21 октомври 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Тези изумителни спираловидни пчелни пити имат много общо с кристалите, казват учените

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 22 юли 2020 в 08:23 42420
Спирална пчелна пита. Кредит: Tim Heard

Особен род южноизточноазиатски и австралийски пчели изграждат питите си по начин, който напомня авангардни човешки архитектурни решения, съперничащи на нюйоркския Гугенхайм.

Знаем, че пчелите са умни, но доскоро бе загадка как пчелите Tetragonula успяват да създадат пити с форма на сложна спирала и други неправилни форми.

Сега международен екип изследователи решава да разбере как става това. Когато учените с помощта на математически модели изследват структурите, открити в кошерите, с изненада откриват, че създаването на тези пити има поразителни сходства с образуването на кристали.

По-горе: Структури на (а) шарки с концентрични кръгове (T. carbonaria), (б) спирали (T. carbonaria), (в) двойни спирали (T. carbonaria) и (г) по-неподредени тераси (T. hockingsi). Кредит: a. Elke Haege, b - d. Tim Heard

"Растежът на кристали и изграждането на пчелни пити са две системи, работещи в твърде различни сфери на науката. И така, какво води до подобни структури? Това е красотата на приложението на математиката вм природата", пишат изследователите в своя документ.

"Оказва се, че много често подобни закони и принципи управляват формирането на много различни системи в различни области на науката и по този начин могат да бъдат описани от една и съща математика."

Спираловидни кристали. Първата снимка на графитен кристал от Завалия-Украйна, вторите са снимани със специален микроскоп образци от Крестмор, Ривърсайд, Калифорния - спиралите са миниатюрни пукнатини в тънки галванични слоеве от никел. Кредит: Иван Кръстев; д-р Милко Монев; Щърбова, Кожухарова, Щърбов и В.Тончев

Както можете да видите на изображението по-долу, пчелната пита не е плоска структура. Вместо това слоевете се повдигат нагоре, за да могат пчелите да излязат на терасите под тях. Това, пишат изследователите, може да се разглежда като пчелна версия на спиралните нива на музея Гугенхайм - сграда от 20 век, известна като една от най-важните архитектурни сгради в Ню Йорк.   

Спирален кошер и нивата на спиралата на Гугенхайм. Кредит: Tim Heard; Wallygva / Wikimedia / CC BY 3.0

"Един от нас - Антонио Осуна, ми показа няколко снимки на пчелни пити и се увлякох", разказва пред ScienceAlert Джулиан Картрайт (Julyan Cartwright) един от изследователите, физик от Универсидад де Гранада.

"Това бе повод да се разработи как изглеждат тези модели в случая с пчелите. Ние успяхме да вземем идеи, които бяхме разработили, като разгледахме растежа на кристалите и как мекотелите създават перла, които показват много сходни спираловидните и моделите с концентрични кръговена пчелите".

Когато екипът моделира как се образува този вид структура, те използваха няколко параметъра, за да моделират оформената пчелна пита.

 R - различните модели се формират в зависимост от радиуса на един слой пчелни клетки.

 α - случайното разпределение на вероятността. При растежа на кристалите това би могло да се причини от примеси, а при изграждането на пчелната пита - колко плосък могат да направят пчелите един слой.

Колкото по-голям е R, толкова по-голям ще бъде всеки слой на спиралите. Колкото по-голяма е α, толкова по-неподредени ще се получат терасите.

Но въпреки че разбираме модела, това всъщност не обяснява защо пчелите от този род правят толкова невероятни структури, вместо просто да изградят подредените обичайни слоеве пчелна пита.

Все пак проучването, разглеждащо чисто математически модели, не може да даде окончателен отговор защо пчелите правят това, екипът смята, че това толкова не е генерален план, колкото няколко правила за поведение, които тласкат пчелите да създават тези структури, използвайки само „локална информация“.

"Когато ние хората изграждаме, обикновено наемаме архитект, който да направи план на цялата сграда. Това е глобална информация", обяснява Картрайт.

„Пчелите няма архитект, който да проектира питите им. Но ако не използват глобална информация, как ги изграждат? Еквивалентът за нас хората би бил да изградим къща тухла по тухла без архитектурен план. Показваме как пчелите могат да направят това само с локална информация".

Справка: The bee Tetragonula builds its comb like a crystal

Silvana S. S. Cardoso, Julyan H. E. Cartwright, Antonio G. Checa, Bruno Escribano, Antonio J. Osuna-Mascaró and C. Ignacio Sainz-Díaz
Journal of the Royal Society Interface, Published:22 July 2020 DOI: https://doi.org/10.1098/rsif.2020.0187.

Източник: Scientists Find These Stunning Spiral Beehives Have a Lot in Common With Crystals, ScienceAlert


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.