ساعدنیوز
ساعدنیوز

(عکس) راز ریاضیاتی «کندو‌های مارپیچ» که زنبور‌های استوایی می‌سازند

  دوشنبه، 02 مرداد 1402 ID  کد خبر 349843
(عکس) راز ریاضیاتی «کندو‌های مارپیچ» که زنبور‌های استوایی می‌سازند
ساعد نیوز: زنبور‌های نژاد تتراگانولا (Tetragonula) در خلق شاهکار‌های پیچیده معماری با استفاده از سلول‌های شش ضلعی موم تخصص دارند.

به گزارش پایگاه خحبری-تحلیلی ساعد نیوز به نقل از فرارو، بر اساس مطالعه‌ای که هفته قبل در مجله Royal Society Interface منتشر شد، همان مدل ریاضی که نحوه رشد کریستال‌ها را توضیح می‌دهد، می‌تواند توضیح دهد زنبور‌های بدون نیش استوایی چگونه لانه‌های عسل را به شکل‌های مارپیچی و چند پله می‌سازند.

زنبور‌های نژاد تتراگانولا (Tetragonula) در خلق شاهکار‌های پیچیده معماری با استفاده از سلول‌های موم زنبور عسل شش ضلعی تخصص دارند. براندون اسپکتور به لایو ساینس گفته است که هر سلول منفرد هم محل فرود یک تخم است و هم یک بلوک ساختمانی برای سازه‌هایی که می‌توانند تا 20 سطح ارتفاع رشد کنند. کندو‌های زنبور‌های بدون نیش اشکال مختلفی دارند، از جمله دسته‌هایی از دایره‌ها، یک مارپیچ، یک مارپیچ دوتایی و گروهی از تراس‌های بی‌نظم.

انواع الگو‌های پیچیده در کندو‌های زنبور‌های بدون نیش استوایی

اینکه چگونه و چرا زنبور‌ها بدون هیچ نقشه‌ای، اشکال پیچیده را می‌سازند، دانشمندان را گیج کرده است، اما محققان نشان داده‌اند که برای ساخت این الگو‌ها هر زنبور منفرد ممکن است تنها از چند قانون ساده پیروی کند.

جولیان کارترایت، متخصص ریاضیات طبیعت در شورای ملی تحقیقات اسپانیا، به Live Science گفته است: «هر زنبور اساساً از یک الگوریتم پیروی می‌کند. وقتی هر زنبور از قوانین یکسانی در قسمت‌های مختلف کندو پیروی می‌کند، یک الگوی کلی ظاهر می‌شود.

کارترایت اضافه می‌کند که قبلاً هم قوانین مشابهی را دیده است. این الگو در برخی نرم‌تنان هم دیده می‌شود که کارترایت قبل از روی آوردن به زنبور‌ها آن‌ها را مطالعه کرده است و می‌گوید هر دو از یک الگو پیروی می‌کنند که نخستین بار در دهه 1950 با پرسش چگونگی مارپیچ شدن کریستال‌ها درباره آن مطالعه شد.

کارترایت می‌گوید: «یکی از اعضای تیم ما، چند عکس از شانه‌های زنبور عسل را به من نشان داد و من میخ‌کوب شدم. از آن زمان به بعد، در مورد چگونگی ساخت این الگو‌ها در مورد زنبور‌ها مطالعه کردیم و توانستیم ایده‌هایی را از نگاه کردن به رشد کریستال و نحوه ساختن برخی صدف‌ها توسط نرم‌تنان مطرح کنیم؛ آن‌ها هم الگو‌های مارپیچی و هدف بسیار مشابهی با زنبور‌ها دارند.

کارترایت و همکارانش دریافتند که یک مدل کامپیوتری از زنبور‌های بدون نیش می‌تواند با پیروی از دو قانون ساده از همتایان طبیعی خود تقلید کند.

کندوی دیجیتالی با یک سلول آغاز شد و سپس زنبور‌های کارگر دو گزینه داشتند: یا می‌توانستند سلول دیگری را به سمتی که کندو در حال رشد بود، کمی بالاتر از بقیه اضافه کنند، یا می‌توانستند سلول‌شان را بالای لایه پایینی انباشته کنند، تا زمانی که به قدر کافی از لبه فاصله داشته باشد. مدل کامپیوتری همان اشکال کندویی را پیدا کرد که زنبور‌ها در طبیعت ایجاد می‌کنند.

