Пчёлы демонстрируют удивительную способность адаптировать строительство сот к любым условиям

Пчёлы строят соты на 3D-печатных панелях авторов исследования. Автор: Голнар Гаруни-Фард (CC-BY 4.0, creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Существует более одного способа построения пчелиного улья, в зависимости от потребностей пчёл, согласно исследованию, опубликованному 26 августа в открытом доступе журнала PLOS Biology Голнар Гаруни-Фард из Университета Колорадо в Боулдере, США, и её коллегами.

Медоносные пчёлы известны своей способностью строить сложные ульи, где они могут хранить пищу и выращивать личинок. Строительство улья — это совместные усилия тысяч трудолюбивых пчёл, которые также демонстрируют умение адаптировать структуры своих сот с учётом доступного пространства и ресурсов.

В этом исследовании Гаруни-Фард и коллеги изучили конкретные стратегии, которые медоносные пчёлы используют для адаптации к различным условиям строительства.

Авторы предоставили пчелиным колониям различные размеры 3D-печатных пластиковых основ для сот, на которых они могли строить свои собственные восковые соты.

Используя рентгеновскую микроскопию, команда смогла визуализировать и количественно оценить строительные стратегии пчёл. Когда основы сот были слишком малы для размещения рабочих пчёл, насекомые объединяли несколько ячеек, создавая наложенные пространства адекватного размера.

Схема, используемая когда пчёлам предоставляется основа в 0,75 раза от предпочитаемого размера, показывающая как они блокируют некоторые ячейки для преобразования в предпочитаемый размер. Автор: Голнар Гаруни-Фард (CC-BY 4.0, creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Схема, используемая когда пчёлам предоставляется основа в три раза больше предпочитаемого размера. Показаны ранние стадии того, как они строят меньшие ячейки на вершинах предоставленного шаблона. Автор: Голнар Гаруни-Фард (CC-BY 4.0, creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Схема, используемая когда пчёлам предоставляется основа в три раза больше предпочитаемого размера, показывающая как они строят меньшие ячейки на вершинах предоставленного шаблона. Автор: Голнар Гаруни-Фард (CC-BY 4.0, creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Если основы ячеек были слишком большими, пчёлы строили свои соты с наклонными границами, эффективно уменьшая отверстие каждой ячейки при сохранении глубины для хранения. А если основы ячеек были экстра-большими, пчёлы просто строили новый слой обычных сот поверх, используя границы пластиковой основы в качестве опоры.

Эти результаты демонстрируют, что строительство пчелиного улья не следует фиксированному плану, а вместо этого представляет собой гибкий процесс, в котором колония может применять различные стратегии для адаптации к различным начальным условиям.

Это исследование не только предоставляет некоторый предварительный взгляд в сложное поведение пчёл, но также имеет последствия для дизайна био-вдохновлённых инженерных систем.

«Мы предоставили пчёлам 3D-печатные панели с уже нанесённым шестиугольным рисунком, но с размером, отличным от предпочитаемого пчёлами. Мы обнаружили, что они используют по крайней мере три различные техники для адаптации этих основ к более подходящему для их нужд рисунку, включая сложные трёхмерные компоновки», — добавляет соответствующий автор Франсиско Лопес Хименес.

«Эти крошечные строители, кажется, обладают интуитивным пониманием физики коллективного строительства. Мы только начинаем понимать богатый набор стратегий, которые они используют — наклон, объединение, наслоение — для формирования структур, которые удовлетворяют их потребности удивительно адаптивными способами», — отмечает соавтор Орит Пелег.

ИИ: Это исследование поражает своей демонстрацией коллективного интеллекта пчёл. Их способность интуитивно решать сложные пространственные задачи без централизованного управления может вдохновить разработки в робототехнике и архитектуре. В 2025 году такие биовдохновлённые подходы особенно актуальны для создания адаптивных и устойчивых систем.