(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   
همسر رهبر معظم انقلاب: آقای ما اجازه نمی‌دهد که در خانه، غیر از برنج کوپنی استفاده کنیم و آن هم کفاف خوراک ما را بیش از یک بار در هفته نمی‌دهد (703 نظر) نگاهی به سفره مفصل و تمام و کمال حضرت ابوالفضل در منزل شاه نشین علی دایی+عکس/ از گل آرایی و شمع‌دان‌هایی طلایی تا پَک هایی لاکچری و جذاب (200 نظر) (فیلم) ورود جالب و معنادار رهبر انقلاب به حسینیه امام خمینی (ره) به همراه مسعود پزشکیان و شعار حیدر حیدر جمعیت (69 نظر) درخت خرمای بزرگ حیاط باصفای خونه ویلایی زهرا گونش/ نخل های هم قد والیبالیست مشهور ترکیه ای (61 نظر) میز غذای ساده رهبر معظم انقلاب و خوردن غذا در بشقاب استیل/ ساده زیستی ایشان همیشه مثال زدنی است+عکس (36 نظر) رهبر معظم انقلاب: بعد از فوت پدرم همه‌ی موجودی خانه‌اش 45 هزار تومان شد که نمی‌شد با آن گاز یا یخچال خرید (28 نظر) بنز آخرین مدلی که رهبر معظم انقلاب آن را رد کرد: ببرید اینها را بفروشید! (24 نظر) ریحانه سادات دختر بزرگ شهید رئیسی: سجاده نماز پدرم را در اندونزی تکه تکه کردند و به عنوان تبرّک بین مردم پخش کردند+ویدیو (22 نظر) حضور ساده و بدون تشریفات همسر رهبر معظم انقلاب در یک درمانگاه/ ایشان گفتند من نمی‌خواهم پارتی بازی بکنم+ویدیو (19 نظر) خلاقیت تحسین برانگیز مغازه دار یزدی در ایام محرم/آدم حظ میکنه از اینهمه درک و شعور+فیلم (15 نظر) هنرمندان و ورزشکارانی که در مراسم نذری پوریا پورسرخ بازیگر سریال کیمیا حضور داشتند/ علی پروین هم بود+عکس (14 نظر) پارسا پیروزفر سَرَش را از ته تراشید؛ تغییر چهره آقای بازیگر قابل شناسایی نیست (12 نظر) نگاهی به ماشین مازراتی هوش پران علی دایی که همه آرزوشو دارن/ شهریار فوتبال ایران سوار بر دلبر مشکی😍 (11 نظر) رهبر معظم انقلاب: من در کلاس اول ابتدایی چشمانم ضعیف بود و تخته سیاه و چهره معلم رو نمی‌دیدم +ویدیو/ از 13 سالگی عینکی شدم (11 نظر) بازیگرانی که در جوانی فوت شده اند + ویدئو با صدای معتمدی سریال گرگ و میش / روحشان شاد چقدر حیف شدن😥 عسل بدیعی، پوپک گلدره و .. (10 نظر)
پربازدیدترین ویدئوهای روز   
تیتر امروز   
تغییر چهره باورنکردنی فهیمه سریال پایتخت/ نسرین نصرتی از فهیمه تا حکیمه در انتهای شب
بازیگران و هنرمندان مشهوری که در عروسی شاهانه آمبانی حضور داشتند/ از شاهرخ خان و همسرش تا خواهران کارداشیان با لباس های چشم نواز
قاب زیبایی از فریبا کوثری، عمره سریال "مختارنامه"، در کنار برادر و مادر خوش خنده و پرانرژی اش/ گلدوزی های مانتو مجلسی اش چقدر زیبا و خاصه!
(ویدئو) فوت کوزه گری برای خوشمزه ترین نذری ماه محرم!/فرمول «قیمه نذری» با ادویه های مخصوص آشپز هیئت امام حسین
یادی کنیم از آخرین عکس منتشر شده از بازیگران جوان فوت شده در کنار فرزندان ناز و بانمکشان/ واقعا جگر آدم آتش میگیره واسه بچه‌های دل سوختشون
(تصاویر) بالکن سایه‌بان‌دار و پر از گلدان های ریز و درشت پاشا رستمی، حامد سریال "لحظه گرگ و میش"/ آخه چقدر باسلیقه! اینجا چایی واقعا میچسبه👌
ویدئو فوق احساسی از سینه زنی شهاب حسینی در هیئت عزاداری امام حسین(ع) در شب عاشورا
(عکس) نگاهی به حیاط سرسبز مریم امیر جلالی/ گوشه دنج خانم بازیگر برای کتاب خوانی/ به به چه آرامشی داره/ هارمونی زیبای رنگ های سبز و صورتی
زن نیمه عریان تهران را بهم ریخت!/ زن جوان در چهارراه جهان کودک تهران با واکنش پلیس بازداشت شد
(تصاویر) 5 تا از پرندگانی که شگفت انگیزترین چشمان جهان را دارند/ احتمالا مژه مصنوعی رو از دومی الهام گرفتن، فقط ببین چه مژه‌هایی داره👌
(ویدیو) شام غریبان نیوشا ضیغمی و دختر موبلندش در شب عاشورا کنار خیمه ها/ ماشالله دخترش چه خانومی شده!
عروسی مولتی میلیاردی هندی با 14 هزار نفر مهمان و زیبایی خیره کننده لباس عروس + تصاویر
(عکس) عزاداری الناز شاکردوست در عاشورا/ پست عاشورایی الناز شاکردوست
(تصاویر) چیدمان شیک و ایرانی پسند سفره حضرت ابوالفضل در منزل باسلیقه علی دایی، با جاشمعی‌ها و مبلمان طلایی و دیزاین زیبای گل در وسط سفره
جدیدترین عکس محمدرضا گلزار در فضای مجازی در روز عاشورا
منتخب روز   
(فیلم) خرید دکتر مسعود پزشکیان از یک سوپرمارکت در تهران به همراه نوه‌ها و عروسش با کارت بانکی شخصی / نوه‌ها پدربزرگ را به خرج انداخته‌اند اقدام منحصربفرد و زیبای طلافروش یزدی به احترام دختر سه ساله امام حسین(ع)+عکس/ این جور تصاویر مخصوص ایران ماست والسلام👌 (فیلم) رهبر معظم انقلاب: به من می‌گویند شما گفتید سوءاستفاده جویان را افشا نکنید / ما حق نداریم افراد را به صرف گمان متهم کنیم سکانس خوشحالی قُباد از بارداری شهرزاد/ قُباد: من تا الان نمیدونستم از این دنیا و از این زندگی چی میخوام اما الان.... (عکس) هدایای ارزشمندی که پزشکیان در پشت صحنه یک هیئت دریافت کرد / خوشا راهی که آغازش با حسین است ... (ویدئو) شعر سوزناک شهریار برای مادر بزرگش که با شنیدنش اشک از چشمانتان سرازیر خواهد شد به یادماندنی ترین سکانس عاشقانه سریال شهرزاد / از بله گفتن شهرزاد تا مرگ مرگ بزرگ آقا نقش دختر رهبر انقلاب در ترمیم دست مجروح ایشان/ فرزند دختری که به پدر اُنس داشت (عکس) شوخی ظریف با آقای ظریف؛ از مقایسه ظریف با مِسی تا انداختن ماسک به شکل آقای رئیس جمهور!! واکنش عضو دفتر رهبر انقلاب به پست اینستاگرامی پسرش با هشتگ برای ایران، پزشکیان