البيولوجيا

أمشاط النحل اللولبية الغريبة تبدو مثل القصور البلورية الخيالية، الآن نعرف لماذا

 

 قد يتبع هذا النحل الأسترالي نفس القواعد التي تستخدمها البلورات في النمو.

ينتج النحل الأسترالي من جنس Tetragonula أعشاشًا حلزونية غريبة. يعتقد العلماء أنهم يعرفون السبب.

في عالم من أقراص العسل السداسية اللطيفة ، اختارت مجموعة صغيرة من النحل الأسترالي المتمرد بناء سلالم حلزونية.

تعرف على النحل من جنس Tetragonula. هذه الملقحات الأسترالية لا تحتوي على مستشعرات ، ولكنها تعوض عيوبها الدفاعية من خلال بناء حصون ساحرة من الشمع الذي لطالما أسر جمال الإنترنت.

هذه الهياكل الحلزونية هي في الواقع أعشاش عملاقة حلزونية تسمى "أمشاط الحضنة". كل خلية دائرية صغيرة عبارة عن حجرة بيضة ، بناها نحلة عاملة تفرز الشمع ، تزودها نحلة ممرضة بالطعام المتقيأ ، ثم تملأها الملكة نفسها ببيضة. عند الانتهاء من خلية واحدة ، ينتقل العمال إلى الخلية التالية ، والبناء للخارج وللأعلى في نمط حلزوني يمكن أن يصل ارتفاعه أحيانًا إلى 20 طابقًا ،هذا ما قاله  تيم هيرد ، عالم الحشرات في منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) في أستراليا ، سابقًا لاخبار Live Science.

شاهد صورًا لوجوه دبور ملفتة للنظر

اذا ، كيف أصبح نحل Tetragonula هو المهندس المصمم في عالم الحشرات؟ هل تستخدم كل مستعمرة المهندس المعماري الخاص بها ، المكلف بتوجيه بناء المشط الخاص به - أم أن كل نحلة عاملة تتبع مجموعة غير واعية من قواعد البناء المشفرة بشكل فردي؟ وفقا لدراسة نشرت اليوم (22 يوليو) في مجلة واجهة المجتمع الملكي ، يمكن أن تكمن الإجابة في البلورات.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة جوليان كارترايت ، الباحث في مجلس البحوث الوطني الإسباني (CSIC) الذي يدرس الأنماط الرياضية في الطبيعة ، لـ Live Science: "هذه الأمشاط تتبع نفس القواعد الأساسية التي تتسبب في نمو البلورات في نمط حلزوني". "كل نحلة بشكل أساسي تتبع خوارزمية."


تعج بالطبيعة

رأى كارترايت صورة فيروسية لأمشاط الحضنة سيئة السمعة قبل بضع سنوات وتعرف على النمط على الفور ؛ في ذلك الوقت ، كان يدرس الرخويات المصنوعة من عرق اللؤلؤ ، والتي تكشف أصدافها المتقزحة أيضًا عن هياكل لولبية مميزة عند رؤيتها تحت المجهر الإلكتروني.

قال كارترايت إن كلتا حالتين من العمارة الحيوانية استعادت بحثًا من الخمسينيات يشرح كيف تنمو البلورات بشكل طبيعي في هيكل حلزوني باتباع بعض القواعد الرياضية البسيطة. أراد هو وزملاؤه معرفة ما يمكن أن تكون عليه هذه القواعد لنحل رباعي الأرجل.

"ما هو نوع الحد الأدنى من المعلومات التي تمتلكها النحلة والتي من شأنها أن تؤدي إلى إنتاج هذه الأنماط؟ قال كارترايت.

أربعة أنماط مختلفة من أعشاش رباعي الأرجون. تمكن الباحثون من إعادة إنتاجهم جميعًا بتعديلات طفيفة على نموذجهم.

من اجل التحقيق ، قام الباحثون بنمذجة بناء مشط حلزوني باستخدام خوارزمية مستوحاة من نمو البلورات. بدأت كل محاكاة بخلية حضنة واحدة. أضاف النحل العامل الرقمي واحدًا تلو الآخر خلايا جديدة إلى المشط باتباع إحدى قاعدتين بسيطتين: يمكن للنحل إضافة خلية إلى مقدمة النمو - حافة المشط حيث كان النحل الآخر يضع الخلايا - طالما أن خليته الجديدة تم وضعها أعلى قليلاً من جيرانها ؛ أو ، يمكن للنحل أن يبني خلية جديدة فوق خلية موجودة ، طالما كانت تلك الخلية أكثر أو أقل في مستوى الخلايا المجاورة لها.

مع تطبيق هذه القيود ، يجب بناء كل مستوى جديد من المشط على مسافة بعيدة من الحافة ، مما يمنح كل مستوى جديد نصف قطر أصغر من السابق. كلما ارتفع المستوى ، قل نصف قطره. وهكذا ، مع هذه القواعد البسيطة ، ظهر النمط اللولبي.

وفقًا لكارترايت ، فإن السهولة التي تمكن بها جهاز الكمبيوتر الخاص به من إعادة إنشاء أمشاط Tetragonula الحلزونية تُظهر أن النحل لا يتبع خطة رئيسية - بل إنه يستجيب فقط لبيئته المحلية وفقًا لبعض القواعد البيولوجية المشفرة في سلوكهم لفترة طويلة منذ.

وقالت كارترايت: "عندما يقوم البشر ببناء هيكل مثل المبنى ، يكون لدينا مهندس معماري يضع خطة ثم يتبعها البناة". "ما وجدناه هو أن النحل لا يحتاج إلى خطة. إنهم يأتون فقط بمجموعة من القواعد البسيطة حول المكان الذي يجب على المرء وضع قطعة شمع جديدة عند وصوله إلى المشط. وإذا قمت ببرمجة هذه القواعد في الكمبيوتر ، تنتج نفس الصور ".

ما هي تلك القواعد بالضبط ؟ كتب الباحثون إلى أن نتمكن من سؤال النحل شخصيًا ، فربما لا توجد طريقة يمكننا التأكد منها. الشيء الجيد أنها لا تلذع.

المصدر

النشرة البريدية

الرجاء تعبئة التفاصيل ادناه لتلقي نشرتنا البريدية