Соты медоносных пчел имеют невероятно аккуратный внешний вид. Всегда предпринимались попытки понять, как пчелы достигают такой точности. В науке есть несколько интересных подходов.
Соты имеют интригующую точность внешнего вида: плоскость идеально правильных шестиугольников, сделанная из специального материала, обработанного до тонкой пластины. У родственников медоносных пчел мы находим нечто подобное, например расплодные ячейки колоний ос. Они тоже шестиугольные, но сделаны из пережеванной целлюлозы и далеко не соответствуют высоким стандартам точности изготовления, предъявляемым пчелами.
Медоносные пчелы — талантливые математики?
Соты медоносных пчел сформированы настолько точно, что астроном и математик Иоганн Кеплер (1571–1630) приписывал пчелам математический ум, чтобы иметь возможность объяснить их работу. Французский натуралист Рене-Антуан Фершо де Реомюр (1683–1757) предложил сделать измерение сотовых ячеек основой единого измерения длины. Пчелы были лишены этого признания своей строительной работы, когда 26 марта 1791 года Учредительное собрание в Париже ввело метр в качестве стандартной меры. Если вам удастся понаблюдать за отдельными пчелами, выполняющими свою работу в толпе строительных бригад, то вы сможете увидеть, как они трудятся на стенах своим ротовым аппаратом и лапками. Толщина этих стенок почти одинакова по всей длине, за исключением нескольких тысячных долей миллиметра. Стены вновь построенных келий совершенно гладкие и одинаковой толщины на всем протяжении; углы, под которыми встречаются стены, составляют ровно 120 градусов.
Инстинктивное строительство
Есть несколько теорий относительно того, как можно объяснить эту точность, но они пересекаются. Один из них видит объяснение только в прямом строительном поведении пчел: каждая пчела-строитель работает на одной стороне стенки ячейки, поэтому она не знает, что такое противоположная сторона, на которой работает другая пчела. Оба прижимаются к стене щупальцами. У вас есть инстинктивное представление о том, насколько стена может поддаться этому давлению, если толщина стены правильная. Согласно этой теории, постоянное соскабливание воска с оболочки стенки и непрерывные испытания под давлением постепенно приводят к оптимальной толщине клеточной стенки с наибольшей регулярностью (Martin & Lindauer 1966, Bauer & Bienefeld 2013).
С теплом до идеальной сотовой структуры
Более поздние исследовательские подходы указывают на другое направление. Что важно для этих точек зрения, так это то, что они могут использовать новые исследовательские методы и больше не зависят исключительно от внешнего вида при разработке теорий (Pirk et al. 2004). Если вы посмотрите на строительную площадку сот с помощью тепловизионной камеры, то увидите, что новые ячейки находятся на краю сот. Строительные пчелы изначально создавали их круглой формы, используя свои собственные тела в качестве шаблонов. Пчелы-обогреватели теперь проникают в только что построенные ячейки, нагревая стены и полы до температуры более 40 градусов по Цельсию. Нагретый воск становится настолько податливым, что теперь, когда клетки растягиваются, может начаться физический процесс.
Шестиугольники возникают в неживом и в живом мире везде, где одинаково распределенные источники силы работают друг против друга. Внутреннее механическое напряжение стенок сот растягивает податливый воск таким образом, что каждая из плотно упакованных цилиндрических ячеек образует шесть прямых стенок. Взаимодействие физических свойств собственного строительного материала пчелы, воска, вместе со способностью пчел активно нагревать воск приводит к такому удивительно точному результату (Karihaloo 2013).
Если бы Иоганн Кеплер мог видеть тепловизионные изображения сотовой конструкции, вряд ли он захотел бы приписать пчелам математический талант. Тогда ему пришлось бы признать это мыльным пузырям: они демонстрируют одно и то же явление. При столкновении двух мыльных пузырей между ними естественным образом образуются идеально гладкие стенки одинаковой толщины, идеально ровные.
Ставьте лайк и подписывайтесь на мой канал ЗДЕСЬ, скоро будут новые публикации. Свои вопросы вы всегда можете задать в комментариях, и я обязательно отвечу!