Як Бджоли Будують Вощину: Архітектура Всередині Улю

Місто, збудоване без креслення

Розріжте вулик, і ви знайдете вражаючу організовану структуру: центральне лиingo-гніздо, оточене смугами для зберігання пилку, а також мед, що зберігається далі та зверху, все побудоване з тисяч ідентичних шестикутних клітин, створених без архітектора, без креслення та без центрального планувальника. Рамочка є як скелетом вулика, так і його кладової камерою, а спосіб її будівництва є одним із найбільш елегантних прикладів інженерії за інстинктом у природному світі.

Два розміри комірів, кожна з яких має свій призначення

Не всі комірки є однакового розміру, і ця різниця функціональна, а не декоративна. Коміри роїв мають приблизно 6,35 мм у діаметрі, точно розраховано на розвиток робочої линялки; коміри дрезів помітно більші – близько 13,6 мм, щоб вмістити більш об’ємне тіло дреза. Повнорозмірна пасіка може містити приблизно 80 000 комірок у всіх рамах — комірки для потомства, комірки для зберігання меду та комірки для зберігання пилку – це справді величезна будівельна робота, яка підтримується безперервно протягом активного сезону.

Реальна вартість воску

Воск не є дешевим будівельним матеріалом з точки зору колонії. Виробництво приблизно 1 г воску коштує колонії близько 8,4 г меду, спожитого як метаболічну паливо для залоз, що виділяють віск. Зменшено до окремої клітини, будівництво однієї робітчої клітини займає приблизно 50 індивідуальних кристалів воску, близько 1,3 г меду, спожитого та приблизно 40 хвилин колективної праці бджіл. Помножте це на десятки тисяч клітин, і стане зрозуміло, чому колонії сильніше віддають перевагу повторному використанню існуючого розмаша замість будівництва нового розмаху, коли це можливо.

Чому гексагони, зокрема

Гексагон не є випадковим естетичним вибором – він математично близький до оптимального для виконання завдання. Серед регулярних фігур, які можуть укладати плоску поверхню без зазорів, гексакон використовує менший периметр (і відповідно, менше воску) для покриття певної області, ніж квадрати або кола, що досягають такого ж рівня покриття: порівняно з воском, необхідним для гексагональної сітки, еквівалентна квадратна сітка використовує приблизно 1,42 рази більше воску, а щільно упаковане коло (залишаючи проміжки між колами) – близько 1,18 рази більше. Це дійсно добре встановлений математичний та біологічний факт – часто називається «кон’юктурою медовучки», формально доведено математиком Томасом Хелесом у 1999 році – не артефакт симуляції.

Здоров’я вощини, тиск на зграю та старіння вощини

Доступність вощини безпосередньо впливає на поведінку колонії. Коли частка порожньої, придатної до використання вощини падає нижче певного рівня, колонія починає відчувати брак простору для зберігання щойно зібраного нектару або виведення нових бджіл, і це перенаселення є одним із класичних тригерів для розбіжки. У одному з моделей колонії, коли кількість порожньої вощини падає нижче 12% від загальної кількості вощини, показник тиску на розбій (Swarm Pressure Index) зростає у 1.8 рази, а при 6% – у 3.2 рази від базового рівня — що ілюструє, наскільки різко може загостритися тиск перенаселення, а не поступово збільшуватися.

Вощина також старіє. Після приблизно 30 або більше циклів виведення бджіл вощина вважається ‘старою’: повторні обмазування коконом та сміття поступово зменшують діаметр комірів (наestimated 0,60 мм у цій моделі) і підвищують базовий рівень патогенів приблизно на 35%, тому пасічники часто рекомендують замінювати стару вощину – зазвичай на 25-му циклі – ще до того, як вона досягне цього погіршеного стану. Хочете побачити, як доступність вощини, тиск на розбій та вік вощини взаємодіють у змодельованій колонії? Дослідіть це безпосередньо в симуляції «Бджолине Уложення: Модель на основі агентів».

Часті запитання

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте the simulation і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.