Συγχωνεύσεις, συνελεύσεις και κουιντέτα: Γεωμετρία κυψελωτών. …………………………………. ………. …………………………………. ………. …………………………………. ………. …………………………………. ………. …………………………………………

Οι μέλισσες έχουν μερικά εντυπωσιακά επιτεύγματα. Όχι μόνο θυμούνται τη θέση των καλών πηγών τροφίμων, αλλά μπορούν να κοινοποιήσουν αυτές τις πληροφορίες στους συνομηλίκους τους. Φροντίζουν επίσης την κυψέλη νέους και οργανώνουν επιθέσεις εναντίον των εισβολέων.

Είναι επίσης καλοί στο κτίριο. Σχεδόν κάθε κηρήθρα στο κελί είναι ένα τέλειο εξάγωνο και κάθε πλευρά έχει το ίδιο μήκος. Αυτό συμβαίνει παρά το γεγονός ότι οι μέλισσες πρέπει να χτίσουν εξάγωνα διαφορετικών μεγεθών για εργαζόμενους και κηφήνες, ενσωματώνοντας συχνά κηρήθρες που ξεκίνησαν στους απέναντι τοίχους της κυψέλης. Πώς διαχειρίζονται αυτές τις επιπλοκές;

Ένα νέο έγγραφο χρησιμοποιεί ένα αυτοματοποιημένο σύστημα ανάλυσης εικόνας για να προσδιορίσει τους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους οι μέλισσες διαχειρίζονται αυτούς τους μετασχηματισμούς. Οι ερευνητές που έκαναν το σύστημα διαπίστωσαν ότι οι μέλισσες βλέπουν προβλήματα που έρχονται εκ των προτέρων και αρχίζουν να κάνουν μικρότερες προσαρμογές, οι οποίες, στο τέλος, βοηθούν στην αποφυγή της ανάγκης για μεγαλύτερες αλλαγές.

μείνε τακτική

Οι εν λόγω μέλισσες είναι μέλισσες, αν και ορισμένα άλλα είδη δημιουργούν εξαγωνικές δομές. Η κανονικότητα των εξαγωνικών πινάκων τους παρατηρήθηκε από τον 5ο αιώνα μ.Χ. και οι πιο πρόσφατες μετρήσεις δείχνουν πολύ μικρή διαφορά μεταξύ των περισσότερων από αυτές: κάθε πλευρά του εξαγώνου είναι συνήθως πολύ κοντά σε μήκος από την άλλη.

Αυτό συμβαίνει παρά τις σημαντικές προκλήσεις. Πρώτα απ ‘όλα, πολλοί εργάτες συμβάλλουν στις κατασκευές κάθε κηρήθρας, οπότε η κανονικότητα δεν μπορεί να εξηγηθεί μόνο με τη συμμετοχή ενός μόνο εργαζομένου σε μια σειρά ενστικτωδών κινήσεων. Επιπλέον, οι φωλιές χρειάζονται δύο κηρήθρες διαφορετικού μεγέθους, καθώς χρησιμοποιούν διαφορετικά μεγέθη για τους εργαζόμενους (το μεγαλύτερο μέρος της φωλιάς) και drones (αρσενικά που χρησιμοποιούνται για αναπαραγωγή). Τέλος, οι κηρήθρες συχνά κατασκευάζονται ως πολλαπλές μονάδες, ξεκινώντας από διαφορετικές περιοχές της κυψέλης και τελικά συγκλίνουν στη μέση κάπου.

Για να μάθετε πώς να διαχειριστείτε όλα αυτά τα ζητήματα, ο ειδικός συμπεριφοράς των ζώων (Michael Smith του Πανεπιστημίου Auburn) συναντήθηκε με δύο επιστήμονες υπολογιστών από το Πανεπιστήμιο Cornell: τους Nils Knapp και Kirsten Petersen, οι οποίοι εργάζονται σε ρομπότ που μοιάζουν με έντομα. Μαζί, συνέθεσαν λογισμικό ανάλυσης εικόνων που θα μπορούσε να καθορίσει τα όρια κάθε κελιού και ανακάλυψε βασικά στατιστικά στοιχεία για τα κελιά – τον αριθμό των πλευρών, το μήκος κάθε πλευράς κ.λπ. Στη συνέχεια, μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με βάση το αν είναι το σωστό μέγεθος για τους εργαζόμενους ή τα drone, ή αν υπάρχει κάτι ασυνήθιστο στην κυψέλη.

