当蜜蜂被困在水中时,它们会创建自己的海浪,并为安全

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蜜蜂不能在翅膀上用水飞行,但是它们可以产生微小的波浪并在上面“冲浪”。(照片:Wattlebird/shutterstock)

蜜蜂像我们其他人一样需要水。蜜蜂可能会飞行几英里,以找到一个良好的水源,无论是喝酒还是帮助调节蜂巢的温度。但是,有时候,口渴的蜜蜂比她讨价还价的要多,而不是在蜜蜂中喝水,而是最终进入了水中。

对蜜蜂来说,这比听起来还要糟糕。蜜蜂不能游泳,当他们的翅膀湿时,他们也不能飞。但是,正如一项新的研究表明的那样,蜜蜂确实有另一种不太明显的选择可以使自己免于溺水:冲浪。

这一发现始于一场幸运的事故。当研究工程师克里斯·罗(Chris Roh)穿过加利福尼亚理工学院校园时,他经过加州理工学院的Millikan Pond,这仍然是因为喷泉已被关闭。罗(Roh)看到一个蜜蜂滞留在水中,由于是中午,太阳将蜜蜂的阴影直接扔到游泳池的底部。不过,真正引起了他的注意的是蜜蜂翅膀创造的海浪的阴影。

当蜜蜂在水中嗡嗡作响时,Roh意识到阴影显示了其翅膀踢起来的波浪的振幅,以及当一条翼的波浪与另一种波浪相撞的波浪形成的干扰模式。

“我很高兴看到这种行为,”罗在陈述关于这项研究,“因此,我将Honeybee带回了实验室,以更仔细地看待它。”

回到实验室,Roh重现了他在Millikan Pond中看到的条件。与他的顾问,加尔特技术航空和生物工程教授Morteza Gharib教授一起,将一只蜜蜂放在静止的水中,然后从上方闪烁过滤光,从而在锅底上铸造阴影。他们用33只蜜蜂来做到这一点,但一次只持续几分钟,然后给每只蜜蜂随后恢复。

波浪

该实验的结果最近发表在美国国家科学院的会议记录中,但您还可以在上面的视频中看到一瞥。

尽管水通过紧贴翅膀来防止蜜蜂飞行,但同样的现象显然提供了另一种逃脱的方式。它让蜜蜂用翅膀拖水,形成可以推动她前进的波浪。研究人员发现,这种波模式从左到右是对称的,而蜜蜂后面的水则形成了具有干扰模式的强大振幅波。蜜蜂面前没有大波浪或干扰,不对称的人以少量的力使她向前推动,总共约有2000万分之一的牛顿。

从角度来看,一个平均大小的苹果由于地球的重力而施加了大约一支牛顿的力量,我们经历了苹果的体重。Honeybee的波只会产生大约0.00002的力,听起来可能太弱,无法有用,但显然足以帮助昆虫的“冲浪”来安全。

加里布说:“蜜蜂的翅膀的运动产生了一个波浪,其身体能够向前行驶。”“它朝着安全的水层或冲浪。”

冲浪以生存

蜜蜂在水池中产生不对称波
水层不能将蜜蜂从水中提出,但它可以将她推到水边,然后她爬上安全。 (照片:Chris Roh和Mory Gharib/Caltech)

Honeybee Wings没有断开蜜蜂的翅膀向下弯曲,然后将其向下弯曲,然后在向后拉到表面时向上弯曲。研究人员解释说,拉动运动会产生推力,而推动运动是一种恢复中风。

蜜蜂还基于一种称为“冲程振幅”的度量标准,在水中更慢地击败了翅膀,该指标可以测量翅膀在拍打时移动的距离。研究人员指出,飞行时,蜜蜂的翅膀的中风幅度约为90至120度,但在水中下降到小于10度。这使机翼的顶部保持干燥,而水紧贴在底面,将蜜蜂向前推。

Roh解释说:“水比空气重三个数量级,这就是为什么它捕获蜜蜂的原因。”“但是这种重量也使其对推进有用。”

蜜蜂饮用水
Honeybees将水储存在蜂蜜胃中,然后将其带回蜂巢。 (照片:Urbanradim/shutterstock)

这种技术存在一些局限性,因为蜜蜂显然无法产生足够的力来将其尸体从水中抬出。但是,它可以推动它们前进,而不仅仅是弯曲到位,这可能足以到达水边缘,然后他们可以在那里爬出来飞走。但是这种行为比蜜蜂更累,而ROH估计他们只能在疲倦之前保持大约10分钟的时间,因此逃脱的机会可能受到限制。

ROH补充说,这种行为从未记录在其他昆虫中,这可能是蜜蜂的独特改编。这项研究的重点是蜜蜂,但是未来的研究可以研究其他蜜蜂物种,甚至可能还使用其他有翅昆虫。鉴于近年来蜜蜂及其广泛下降的生态重要性,任何帮助我们更好地理解蜜蜂的事物都可能是值得的 - 困扰许多野生物种和蜜蜂的问题。

作为工程师,Roh和Gharib也将这一发现视为仿生的机会,并且他们已经开始将其应用于其机器人研究中。他们正在开发一个可以像滞留的蜜蜂一样在水面上移动的小机器人,他们设想了可以飞行和游泳的机器人最终使用的技术。