Na prvi pogled, gradnja pčelinjeg saća može djelovati kao prirodni instinkt koji se odvija bez većeg reda. Ali kada govorimo o tropskim pčelama bez žaoke, iz roda Tetragonula, stvari postaju znatno kompleksnije i zapanjujuće!
U studiji objavljenoj 2020. godine u prestižnom časopisu Journal of the Royal Society Interface, naučnici su pokazali da pčele iz ovog roda zapravo prate jednostavna matematička pravila slična onima koja upravljaju rastom kristala. Rezultat? Spiralne, višespratne i savršeno organizovane strukture saća koje se po ljepoti i složenosti mogu porediti sa arhitektonskim remek-djelima.
Pčele bez žaoke, koje prirodno nastanjuju područja Okeanije, poznate su po tome što svoje košnice grade od šestougaonih voskastih ćelija. Svaka od njih služi kao mjesto za polaganje jajeta, ali i kao osnovni građevinski modul. Ove ćelije se zatim uklapaju u fascinantne oblike: od koncentričnih krugova, preko spirala i dvostrukih spirala, do haotičnih terasa koje na prvi pogled nemaju red – ali ga zapravo kriju duboko u sebi.
Istraživači su primijetili da pčele, iako nemaju nacrt niti vođu, očigledno slijede niz jednostavnih pravila. Kada svaki pojedinac gradi po tim pravilima, u konačnici nastaje složen i harmoničan uzorak. „Svaka pčela u osnovi slijedi algoritam“, rekao je jedan od autora studije, matematičar Julyan Cartwright iz Španskog nacionalnog istraživačkog savjeta.
Ono što je posebno zanimljivo jeste da su ista pravila već uočena u drugim prirodnim fenomenima – recimo, u načinu na koji školjke proizvode sedef ili kako se kristali formiraju u spiralnom obrascu. Upravo je to podstaklo Cartwrighta da razvije kompjuterski model pčelinje košnice koji oponaša njihovu gradnju.
U modelu, sve počinje sa jednom ćelijom. Radilice zatim imaju dvije opcije: mogu dodati novu ćeliju sa strane, pomjerenu blago nagore, ili mogu „naslagati“ novu ćeliju iznad postojećih, pod uslovom da nije preblizu ivici. Kombinacijom ovih pravila i kontrolom nasumičnosti dodavanja novih ćelija, naučnici su uspjeli da digitalno rekreiraju spektakularne oblike koje pčele stvaraju u stvarnosti.
U svijetu kristala, nečistoće mijenjaju obrasce rasta. Kod pčela, sličnu ulogu ima preciznost s kojom pojedinačne radilice mogu položiti svoju ćeliju u skladu sa susjednima. Što su tačnije, to je struktura urednija.
Zanimljivo je da svaka od 31 poznate vrste roda Tetragonula stvara košnice karakterističnog oblika, što ukazuje na to da su pravila gradnje možda genetski kodirana. Naučnici pretpostavljaju da spiralna forma može imati i funkcionalne prednosti – na primjer, bolji protok vazduha unutar košnice ili lakše kretanje matice kroz njen dom – ali to za sada ostaje pitanje koje čeka dalja istraživanja.
Ova studija još jednom potvrđuje da se u prirodi često primjenjuju isti univerzalni principi, bez obzira na to da li je riječ o hemiji kristala, biologiji školjki ili ponašanju pčela. „Rast kristala i gradnja saća su sistemi koji funkcionišu u različitim oblastima nauke“, zaključuju autori, „ali upravo takve sličnosti pokazuju ljepotu primjene matematike u objašnjavanju prirode“.
J.M.
Naslovna fotografija: Journal of the Royal Society Interface
