care albinele și alte insecte sociale creează astfel de „superorganisme” care își schimbă forma.
„Un lucru pe care vrem să îl știm este modul în care albinele răspund la diferite temperaturi”, a spus Shishkov.
Cum răspund albinele la diferite temperaturi?
Peleg a explicat că, atunci când stupii de albine devin prea înghesuiți, reginele vor zbura pentru a căuta un alt loc unde să trăiască. Reginele aduc cu ele mii de albine lucrătoare, care se vor grupa ocazional în jurul reginei pentru a o ține în siguranță.
Sunt, de asemenea, foarte flexibile. Într-un studiu anterior, de exemplu, Peleg și colegii săi au scuturat roiuri de albine pentru a încerca să imite forța unei rafale de vânt. Ca răspuns, albinele s-au aplatizat în formă de clătite, ajutându-le să rămână stabile în mijlocul tumultului.
Un lucru, însă, a scăpat echipei lui Peleg. „Până acum, nu am reușit să tragem cu ochiul în interiorul unui roi și să vedem ce se întâmplă.”
Pentru a face acest lucru, grupul a scanat 11 roiuri de albine care conțineau între 4.000 și 10.000 de insecte, scrie EurekAlert.
Mai multe albine se grupează în jurul bazei roiului, apoi se subțiază pe măsură ce urcă mai sus. De asemenea, albinele par să se aranjeze astfel încât niciun strat să nu fie nevoit să poarte mai mult decât partea sa de greutate.
Legile de scalare precum cea descoperită sunt comune în natură
În termeni matematici, structura urmează o lege de scalare în care fiecare strat suportă o greutate care este aproximativ egală cu propria greutate la puterea unu și jumătate.
„Ceea ce înseamnă această lege de scalare este că fiecare strat sfârșește prin a utiliza aceeași cantitate de forță disponibilă ca fiecare alt strat”, a declarat Shishkov.
În cadrul aceluiași studiu, Shishkov și colegii săi au testat albine pentru a calcula cât de multă greutate poate transporta o singură albină. S-a dovedit că o albină poate ridica în medie aproximativ 35 de alte albine. Albinele dintr-un roi nu ridică decât maxim patru alte albine.
Legile de scalare precum cea descoperită de echipă sunt comune în natură, a explicat Kaushik Jayaram, co-autor al studiului, publicat în Scientific Reports.
„Existența acestei legi de scalare sugerează că ar putea exista principii generale de organizare pentru structuri ca acestea, despre care nu știm încă”, a declarat Jayaram, profesor asistent în cadrul Departamentului de Inginerie Mecanică Paul M. Rady.
Vă recomandăm să mai citiți și:
Pesticidele distrug creierul albinelor până când acestea nu se mai pot deplasa în linie dreaptă
De ce mor albinele atunci când ne înțeapă, dar viespile nu?
Un efect foarte ciudat este produs atunci când albinele zboară peste o suprafață oglindită