Когда колонии медоносных пчел становятся больше, здравый смысл подсказывает, что будет шумнее, так как вокруг будет жужжать больше пчел.
Но исследование, недавно опубликованное в журнале Behavioral Ecology and Sociobiology, сообщает, что у больших колоний медоносных пчел соты на самом деле более тихие, чем у маленьких.
«Удивительным результатом было то, что - и сначала я подумал, что что-то не так - когда на сотах больше пчел, вибрации на самом деле уменьшаются», - сказал Майкл Смит, докторант в области нейробиологии и поведения и ведущий автор газеты. По-Ченг Чен, бывший докторант в области электротехники и вычислительной техники, является соавтором статьи.
Исследователи обнаружили, что пчелы активно гасят вибрации в сотах, возможно, тем, как они хватают соты, хотя для проверки механизма необходимы дополнительные исследования.
Это открытие важно, потому что пчелы общаются с вибрациями субстрата в сотах. Пчелы исполняют виляющий танец, чтобы сообщить другим пчелам точное местонахождение участка с цветами; танец заставляет соты вибрировать, чтобы передать сообщение другим пчелам. Даже пчелиные матки передают вибрационные сигналы для общения с другими матками. Но для того, чтобы передать эти или любые сообщения, нужно устранить шум.
Исследование подчеркивает универсальную необходимость отделять сигналы от шума во всех биологических системах - от одноклеточных организмов, воспринимающих окружающую среду, до человеческих тел, пытающихся ощутить концентрацию гормонов, - сказал Смит.
Смит искал кого-то, кто имеет опыт измерения вибрации гребенки, и был направлен к Чену, который построил компьютерные чипы, содержащие акселерометр для измерения вибрации в трех измерениях.
«Чип делает 800 выборок за одну восьмую секунды и делает это столько, сколько вам нужно», - сказал Смит. Они прикрепили эти чипы к сотам снаружи в лаборатории.
Смит и Чен варьировали количество пчел в сотах, проводя измерения с половиной семьи, а затем со всей семьей. В другом эксперименте они измеряли активную семью в разное время суток, поскольку их численность колеблется по мере прихода и ухода пчел. Смит считал пчел на сотах при каждом измерении.
Исследователи подозревают, что секрет того, как пчелы гасят вибрации, может заключаться в их позе, когда отдельные пчелы располагаются между несколькими сотами одновременно и действуют как «маленькие скобы», соединяя разные ячейки вместе, сказал Смит. Другая гипотеза состоит в том, что пчелы, подобно морякам на качающейся лодке, наклоняются и компенсируют вибрации таким образом, что это оказывает стабилизирующее действие.
Смит и Чен также проверили, демпфирует ли масса или собственный вес пчел вибрации сот, подобно тому, как лист бумаги со скрепками может качаться меньше, чем обычный лист. Смит добавлял мертвых пчел в ячейки соты, а Чен измерял акселерометром 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400 и 1600 мертвых пчел на сотах.
Дополнительные пчелы «не оказали абсолютно никакого влияния на вибрации сот, что показало нам, что пчелы на самом деле делают что-то, чтобы гасить эти вибрации», - сказал Смит.
Результаты демонстрируют, как живые системы, включая сверхорганизмы, такие как колонии медоносных пчел, могут преодолевать физические препятствия с помощью удивительно простых и элегантных решений, сказал Смит.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом, Фондом Эндрю Меллона и Американским садовым клубом.