بریتنی گرایمز -27 اکتبر 2022 -مایک بلک/iStock
محققان دانشگاه کلرادو در بولدر (CU Boulder) از سی تی اسکن برای مشاهده آنچه در دنیای زنبورهای عسل، به ویژه در کندو آنها می گذرد، استفاده کردند.
سی تی اسکن که به عنوان توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس نیز شناخته می شود، نگاهی عمیق به زندگی این حشرات را نشان داد. تیم تحقیقاتی متوجه شدند که زنبورها به‌طور تصادفی به هم نمی‌چسبند، بلکه با وجود داشتن مغزهایی به اندازه دانه‌های شن، نظم داشتند.
زنبورها ساختارهای گنبدی شکلی را به دنبال یک قانون پیچیده ریاضی تشکیل دادند، چیزی که تیم آن را قانون پوسته‌گیری نامید. قانون می گوید که هر لایه وزنی را تحمل می کند که در حدود وزن خودش برابر با توان یک و نیم است.
اولگا شیشکوف، نویسنده ارشد این مطالعه و محقق فوق دکترا در آزمایشگاه Peleg در BioFrontiers، می گوید: «معنی این قانون مقیاس بندی این است که هر لایه با استفاده از همان مقدار قدرت موجود خود مانند هر لایه دیگر منحرف می شود. این اصل توزیع وزن بین زنبورها را توضیح می دهد. محققان همچنین دریافتند که هر زنبور می تواند وزنی معادل 35 زنبور دیگر را در آن واحد حمل کند.
این مطالعه در مجله Scientific Reports منتشر شد.
زنبورهای درون کندو با هم کار می کنند تا یک ساختار همسان را تشکیل دهند. «کندو زنبور عسل خوشه‌ای است متشکل از یک ملکه زنبور عسل و هزاران کارگر که ساعت‌ها تا روزها در بیرون معلق می‌مانند و کارگران به دنبال کندو می‌گردند. ازدحام کردن یک مرحله مخاطره آمیز در زندگی یک کلنی زنبور عسل است.
“اگر ملکه یا تعداد زیادی از زنبورهای کارگر به کندوی جدید خود نرسند، کل کلنی از بین خواهد رفت. زنبورها به یکدیگر متصل می شوند تا وزن کل دسته را تحمل کنند و کلنی را منسجم نگه دارند. بنابراین، ملکه زنبور عسل و زنبورهای کارگر باید با هم کار کنند تا زنده بمانند.
برای این مطالعه، محققان از تعداد متفاوتی از زنبورهای کارگر از 3725 تا 9700 زنبور و یک زنبور ملکه در قفس استفاده کردند. آنها داده های 11 گروه را تجزیه و تحلیل کردند که در مجموع 57 سی تی اسکن ارائه کردند. از نورپردازی داخلی استفاده شد و در حالی که ملکه زنبور عسل در قفس در مرکز ضمیمه در مطالعه ثابت بود، زنبورهای کارگر گروهی را در اطراف او تشکیل دادند.
جرم هر دسته قبل از گرفتن سی تی اسکن اندازه گیری شد و تعداد زنبورها در هر دسته با تقسیم جرم کل دسته بر جرم هر زنبور محاسبه شد.ساختارهایی که زنبورها روی آن قرار داشتند وارونه آویزان می‌شدند و تیم گروه‌ها را در مقابل دستگاه سی‌تی اسکن چرخاند.
نتیجه
محققان توانستند با موفقیت کندو زنبورها را با چنان دقت اسکن کنند که بتوانند تک تک زنبورها را در اسکن تشخیص دهند. این تصاویر به تیم اجازه داد تا بفهمند زنبورها چگونه چیزی را که آنها «ابر ارگانیسم‌ها» می‌نامند ایجاد کردند. همچنین، آنها متوجه راه هایی شدند که زنبورها می توانند در خوشه گرم یا خنک بمانند.
تیم متوجه شد که وقتی کندو بیش از حد شلوغ شد، ملکه زنبور عسل پرواز کرد تا مکان دیگری را پیدا کند تا آن را خانه بداند. اغلب، ملکه زنبور عسل بخشی از گروه خود، هزاران زنبور کارگر را با خود می آورد تا او را در امان نگه دارد.
حشرات نیز بسیار انعطاف پذیر هستند. هنگامی که محققان کندو را برای تقلید وزش باد تکان می دادند، زنبورها خود را به شکل پنکیک صاف می کردند تا ثابت و بی حرکت بمانند. اوریت پلگ، نویسنده ارشد این مطالعه و استادیار موسسه BioFrontiers و گروه علوم کامپیوتر در CU Boulder، گفت: “زنبورها به نوعی می دانند چگونه خود را مرتب کنند تا پایداری مکانیکی خود را حفظ کنند.”
آینده
دانشمندان امیدوارند که بیشتر به انبوه زنبورها نگاه کنند و راه های منحصر به فردی را کشف کنند که قانون پوسته پوسته شدن را می توان در فناوری و ساختارها اعمال کرد. کاوشیک جایارام، یکی از نویسندگان این مطالعه و استادیار دپارتمان پل ام رادی، گفت: «وجود این قانون مقیاس‌بندی نشان می‌دهد که ممکن است اصول کلی سازمان‌دهی برای ساختارهایی مانند اینها وجود داشته باشد که ما هنوز از آنها اطلاعی نداریم.
محققان می‌خواهند از تجزیه و تحلیل گروه‌های زنبور عسل استفاده کنند تا روزی ساختمان‌هایی با دوام‌تر ایجاد کنند، یا دسته‌ای از روبات‌هایی که می‌توانند مانند حشرات برای تحقیقات و نوآوری‌های دیگر عمل کنند.