این معادلات نشان‌دهنده یک سطح هلیکوئیدی با شعاع کاهشی از پایین به بالا و شیب α در هر دو جهت شعاعی و فرعی است

31 گونه زنبور تتراگانولای بومی اقیانوسیه وجود دارد. زنبور‌ها اغلب با الگوی کندویی که ایجاد می‌کنند متمایز می‌شوند. محققان عقیده دارند جزئیات قوانین تک تک زنبور‌های کارگر برای خلق ساختار‌های پیچیده‌ای که استاد آن هستند ممکن است به صورت ژنتیکی رمزگذاری شود.

تیم هرد حشره‌شناس سال 2018 اعلام کرد که برای ما روشن نیست مزیت شکل مارپیچی برای زنبور‌ها دقیقاً چیست، اما ممکن است جریان هوا را در کندو بهتر کند یا به حرکت بهتر ملکه در خانه خود کمک کند.

اما مدل رایانه‌ای نشان می‌دهد که الگو‌های زنبور‌ها کاملا بر اساس قوانین شیمیایی اساسی هستند که بر تمام مواد روی زمین حاکم است.

محققان می‌گویند: «رشد کریستال و ساخت شانه زنبور عسل دو سیستمی هستند که در حوزه‌های علمی بسیار متفاوت عمل می‌کنند. پس چه چیزی منجر به ساختار‌های مشابه می‌شود؟ این زیبایی کاربرد ریاضیات در طبیعت است.»


