Fusões, torções e pentágonos: a estrutura dos favos de mel

As abelhas realizam feitos impressionantes. Eles não apenas se lembram da localização de boas fontes de alimentos, mas também são capazes de comunicar essa informação a seus colegas. Eles também cuidam de seus filhotes e organizam ataques contra intrusos.

Eles também são grandes construtores. Quase todo favo de mel na célula é um hexágono perfeito e cada lado tem o mesmo comprimento. Isso apesar do fato de que as abelhas precisam construir hexágonos de tamanhos diferentes para operárias e zangões, muitas vezes incorporando favos de mel que começam nas paredes opostas da colmeia. Como eles gerenciam essas complicações?

Um novo jornal usa um sistema automatizado de análise de imagens para identificar as diferentes maneiras pelas quais as abelhas gerenciam essas transformações. Os pesquisadores que fizeram o sistema descobriram que as abelhas veem os problemas chegando com antecedência e passam a fazer ajustes menores, que, no final, ajudam a evitar a necessidade de mudanças maiores.

fique regular

As abelhas em questão são abelhas melíferas, embora várias outras espécies criem estruturas hexagonais. A regularidade das matrizes hexagonais das abelhas tem sido observada desde o século V DC, e medições mais recentes indicam muito pouca diferença entre elas: cada lado do hexágono é geralmente muito próximo em comprimento dos outros.

Isso acontece apesar de uma série de desafios importantes. Em primeiro lugar, muitos trabalhadores contribuem para a construção de cada favo de mel, de forma que a regularidade não pode ser explicada apenas pelo envolvimento de um único trabalhador em uma série de movimentos instintivos. Além disso, os ninhos precisam de dois favos de mel de tamanhos diferentes, pois usam tamanhos distintos para operárias (a maior parte do ninho) e zangões (machos usados ​​para reprodução). Finalmente, os favos de mel são frequentemente construídos como unidades múltiplas, começando em diferentes áreas da colmeia e, eventualmente, convergindo para algum lugar no meio.

Para descobrir como lidar com todos esses problemas, o especialista em comportamento animal (Michael Smith, da Auburn University) se encontrou com dois cientistas da computação da Cornell University: Nils Knapp e Kirsten Petersen, que estão trabalhando em robôs parecidos com insetos. Juntos, eles montaram um software de análise de imagem que poderia determinar os limites de cada célula e descobriram estatísticas básicas para as células – o número de lados, o comprimento de cada lado, etc. Eles podem ser categorizados com base no tamanho certo para trabalhadores, drones ou se há algo incomum na célula.

Transferências organizadas e mais

A maioria das células de um determinado favo era a descendência que mais precisava. Isso significa trabalhadores, e eles geralmente são menores. Mas antes de começarem a construir células para os drones, os trabalhadores começarão a construir células um pouco maiores, permitindo uma transição suave de tamanho. Essa transição exigia apenas duas células para operar e cobria uma área menor do que o alcance das pernas de um trabalhador.

Gerenciar a integração dos diferentes favos de mel era consideravelmente mais difícil. Isso acontece quando células com um número incomum de lados acabam sendo necessárias. O sistema de reconhecimento de imagem identificou células em qualquer lugar de quatro a nove paredes, em vez da forma típica de hexágono. Eles eram raros, respondendo por menos de 5 por cento de todas as células do favo de mel. Mas tende a ocorrer nas bordas do favo ou em linhas separadas onde dois favos são fundidos.

Mesmo quando não foi possível formar uma colmeia de seis lados, as abelhas tentaram chegar o mais perto possível, pois 93 por cento das anomalias eram de cinco ou sete lados. Freqüentemente, os dois foram colocados juntos; Limites entre células de cinco ou sete lados eram mais freqüentes do que pares de células de dois ou sete lados.

Uma das principais razões pelas quais essas colmeias individuais são necessárias é que as abelhas começarão a construir em locais diferentes, fazendo favos de mel com orientações diferentes. Assim, à medida que esses segmentos diferentes crescem para se encontrar, as matrizes hexadecimais serão orientadas em ângulos incompatíveis. Quanto maior o ângulo, maior a necessidade de usar células não hexagonais. Em casos extremos, mais da metade das células ao longo da linha onde os favos de mel se fundem têm algo além de seis lados.

Mas as abelhas foram capazes de ver o problema chegando e começaram a torcer os hexágonos antes que os diferentes favos de mel se encontrassem.

Isso é realização?

Os pesquisadores resumem com precisão o que viram.

“As abelhas efetivamente ‘rolam’ as células hexagonais na lacuna quando os favos são combinados”, escreveram eles. “Se a diferença de inclinação for pequena, essas células de rolamento podem manter sua forma hexagonal, mas quando a diferença de inclinação é grande, as abelhas usam formas não hexagonais para fundir os favos.” E lembre-se, é tudo sobre a complexidade de gerenciar dois tamanhos diferentes de células.

Tudo isso, para os autores, indica que o processo de construção do pente não é puramente instintivo. Deve haver o que eles chamam de “processos cognitivos” envolvidos na construção. O cérebro da abelha está muito longe de tudo que entendemos muito bem (a espécie mais próxima que conhecemos de perto é provavelmente a mosca da fruta). mosca da fruta) Isso faz com que você descubra a aparência desses processos.

PNAS, 2021. DOI: 10.1073 / pnas.2103605118 (Sobre DOIs)

READ  Atualização do COVID de Illinois hoje: IL relata 578 casos, 12 mortes conforme aumenta a positividade do teste

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *