Пчелы - это те насекомые, которые больше всего вызывают у нас любопытство и очарование.  За исключением Антарктиды, они встречаются на всех континентах, во всех местах обитания, где обитают насекомые-опылители цветущих растений. Изображения людей, собирающих мед у диких пчел, датируются       15 000 лет назад, а в гробницах египетских фараонов, таких как Тутанхамон, даже были найдены горшки с медом. Несмотря на то, что у нас, есть общее представление о том, как выглядят карикатурные пчелы, все же во всем мире существуют тысячи видов, отличающихся размерами, цветом и поведением. Существует даже несколько видов одиночных пчел, без жала и ряд видов, которые выживают, разграбляя другие более слабые колонии. Но кое-что, что неизменно впечатляет исследователей, так это структура их ульев, напоминающие густонаселенные города с достаточной эффективностью, позволяющей любому градостроителю позавидовать.

У пчелиного общества есть своя иерархическая система. Среди самок есть пчелиная королева, гораздо более крупная, чем другие, отвечающая за откладку яиц. Есть также рабочие, которые делят себя на выполнение всех других функций в улье, таких как строительство выводковых ячеек, кормление, сбор пищи вне улья, защита и чистка улья. Самцы колонии - это трутни, в небольшом количестве, единственная функция которых заключается в оплодотворении королевы во время брачного периода. Эта система имеет небольшие различия между видами. Например, вид Mirim Droriana, распространенный в Бразилии, всегда держит принцессу пчелы в заключении (неоплодотворенная королева пчелы), готовая выполнять свои функции в случае смерти королевы пчелы.

Если рассматривать физические структуры ульев, то мы можем увидеть, что их разнообразие конструкций также огромно. В то время как Apis Melifera накапливает мед в традиционных шестиугольных сотах, есть виды, которые создают похожие на небоскребы ульи. Австралийский вид Tetragonula carbonaria, например, не имеет хорошо жало для защиты. Однако это не означает, что у них нет защитных механизмов. Архитектура внутри их ульев построена таким образом, что жуки и другие вторгающиеся насекомые, которые пытаются проникнуть в улей, теряются в лабиринте и погибают, покрываясь смесью воска, грязи и растительной смолы.

Этот вид, в частности, был тщательно исследован благодаря образцам, обнаруженным в его ульях. Ученые обнаружили в медовых сотах трехмерные структуры, которые можно разделить на уровни и спирали, способные достигать 20 этажей. Что вызвало любопытство у исследователей, так это то, как рабочие пчелы знают, какой тип конструкции следует использовать. Откуда они знают, с чего начать строительство следующей ячейки и каким точным размерам следует следовать, не имея ни проекта, ни плана?

В каждой небольшой ячейке находится яйцевая камера, построенная рабочей пчелой, которая выделяет воск, чтобы сформировать конструкцию. В эту камеру поступает пища, поступающая от пчелы-кормилици, а затем заполняемая яйцами пчелой королевы. Внутри этих камер через примерно 50 дней пчелы вырастают от яйца до взрослой жизни. Когда строительство камеры завершается, рабочие переходят к следующему, строящемуся по спирали вверх конструкцию. То есть, чем выше уровень, тем меньше площадь.

В статье, опубликованной в журнале Королевского общества, ученые отметили, что эта морфология похожа на схему роста кристаллов. По мнению исследователей, как в кристаллах, так и в сотах этого вида пчел рост происходит послойно. Каждый слой растет за счет добавления отдельных единиц, и оба могут быть описаны в рамках математической структуры возбуждающей среды. В качестве возбуждающих сред могут функционировать кристаллы, вязкие грибы, мозг, сердце, химические осцилляторы, лесные пожары и многие другие системы; в этом случае соты так же функционируют. Математика говорит нам о том, что процессы, которые заставляют атомы или молекулы агрегироваться, как кристалл, имеют ту же самую математическую структуру, что и процессы, которые заставляют пчел строить свои соты, так что и те, и другие имеют одну и ту же спиральную и уровневую структуру. 

Исследователь Июлан Х. Е. Картрайт несколько лет назад обнаружил в материале, опубликованном на сайте Live Science, вирусное изображение печально известных сот и сразу же распознал эту структуру; в то время он изучал перламутровых моллюсков, радужные оболочки которых при взгляде под электронным микроскопом также обнаруживали отличительные спиральные структуры. Ученые начинают изучать эти закономерности.

По сути, когда мы начинаем все глубже и глубже углубляться в природу, мы видим, как много нам еще предстоит понять о ней, как ее сложность, так и простоту. Зная больше об этих процессах, мы можем стремиться работать более целостно с природой, а не исследовать ее без разбора и зачастую надменно, как мы делали это на протяжении всей нашей истории. Это может быть, прежде всего, проявлением смирения для человека. Понимание природных решений может стать хорошим способом создания более устойчивой архитектуры.

Перевод: Хасанай Ж.

Источник: https://www.archdaily.com/946778/the-incredible-architecture-of-bees