  دیدگاه ها
پربحث های هفته   
ترافیک چهره‌های سیاسی کشور در مراسم دامادیِ پسر علی لاریجانی؛ از قدردانی داماد از فرزند رهبر معظم انقلاب به خاطر حضور در مراسم تا چهره شاد علی مطهری به عنوان دایی داماد+عکس (236 نظر) امیر نوری و حاشیه‌های پستش راجع به مهاجرتش به اسرائیل: من از رژیم‌صهیونیستی پیشنهاد دریافت کردم اطلاعات زیادی دارم؛ ما رفتیم بای بای+عکس (189 نظر) خداداد عزیزی: 17 سالم بود آرزو داشتم چلوکباب بخورم؛ واقعا تو یخچالمون هیچی پیدا نمیشد؛ مادرم بخاطر بی پولی فوت کرد / مصاحبه تکان دهنده خداداد+ ویدئو (118 نظر) اقدام قابل تقدیر بازیکن تیم ملی؛ مهدی طارمی هزینه تحصیل دختر دانش آموزی که مدیر از مادرش درخواستی غیرمنتظره کرده بود را برعهده گرفت (117 نظر) خلاقیت تحسین برانگیز یک میوه فروش بامرام شیرازی حماسه آفرید/ به ایشون باید گفت فرشته زمینی+عکس (113 نظر) ساغر عزیزی بازیگر نقش فرح پهلوی: فحش‌هایی در اینستاگرام به من می‌دهند که برای آنها خیلی گریه کردم من فرح دیبا نیستم با سیاست هم کاری ندارم (96 نظر) خلاقیت خنده دار مادر شیرازی برای طراحی پرچم ایران روی قرمه سبزی حماسه آفرید+عکس/ هنر نزد ایرانیان است و بس! (87 نظر) نصرالله رادش: سیگار می‌کشم تا زشتی‌هایم دیده شود! دوست دارم همه بدانند علاوه بر قیافه ام من این زشتی ها را دارم! +فیلم (74 نظر) واکنش تحسین برانگیز هادی چوپان به حمله اسرائیل: شهادت برای مادرمان ایران تسلیت ندارد تبریک دارد/ پرسنل غیور ارتش و نیروی انتظامی شهادت هم رزمتان مبارک! (67 نظر) سحر زکریا: مهران مدیری به جای پول به من چند تا قابلمه داد! مدیری کسی بود که اگر ما سر کار موسیقی گوش می‌دادیم می‌ترسیدیم بیاید و مسخره‌مان کند (66 نظر) آخرین جشن تولد ساده آیت الله هاشمی رفسنجانی با حضور همسرشان در طبقه دوم خانه/ مبلمان راحتی بدون زرق و برق، کیک شکلاتی و زیر میزی هنری زیبا+عکس (64 نظر) محمدرضا گلزار: می‌دانم خواننده خوبی نیستم؛ به فرض که صدایم خوب نیست چرا اینقدر دغدغه فکریتان شده است؟! (62 نظر) رهبر معظم انقلاب پاسخ می‌دهند؛ حکم شرعی رقص زنان در برابر مردان در مجالس عروسی روستایی (52 نظر) نگاهی به چیدمان شیک و مدرن آشپزخانه سیاه و سفید خانه شاهرخ استخری + ویدئو (45 نظر) علی دایی: اگر مطالباتم را از فدراسیون بگیرم برای اینکه ثابت کنم به این پول نظری ندارم یک یتیم‌خانه می‌سازم؛ زمانی که دانشجو بودم کارگری می‌کردم+عکس (42 نظر)
پربازدیدترین ویدئوهای روز   
تیتر امروز   
فال شمع روزانه امروز یکشنبه 13 آبان 1403
فال روزانه امروز یکشنبه 13 آبان ماه 1403
صفر تا صد خامه‌ کشی کیک اسفنجی در منزل + با این ترفند سه سوته خامه کشی حرفه ای کن
ایده های حرفه ای و آسان برای چیدمان کمد دیواری رختخواب/نو عروس ها دیگه نگران چیدمان جهازتون نباشین
8 راه کار موثر برای اینکه بعد از جدایی حس بهتری داشته باشید / بپذیرید که همه چیز بین شما تمام شده است!
ترفند تضمینی جلوگیری از سفت و لیز شدن خورشت بامیه + رمز و راز لذیذی این خورشت مقوی
ماجرای صید یک ماهی عجیب الخلقه و ترسناک در بندر انزلی
فال قهوه با نشان روز یکشنبه 13 آبان ماه 1403
فال ابجد روزانه یکشنبه 13 آبان 1403
مقایسه میزان دارایی هریس و دونالد ترامپ / ترامپ چقدر ثروت دارد؟
فال حافظ با تفسیر روز یکشنبه 13 آبان 1403 + فیلم
5 روغن طبیعی برای درمان شکستگی ناخن در خانه / روش‌های استفاده از روغن برای تقویت ناخن
خانه‌داری یک کدبانو؛ طرز تهیه لواشک خرمالوی خوشمزه و ملس به 3 روش؛ جلوی آفتاب، روی بخاری و داخل فر+ فوت و فن ریز برای نتیجه عالی
نتایج باورکردنی کرکس فضایی و برخورد 2 کهکشان با تلسکوپ "هابل" و "جیمز وب"
اگه آرامشت رو دوست داری از این 7 دسته آدم دوری کن! / چرا ارتباط با شخصیت های سمی را محدود کنیم؟
منتخب روز   
پسر 17ساله بدون گواهینامه، جان خود و 4 دوست نوجوانش را در تصادف گرفت صحنه های آخرالزمانی سیل مرگبار در والنسیای اسپانیا با 205 کشته در حال حرکت به سوی کاتالونیا + ویدئو / عکس جزئیات پرونده دختر سارق که هدف او آزادی برادرش از زندان بود / اخاذی به قیمت یک عمر در زندان ماندن با سوادترین روستای ایران کجاست؟ شیائومی 15 معرفی شد/اولین گوشی جهان با اسنپدراگون 8 الیت خانه نورانی معتمدی اصفهان با درهای چوبی ،شیشه های رنگارنگ و دکوراسیون اصیل ایرانی چشمانتان را جلا میدهد جزئیات قتل فجیع مادر و خواهرناتنی توسط دختر تهرانی و نامزدش / جنایتی که در تجریش رخ داد! انتخاب جنین های باهوش تر ممکن میشود! حیات وحش ؛ مستند حیات وحش حیوانات / جنگ واقعی بین عقرب زهری و تارانتولا پیشنهاد وسوسه‌انگیز دختر جوان، پسر دکوراتیو را راهی زندان کرد پایان گروگانگیری 4 روزه در نقطه صفر مرزی /گروگان 4 روز در اتاقک کامیون زندانی بود سکانس عاشقانه عاشق شدن قباد سر سفره عقد و بی قراری های فرهاد/ بی من چه شیرین می روی من دوستت دارم هنوز + فیلم