(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

  دیدگاه ها
پربحث های هفته   
رهبر معظم انقلاب: از وقتی که رهبر شده‌ام آجیل نخوردم؛ چون رهبر باید مثل فقرا زندگی کند! (505 نظر) 10 اقدامِ منجر به گرانی در 100 روز (254 نظر) 10 ایده تبلیغات مؤثر برای کسب‌وکارهای کوچک (246 نظر) (تصاویر) سفر به عصر قاجار؛ منظره‌های «کلاردشت»، 158 سال قبل (244 نظر) داریوش ارجمند: زنی که وزنه برداری می کند نه رَحِم دارد و نه تخمدان ریش درآورده نه می‌تواند شوهر کند و نه می‌تواند بچه داشته باشد! (243 نظر) مهران مدیری: من رفتم مسافرت و بهترین هتل اون شهر رو پیدا کردم ولی من رو نشناخت و گفت اتاقامون پُره، من هنوزم که هنوزه فکر میکنم دارم خواب میبینم+ویدیو (194 نظر) آخرین جشن تولد ساده و خلوت بهاره سرگل زایی، یکی از استعدادهای برتر کشورمان/ روحت شاد بانوی کرمانی+عکس (99 نظر) مهراب قاسم خانی: معرفی میکنم عضو جدید خانواده/ چه پشمالو و گوگولی هم هست+عکس (77 نظر) شهرام قائدی: دنیا دیگه نمیزاد مادرهای مارو، مادر من هیچوقت کرم به دستش نزد، نفهمید مو رنگ کردن چیه لباس خونه با مهمونی چه فرقی داره...+ویدیو (65 نظر) بهاره رهنما: من کاهل نماز بودم که بعد از شرط گذاشتن همسر دومم درباره نماز خواندن الان نمازم را میخوانم و دیگه کاهل نماز نیستم (61 نظر) رونالدو: برای اولین بار جورجینا را برای شام دعوت کردم متعجب بود چون باورش نمی شد که به جای اتوبوس با بوگاتی به خانه برمی گردد+فیلم (57 نظر) مازیار لرستانی: ای کاش به جای روز زن و روز مرد، روز شرف و انسانیت داشتیم+عکس (44 نظر) خلاقیت خنده دار پدر ایرانی با طراحی سینما در توالت خانه اش حماسه آفرید+عکس/ هنر نزد ایرانیان است و بس😂 (41 نظر) الهام چرخنده: من برای همه کسانی که کتکم زدند، باعث بیماری قلبی شدند نفرین ندارم اما الهی که به درد من دچار بشید+ویدیو (41 نظر) پریناز ایزدیار؛ هرچقدر هم شلوغ باشم بازم وقت دارم که به ازدواج فکر کنم، شرایط خانواده‌مون این مدلی نیست که ازدواج حتما باید سنتی باشه یا نباشه، ولی خودم دوست دارم همسرم رو انتخاب کنم (39 نظر)
پربازدیدترین ویدئوهای روز   
تیتر امروز   
فال شمع روزانه امروز شنبه 3 آذر 1403
فال حافظ با تفسیر امروز شنبه 3 آذر 1403+فیلم
رونمایی از سند ازدواج در زمان قاجار؛ آداب عجیب خواستگاری رفتن بدون خبر دادن به صاحبخانه+ عکس
یک فیلم ایرانی نداریم که مردها در آن نرقصند!
بشار اسد و نبیه بری به پیام رهبر انقلاب چه جوابی دادند؟
واکنش ایران به قطعنامه ضد ایرانی شورای حکام چیست؟
تصویب قطعنامه ضدایرانی کشورهای غربی در آژانس اتمی
ابلاغیۀ رئیس جمهور مبنی بر اصلاح مصوبۀ ماده واحدۀ تأسیس سازمان ملی هوش مصنوعی
ویدیو | فلسفۀ زندگی از نگاه حسین پناهی: عشق یک جفت النگو، عدالت نیم کیلو سیب‌زمینی!
معنا و مفهوم ضرب المثل «هر چی سنگه، مال پای لنگه» در ادبیات فارسی / ضرب المثل در حقیقت یک باور هست، و هر باور یک ماتریکس!
اجاره خانواده برای ازدواج مجدد پنهانی / مواظب باشید سرتان کلاه نرود!
ویدیو/ شعر مفهومی و فی‌البداهۀ مهران مدیری برای سربازان/ تمجید و تحسین سروش صحت و نادر سلیمانی
بهترین سن یادگیری زبان انگلیسی در کودکان چه سنی است؟ / این یک هشدار است؛ قبل از 18 سالگی یک زبان جدید بیاموزید!
شوخی با تاریخ/ وقتی «خشایارشا» اینستاگرامی می‌شود؛ شاهنشاه هخامنشی در جستجوی فالوور + عکس
ویدیو| دکلمه‌ای که به عمق روح می‌نشیند؛ دکلمه شعر زیبا و حزن‌انگیز "خوار گشتم" از استاد شهریار / من از بازار دنیا زار گشتم ...
منتخب روز   
هدیه‌ دست‌ساز مادران سرزمین آفتاب، سیستان و بلوچستان به مسعود پزشکیان+ویدیو استفاده از ویروس کووید 19 برای مبارزه با سرطان! تب دنگی خطرناک شد؛ شیوع در جنوب شرقی ایران! سردار آزمون: وقتی دو تا گل میزنیم فکر میکنیم بازی رو بردیم و این ایراد بزرگ ماست/ناراحتی سردار آزمون بعد از بازی با قرقیزستان جزئیات پرونده آزار و اذیت دختر 16 ساله مشهدی از طرف 2 برادر ناتنی و پناه بردن او به کلانتری / از چند سال قبل که 2 برادر ناتنی ام به مصرف شیشه اعتیاد پیدا کردند مدام مرا کتک می زدند... مرگ پسر جوان بعد از خوردن الکل ضدعفونی اولین تمرین تیم ملی در استادیوم شهر بیشکک/ماشالله به این انرژی گروگانگیری افغان‌ها در تهران توسط 3 پاکستانی اخاذ اندروید 15 برای شیائومی و سامسونگ کی میاد؟ /لیست کامل تبلت‌هایی که اندروید15 سامسونگ را دریافت می‌کنند سلیقه‌ی خاص همسر پوریا پورسرخ برای سوپرایز تولد شوهر خوش‌تیپش با دیزاین شیک و کیک روکش طلا/ چه تیپ خفنی زده شادوماد! تصاویری از اولین تمرین ستاره های همیشه درخشان تیم ملی ایران، از طارمی گرفته تا بیرانوند و... در بیشکک قبل از بازی با قرقیزستان/به امید پیروزی✌ قتل خانمی جوان به دست یک مرد 43 ساله در تبریز/ پول و جواهرات انگیزه متهم از قتل بود