Mærkelige, spirale bi-kamme ligner fantastiske krystalpaladser. Nu ved vi hvorfor.

I en verden af ​​intetsigende hexagonale honningkager har en lille gruppe oprørske australske bier valgt at bygge spiraltrapper.

Mød bier fra slægten Tetragonula. Disse Aussie-pollinatorer har ingen stingere, men kompenserer for deres defensive mangler ved at bygge betagende voksfæstninger, hvis skønhed længe har betaget internettet.

Disse spiralstrukturer er faktisk gigantiske, hvirvlende reden kaldet "stamkam." Hver lille cirkulære celle er et ægkammer, bygget af en voksudskillende arbejderbi, forsynet med regurgiteret mad af en sygeplejebi og derefter fyldt med et æg af dronningen selv. Når den ene celle er færdig, går arbejderne videre til den næste og bygger udad og opad i et spiralmønster, der undertiden kan nå 20 historier højt, Tim Heard, en entomolog hos The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) i Australien, tidligere fortalt .

Relateret: Googly øjne: Se fotos af slående hveps ansigter

Så hvordan gjorde det Tetragonula bier bliver Frank Lloyd Wrights for insektverdenen? Ansætter hver koloni sin egen mesterarkitekt, der har til opgave at vejlede sin kamskonstruktion - eller følger hver arbejder bi blot et ubevidst sæt af individuelt kodede bygningsregler? Ifølge en undersøgelse offentliggjort i dag (22. juli) i Journal of the Royal Society Interface, kunne svaret ligge i krystaller.

"Disse kamme følger de samme grundlæggende regler, der får krystaller til at vokse op i et spiralmønster," fortalte medforfatter Julian Cartwright, en forsker ved det spanske nationale forskningsråd (CSIC), der studerer matematiske mønstre i naturen. "Hver bi følger dybest set en algoritme."

Buzzed om naturen

Cartwright så et viralt billede af den berygtede stamkam for et par år siden og genkendte straks mønsteret; på det tidspunkt studerede han perlemorbløddyr, hvis iriserende skaller også afslører tydelige spiralstrukturer, når de ses under et elektronmikroskop.

Begge tilfælde af dyrearkitektur huskede på undersøgelser fra 1950'erne, der forklarede, hvordan krystaller naturligt vokser i en spiralstruktur ved at følge et par enkle, matematiske regler, sagde Cartwright. Han og hans kolleger ville finde ud af, hvad disse regler kunne være for Tetragonula bier.

"Hvilken slags minimal information ville en bi have, som ville føre den til at producere disse mønstre?" Cartwright sagde.

For at undersøge modellerede forskerne konstruktionen af ​​en spiralkam ved hjælp af en algoritme inspireret af krystalvækst. Hver simulering startede med en enkelt stamcelle. En efter en tilføjede digitale arbejderbier nye celler til kammen ved at følge en af ​​to enkle regler: Bier kunne tilføje en celle til vækstfronten - kanten af ​​kammen, hvor andre bier havde lagt celler - så længe deres nye celle blev placeret lidt højere end dens naboer; eller bier kunne bygge en ny celle oven på en eksisterende celle, så længe denne celle var mere eller mindre i niveau med dens tilstødende celler.

Da disse begrænsninger var på plads, skulle hvert nyt niveau af kammen bygges i god afstand fra kanten, hvilket gav hvert nyt niveau en mindre radius end den sidste. Jo højere niveau, jo mindre er dets radius. Og så med bare disse få enkle regler opstod spiralmønsteret.

Ifølge Cartwright er det let, hvor hans computer var i stand til at genskabe Tetragonulaspiralkam viser, at bierne ikke følger en masterplan - snarere svarer de blot til deres lokale miljø i henhold til et par biologiske regler, der er kodet i deres opførsel for længe siden.

På jagt: Honeybee-spejdere finder mad
Kreative væsener: 10 dyr, der bruger værktøjer
7 insekter, du spiser i fremtiden

”Når mennesker bygger en struktur som en bygning, har vi en arkitekt, der laver en plan, og derefter følger bygherrene den,” sagde Cartwright. "Det, vi fandt, er, at bierne ikke har brug for en plan. De kommer bare med et sæt enkle regler for, hvor man skal sætte et nyt stykke voks, når det ankommer til kammen. Og hvis du programmerer disse regler i en computer, de producerer de samme billeder. "

Hvad er disse regler, nøjagtigt? Indtil vi kan spørge bierne personligt, er der sandsynligvis ingen måde, vi kan vide med sikkerhed, skrev forskerne. God ting, de er uredde.