Os cientistas descobriram que as abelhas e as vespas desenvolveram independentemente técnicas arquitetónicas notavelmente semelhantes, apesar das suas diversas origens evolutivas e dos materiais distintos que utilizam para a construção.
As duas espécies compartilham uma prática comum: a criação de células hexagonais. Mas o que é ainda mais intrigante é a sua abordagem consistente para resolver um desafio de construção complexo que surge quando uma estrutura hexagonal perfeita não pode ser alcançada.
Semelhante à forma como os tubarões e as baleias desenvolveram estruturas corporais análogas para se adaptarem aos seus ambientes aquáticos, as abelhas e as vespas constroem células hexagonais para os seus ninhos. Esta configuração oferece um equilíbrio ideal entre resistência e área de armazenamento, ao mesmo tempo que reduz a necessidade de materiais de construção.
No entanto, as abelhas e as vespas nem sempre conseguem construir uma célula hexagonal perfeita. Isto é especialmente verdadeiro quando ambas as espécies precisam acomodar hexágonos de tamanhos diferentes dentro de uma única folha de favo.
Estudando abelhas e vespas
Certas espécies de abelhas e vespas constroem dois tamanhos de hexágonos distintos: células menores abrigam operárias, enquanto as maiores acomodam zangões e rainhas. Essa discrepância nos tamanhos das células traz à tona um problema arquitetônico significativo. Como esses dois hexágonos de tamanhos diferentes podem caber perfeitamente em uma única folha pente?
Para investigar, os pesquisadores reuniram imagens de ninhos de todo o mundo que retratavam células operárias e reprodutivas dentro do mesmo favo. A equipe foi liderada pelo Dr. Michael L. Smith, professor assistente do Departamento de Ciências Biológicas da Universidade de Auburn e membro afiliado do Instituto Max Planck de Comportamento Animal.
Aplicando software personalizado, os especialistas extraíram meticulosamente medições por célula de um número impressionante de células, chegando a 22.745.
O que os pesquisadores descobriram
O estudo revelou que em espécies como Metapolybia mesoamerica não havia nenhum enigma arquitetônico a ser desvendado. As células operárias e reprodutivas tinham tamanhos idênticos. Por outro lado, espécies como Apis andreniformis apresentaram um desafio significativo, com as células reprodutivas sendo até 2,7 vezes maiores que as células operárias.
Através desta investigação em dez espécies, Smith e a sua equipa encontraram um padrão comum: à medida que a discrepância entre as células operárias e reprodutivas crescia, os insectos começaram a construir células não hexagonais. Estas eram principalmente células de 5 e 7 lados construídas em pares, com a célula de 5 lados criada no lado do trabalhador e a célula de 7 lados no lado reprodutivo.
O padrão apareceu em todas as espécies de abelhas e vespas que tiveram que lidar com a variação do tamanho das células. Esta observação foi fascinante, dada a reconhecida afinidade destes insectos com estruturas hexagonais.
Abelhas e vespas chegaram à mesma conclusão
A equipe desenvolveu um modelo matemático que prevê o número de células não hexagonais a serem incorporadas, com base nas descobertas sobre a diferença de tamanho das células.
Os pesquisadores descobriram que algumas espécies superaram consistentemente as expectativas do modelo ao incorporar células de tamanho intermediário na região de transição, reduzindo a necessidade de células não hexagonais.
Apesar de uma separação evolutiva de mais de 179 milhões de anos, as abelhas e as vespas parecem ter chegado independentemente à mesma solução arquitectónica para lidar com este problema escalável. Mesmo com materiais de construção distintos e origens independentes de células hexagonais, todos adotam a mesma abordagem construtiva.
Resultados impressionantes
“Assim que conseguimos traçar todos os dados, os resultados foram impressionantes – era possível ver como as abelhas e as vespas usavam células de tamanho intermediário para fazer uma mudança gradual, mas também como as células não hexagonais eram consistentemente dispostas no favo ”, disse o Dr.
Este estudo contribui para a nossa compreensão de como os sistemas coletivos podem construir estruturas adaptativas e resilientes sem controle centralizado. A construção desses favos não depende de um único “arquiteto”. Em vez disso, centenas, ou mesmo milhares, de abelhas e vespas contribuem para o produto final.
O estudo, publicado na revista Biologia PLOSfoi apoiado pela National Science Foundation, pela German Research Foundation, pela Packard Fellowship for Science and Engineering e pelo GETTYLABS.
Mais sobre ninhos de abelhas
Os ninhos de abelhas são estruturas fascinantes que as abelhas constroem para abrigar suas colônias. São sistemas complexos e eficientes construídos tanto para a proteção quanto para o cuidado dos membros da colmeia. Aqui está uma visão mais detalhada de algumas das características dos ninhos de abelhas:
Material
As abelhas usam cera, que produzem nas glândulas do abdômen, para construir seus ninhos. A estrutura mais conhecida dentro de um ninho de abelha é o favo de mel, composto por células hexagonais feitas de cera de abelha.
Favos de mel
Os favos de mel são uma maravilha da engenharia natural. Cada célula de um favo de mel é um hexágono perfeito, formato que permite o uso mais eficiente do espaço com o mínimo de material de construção. As abelhas usam as células para diversos fins, como armazenar mel e pólen e criar seus filhotes.
Organização
Os ninhos de abelhas são estruturas altamente organizadas. Existem células para abelhas operárias, abelhas rainhas e zangões. O tamanho e a posição dessas células variam de acordo com sua finalidade. Os alvéolos das abelhas operárias são geralmente menores, enquanto os alvéolos da rainha são maiores e geralmente posicionados na parte inferior ou na borda do favo.
Controle de temperatura
Os ninhos de abelhas também possuem um notável sistema de controle de temperatura. As abelhas operárias controlam a temperatura dentro da colmeia, abanando as asas para resfriá-la ou amontoando-se para gerar calor.
Proteção
Os ninhos de abelhas são projetados pensando na proteção. Freqüentemente, eles têm uma única entrada, o que facilita a defesa das abelhas contra predadores e intrusos.
Localização
Dependendo da espécie, as abelhas constroem seus ninhos em vários locais. Alguns preferem árvores ocas ou cavidades nas rochas, enquanto outros podem construir no solo. Algumas espécies de abelhas constroem seus ninhos em estruturas feitas pelo homem.
Cada espécie de abelha tem a sua forma única de construir e organizar o seu ninho, e o estudo destes métodos dá aos cientistas uma visão sobre as suas complexas estruturas sociais e comportamentos.
