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](http://www.cellsaddle.com/thmb/jLXzb8xVED1s9a0kZesb5t7iEBE=/720x529/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/__opt__aboutcom__coeus__resources__content_migration__mnn__images__2019__11__honeybee-asymmetric-waves-01-cfeaf16842b142b6b07b4abb81b4b998.jpg)
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](http://www.cellsaddle.com/thmb/0DJMr0LNkBwlFgssIk2pjBHhNKo=/3685x2088/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/__opt__aboutcom__coeus__resources__content_migration__mnn__images__2019__11__honeybee-drinking-water-01-d277d983b2484a84ab5df665e19b0651.jpg)
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。