Пчёлы могут построить правильный улей на сложном основании

Исследование, опубликованное 26 августа в открытом журнале PLOS Biology, показывает, что медоносные пчёлы используют разные стратегии для строительства сот в зависимости от условий. Работу провела группа учёных под руководством Голнар Гхаруни-Фард из Университета Колорадо в Боулдере, США.

Пчёлы известны своей способностью строить сложные ульи для хранения пищи и выращивания личинок. Это коллективный труд тысяч особей, которые умеют адаптировать структуру сот к доступному пространству и ресурсам.

В этом исследовании учёные изучили конкретные стратегии адаптации пчёл к разным условиям строительства. Колониям предоставили 3D-печатные пластиковые основы для сот разного размера, на которых пчёлы должны были достроить свои восковые ячейки.

С помощью рентгеновской микроскопии команда визуализировала и количественно оценила строительные стратегии насекомых. Результаты показали:

• Если ячейки основы были слишком малы для размещения рабочих пчёл, насекомые объединяли несколько ячеек, создавая наложенные пространства адекватного размера.
• Если ячейки основы были слишком велики, пчёлы строили соты с наклонными гранями, эффективно уменьшая вход в каждую ячейку, но сохраняя её глубину для хранения.
• Если ячейки основы были экстра-большими, пчёлы просто строили новый слой сот стандартного размера поверх, используя грани пластиковой основы как опору.

Эти результаты демонстрируют, что строительство улья не следует фиксированному плану, а является гибким процессом, в котором колония может применять различные стратегии для адаптации к разным стартовым условиям.

Исследование не только даёт предварительное представление о сложном поведении пчёл, но и имеет значение для проектирования биоинспирированных инженерных систем.

Франсиско Лопес Хименес, автор-корреспондент, добавляет: «Мы предоставили пчёлам 3D-печатные панели с уже нанесённым шестиугольным узором, но с размером, отличным от предпочитаемого пчёлами. Мы обнаружили, что они используют по крайней мере три различные техники, чтобы адаптировать эти основы к более подходящему для их нужд узору, включая сложные трёхмерные компоновки».

Орит Пелег, соавтор-корреспондент, отмечает: «Эти крошечные строители, кажется, обладают интуитивным пониманием физики коллективного строительства. Мы только начинаем понимать богатый набор стратегий — наклон, слияние, наслоение — которые они используют для формирования структур, удивительно адаптивным образом удовлетворяющих их потребности».

Лопес Хименес заключает: «Поразительно, что паттерны, которые пчёлы использовали для адаптации к ограничениям из-за нерегулярной геометрии, похожи на те, что встречаются в совершенно других системах. К ним относятся трещины, появляющиеся в грязи при высыхании, или узоры в графене и других атомных кристаллах».