Οργανωμένες μεταφορές και άλλα

Τα περισσότερα από τα κύτταρα σε μια συγκεκριμένη χτένα ήταν ο απόγονος που χρειαζόταν περισσότερο. Αυτό σημαίνει εργαζόμενους, και είναι συνήθως μικρότεροι. Αλλά πριν αρχίσουν να χτίζουν κελιά για τα drone, οι εργαζόμενοι θα αρχίσουν να χτίζουν κελιά λίγο μεγαλύτερα, επιτρέποντας μια ομαλή μετάβαση στο μέγεθος. Αυτή η μετάβαση απαιτούσε μόνο δύο κελιά για να λειτουργήσει και κάλυψε μια περιοχή μικρότερη από την απόσταση των ποδιών ενός εργαζομένου.

Η διαχείριση της ενσωμάτωσης των διαφόρων κυψελοειδών ήταν πολύ πιο δύσκολη. Αυτό συμβαίνει όταν χρειάζονται κελιά με ασυνήθιστο αριθμό πλευρών. Το σύστημα αναγνώρισης εικόνας αναγνώρισε κελιά οπουδήποτε από τέσσερα έως εννέα τοιχώματα, αντί για το τυπικό εξάγωνο σχήμα. Αυτά ήταν σπάνια, αντιπροσωπεύοντας λιγότερο από το 5% όλων των κυττάρων στην κηρήθρα. Τείνει όμως να συμβαίνει είτε στα άκρα της χτένας είτε σε ξεχωριστές γραμμές όπου δύο χτένες είναι συντηγμένες.

Ακόμη και όταν δεν ήταν δυνατό να σχηματιστεί μια κυψέλη έξι όψεων, οι μέλισσες προσπάθησαν να πλησιάσουν όσο το δυνατόν πιο κοντά, καθώς το 93% των ανωμαλιών ήταν είτε πέντε ή επτά όψεων. Συχνά, τα δύο έχουν ζευγαρωθεί. Τα όρια μεταξύ κυττάρων πέντε ή επτά όψεων ήταν συχνότερα από τα ζεύγη κυττάρων δύο ή δύο επτά όψεων.

Ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους αυτές οι μεμονωμένες κυψέλες είναι απαραίτητες είναι ότι οι μέλισσες θα αρχίσουν να χτίζονται σε διαφορετικές τοποθεσίες κάνοντας κηρήθρες διαφορετικών προσανατολισμών. Έτσι, καθώς αυτά τα διαφορετικά τμήματα αναπτύσσονται για να συναντηθούν μεταξύ τους, οι εξαγωνικοί πίνακες θα προσανατολιστούν σε ασύμβατες γωνίες. Όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάγκη χρήσης μη εξαγωνικών κυττάρων. Σε ακραίες περιπτώσεις, περισσότερα από τα μισά κύτταρα κατά μήκος της γραμμής όπου η ασφάλεια των κηρήθρων έχουν κάτι διαφορετικό από έξι πλευρές.

Αλλά οι μέλισσες μπόρεσαν να δουν το πρόβλημα να έρχεται και άρχισαν να στρίβουν τα εξάγωνα πριν συναντηθούν οι διάφορες κηρήθρες.

Είναι αυτή η συνειδητοποίηση;

Οι ερευνητές συνοψίζουν με ακρίβεια αυτό που είδαν.

«Οι μέλισσες κυλούν αποτελεσματικά τα εξαγωνικά κύτταρα στο κενό όταν συνδυάζονται οι χτένες», έγραψαν. “Εάν η διαφορά κλίσης είναι μικρή, αυτά τα κυλιόμενα κελιά μπορούν να διατηρήσουν το εξαγωνικό σχήμα τους, αλλά όταν η διαφορά κλίσης είναι μεγάλη, οι μέλισσες χρησιμοποιούν μη εξαγωνικά σχήματα για να συντήξουν τις χτένες.” Και θυμηθείτε, όλα είναι πολυεπίπεδη στην πολυπλοκότητα της διαχείρισης δύο διαφορετικών μεγεθών κυττάρων.

Όλα αυτά, για τους συγγραφείς, δείχνουν ότι η διαδικασία κατασκευής χτενών δεν είναι καθαρά ενστικτώδης. Πρέπει να υπάρχει αυτό που αποκαλούν “γνωστικές διαδικασίες” που εμπλέκονται στην κατασκευή. Ο εγκέφαλος της μέλισσας απέχει πολύ από οτιδήποτε καταλαβαίνουμε πολύ καλά (το πλησιέστερο είδος που γνωρίζουμε στενά είναι πιθανώς η μύγα των φρούτων). μύγα φρούτων). Αυτό καταλαβαίνει πώς θα μοιάζουν αυτές οι διαδικασίες.

PNAS, 2021. DOI: 10.1073 / pnas.2103605118 (Σχετικά με τα DOI).

READ  Οι σεισμικοί κυματισμοί αποκαλύπτουν το μέγεθος του πυρήνα του Άρη

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *