Čebulna telesa in majhna krila imajo čmrlji po svojih zračnih sposobnostih. Njihov neroden način je nekatere znanstvenike zmotno namigoval, da je njihov let celo kljuboval aerodinamiki. Toda tisto, kar jim manjka v eleganci, nadoknadijo v višini. Po novih raziskavah bi lahko čmrlji v teoriji povzdihovali Mount Everest.
Sorodne vsebine
- Zombeji so ga dosegli po ZDA
- Ali je mogoče čebele izučiti za odganjanje raka?
- Ameriški čmrlji se strmoglavijo, preveč
Ideja, da čebele lahko postanejo strokovni gorniki, se zdi nelogična. "Vzpenjate se na goro in hladno in težko dihate. Ni kisika. Za leteče žuželke je še huje, " pravi Michael Dillon , ekolog z univerze Wyoming v Laramieju . "Gostota zraka je zmanjšana, zato je težko dejansko ustvariti sile, če zamahnete s krili. V zraku je le nekaj molekul, ki jih lahko pritisnete."
Toda po besedah Dillona in njegovega kolega Roberta Dudleyja, ekologa na kalifornijski univerzi v Berkeleyju in Smithsonian Tropical Research Institute v Panami, bi bilo pametno, da ne bi podcenjevali čebel. Par si je ogledal omejitve letov čmrljev in objavil svoje rezultate v Biology Letters danes. "Na naše presenečenje lahko [čebele] letijo veliko višje, kot smo mislili, da bodo zmogle, " pravi Dillon.
Leteče žuželke je težko proučiti na terenu in znanstveniki ne vedo veliko o skrajnih mejah čebel let. Vendar imajo nekaj namigov: čebele tesarje ( Xylocarpa varipuncta ), domače na jugozahodu ZDA, lahko lebdijo v okolju z nizko gostoto zraka, značilnem za velike nadmorske višine. Tropske čebele orhideje lahko med lebdenjem dvignejo dvakrat večjo težo, kar je še en pokazatelj, da imajo čebele malo več letečih sposobnosti kot le sposobnost preletavanja z ene rože na drugo.
Te čebele so tropske ali nižinske vrste, čmrlji pa so običajni prebivalci alpskih pohodniških poti od ameriških skalnjakov do Andov. "Zdi se, da se resnično dobro družijo na visoki nadmorski višini, " pravi Dillon. Tako so se raziskovalci spraševali, kako težko je, da čebele dejansko letijo naokoli?
Čebelar neznane vrste se približa cvetu, ki raste na nadmorski višini približno 6500 čevljev (2000 metrov) v bližini Urumqija na severozahodu Kitajske. (Foto: ME Dillon) V gorah zahodne Kitajske so raziskovalci ujeli šest lokalni moški čmrlji ( Bombus impetuosus ) v divjini na približno 10 660 čevljev. Čebele so obtičile v hipobarični komori in postopoma izsesavale zrak, simulirale višja kobila in zmanjšala kisik in gostoto zraka. "Samo z izčrpavanjem zraka lahko zmanjšamo skupni barometrični tlak, kar bi bilo podobno prenašanju čebele po gori, " pravi Dillon.
Opazovali so vedenje čebel, snemali zvok za izračun ritmov utripov kril in analizirali gibanje kril iz video posnetkov. Povprečna čmrnica je še vedno lahko lebdela na približno 26.000 simuliranih stopal, dve čebeli pa sta leteli višje od 29.527 simuliranih stopal - to je približno 500 čevljev nad vrhom Mount Everesta.
Čebelnjak leti v hipobarični komori, v kateri je zračni tlak približno enak tistemu, ki ga najdemo na nadmorski višini 19.600 metrov. (Video vljudnost Michaela Dillona) Vsak leteči organizem (ali celo helikopter) lahko doseže tako vrtoglavo višino v bistvu dve možnosti: hitreje premagati krila ali povečati amplitudo giba krila, kot, skozi katerega premagata svoja krila. Če bi hitreje zamahnili z majhnimi krili, bi bil čebel verjetno težji, saj njihova krila premagajo na dokaj edinstven način, zato je najboljša možnost za čebelo širši udarci.
"Skoraj so videti, kot da v določenem smislu tečejo po vodi, pravi Dillon." S krilom se prebijajo skozi širši lok, tako da vsakič, ko svoja krila premikajo skozi lok, dejansko krila potiskajo proti več molekul kot v nasprotnem primeru. "Opaža, da obstajajo tudi druge bolj subtilne spremembe gibov kril, ki bi jim lahko omogočile večjo silo, ki jo ustvarjajo tudi njihova krila.
Korakamo korak nazaj - poskus je v čebelah v bistvu vključil čebele, okoli njih pa se spreminjajo zračni tlak in kisik. Kaj pa veter, mraz, sneg in nešteto drugih dejavnikov, zaradi katerih je vzpon na goro tako nevaren? Izkazalo se je, da so čebele trdožive bitje - Dillon je našel čmrlje, visoke kar 16.000 čevljev. Na visokih nadmorskih višinah, "samo glave cvetov, ki pikajo iz snega, tam čmrlji zadiši in obiščejo to cvetje, " pravi Dillon . Dejstvo, da so leteli, govori o sposobnosti čebel, da se prilagodijo takim višinskim spremembam.
Torej, zakaj imajo čebele to sposobnost? Vse leteče živali se na različne načine spopadajo z nadmorsko višino, običajno pa imajo presežne zmogljivosti leta, ki jim to omogočajo. Za čebele in druge žuželke je "presežek leta zelo koristen za stvari, kot so beg pred plenilci, " pravi Dillon. Če ptice patrulirajo po nebu in pajki, ki se skrivajo po rožah, je tam za čebelo nevaren svet.
Čebele morajo tudi nositi cvetni prah in nektar nazaj v panj. "Čebele so lahko nenavaden primer, ker bi njihova potreba po dvigovanju težkih bremen lahko pomenila drugo prednost, saj jim je omogočeno večje nadmorsko višino. Obema ne bi bila zmožna hkrati - vsaj ne v isti stopnji." pravi Richard Bomphrey, biolog z londonske univerze Royal Veterinary College v Veliki Britaniji. V bistvu bi lahko čebele, da hodijo na goro, samo stranski učinek lastnosti, ki so se razvile za izboljšanje nabiranja cvetnega prahu.
Razumevanje omejitev letenja čebel in drugih žuželk in živali bi lahko znanstvenikom pomagalo predvideti, kako lahko podnebne spremembe vplivajo na njihov obseg. Poleg tega, da nam bolje razumejo ekologijo žuželk, študije letenja obveščajo inženirje, ki poskušajo sestaviti drobne leteče robote - ki bi lahko nekega dne na primer spremljali promet ali pregledali mesto nesreče - o tem, kako najbolje posnemati čebele in druge hrošče.
"Ta dokument je eleganten prikaz, kako lahko leteče živali z enostavnimi kinematičnimi spremembami povečajo svoje aerodinamične sile, " pravi Bomphrey. Po njegovem mnenju bi inženirji lahko gradili na isti strategiji. Torej na več načinov te ugotovitve pobegnejo bebe na povsem novo raven.
