Dengan badan gemuk dan sayap kecil, bumbung tidak mempunyai reputasi untuk kemahiran udara mereka. Cara mereka yang canggung membawa beberapa saintis untuk menyalahkan bahawa penerbangan mereka juga menentang aerodinamik. Tetapi, apa yang mereka kekurangan dalam keanggunan, mereka membuat ketinggian. Menurut penyelidikan baru, bumblebees dapat, secara teori, puncak Gunung Everest.
Kandungan Terkait
- Zombees Telah Membuatnya Di Seberang Amerika Syarikat
- Bolehkah Lebah Dilatih untuk Menghidu Kanser?
- The Bumblebee Amerika Adakah Crashing, Terlalu
Idea bahawa lebah boleh menjadi pendaki gunung pakar tidak masuk akal. "Anda memanjat gunung, dan sejuk dan sukar untuk bernafas, tidak ada oksigen, kerana serangga terbang, lebih buruk lagi, " kata Michael Dillon , ahli ekologi di Universiti Wyoming di Laramie . "Kapasiti udara dikurangkan, jadi sukar untuk menghasilkan kekuatan dengan mengepakkan sayap anda. Hanya sedikit molekul di udara untuk menolak."
Tetapi menurut Dillon dan rakannya, Robert Dudley, ahli ekologi di University of California di Berkeley dan Institut Penyelidikan Tropika Smithsonian di Panama, kita akan bijak untuk tidak meremehkan lebah. Pasangan itu memandang batas penerbangan bumblebees dan menerbitkan keputusan mereka dalam Surat Biologi hari ini. "Kami mengejutkan, [lebah] boleh terbang jauh lebih tinggi dari yang kita fikir mereka akan dapat, " kata Dillon.
Serangga terbang sukar untuk belajar di lapangan, dan saintis tidak tahu banyak mengenai batas lebah yang melampau penerbangan. Mereka mempunyai beberapa petanda walaupun: Lebah tukang kayu ( Xylocarpa varipuncta ) yang berasal dari Amerika Syarikat barat daya boleh memaparkan ciri-ciri ketumpatan udara rendah ciri-ciri ketinggian yang tinggi. Lebah anggrek tropika boleh mengangkat dua kali berat badan mereka sambil melayang, penunjuk lain bahawa lebah mempunyai sedikit lebih banyak kemahiran terbang daripada hanya keupayaan untuk melepaskan dari satu bunga ke yang lain.
Lebah-lebah ini adalah spesies tropika atau dataran rendah, sementara bumblebees adalah penyanyi biasa dari laluan hiking Alpine dari American Rockies ke Andes. "Mereka seolah-olah menjadi sangat baik dalam melepak di ketinggian yang tinggi, " kata Dillon. Jadi para penyelidik bertanya-tanya, betapa sukarnya bagi lebah untuk terbang ke sana?
Sebuah kumbang spesies yang tidak dikenali mendekati bunga yang berkembang pada ketinggian kira-kira 6500 kaki (2000 meter) berhampiran Urumqi, di barat laut China. (Foto: ME Dillon) Di pergunungan barat China, penyelidik menangkap enam orang bumblebees lelaki tempatan ( Bombus impetuosus ) di alam liar sekitar 10, 660 kaki. Mereka menyekat lebah dalam ruang hipobarik, dan secara beransur-ansur menyedut udara, mensimulasikan persekitaran ketinggian yang lebih tinggi dengan berkurangnya oksigen dan kepadatan udara. "Hanya dengan mengepam udara, kita boleh mengurangkan tekanan barometrik yang sama seperti membawa lebah ke atas gunung, " kata Dillon.
Mereka memerhatikan tingkah laku lebah, bunyi yang direkodkan untuk mengira irama beat sayap mereka, dan menganalisis gerakan sayap dari rakaman video. Bumblebee rata-rata masih boleh berjaya melonjakkan kira-kira 26, 000 kaki simulasi, dan dua lebah terbang lebih tinggi dari 29, 527 kaki simulasi-iaitu kira-kira 500 kaki di atas puncak Gunung Everest.
Bumblebee terbang dalam ruang hipobarik di mana tekanan udara hampir sama dengan yang ditemui pada ketinggian 19, 600 kaki (6000 meter). (Video ihsan Michael Dillon) Untuk mencapai ketinggian sedalam-dalamnya, mana-mana organisma terbang (atau juga helikopter) pada dasarnya mempunyai dua pilihan: memukul sayap mereka lebih cepat atau meningkatkan amplitud angin sayap mereka, sudut yang mana mereka mengalahkan sayap mereka. Hanya mengepakkan sayap kecil mereka lebih cepat mungkin akan menjadi lebih sukar untuk lebah kerana mereka mengalahkan sayap mereka dengan cara yang agak unik, jadi pilihan terbaik untuk lebah adalah mengambil pukulan yang lebih luas.
"Mereka hampir kelihatan seperti mereka menginjak air dalam beberapa keadaan, kata Dillon." Mereka memukul sayap mereka melalui arka yang lebih luas sehingga setiap kali mereka memindahkan sayap mereka melalui arka itu mereka sebenarnya menolak sayap mereka melawan lebih banyak molekul daripada mereka akan sebaliknya. "Dia menyatakan bahawa terdapat perubahan lain yang lebih halus kepada gerakan sayap yang membolehkan mereka meningkatkan daya yang dihasilkan oleh sayap mereka.
Mari kita ambil langkah lagi-eksperimen itu melibatkan lebah pada dasarnya sebuah balang, dengan tekanan udara dan kadar oksigen yang berubah di sekitar mereka. Tetapi bagaimana dengan angin, sejuk, salji, dan pelbagai faktor lain yang menjadikan gunung naik begitu berbahaya? Ternyata lebah makhluk-makhluk keras-Dillon telah menemui bumblebees setinggi 16.000 kaki. Di ketinggian yang tinggi di mana "hanya ada ketua-ketua bunga yang memuncak keluar dari salji, bertukar-tukar pintu di sana dan melawat bunga-bunga ini, " kata Dillon . Fakta bahawa mereka terbang bercakap dengan keupayaan lebah untuk menyesuaikan diri dengan perubahan ketinggian tersebut.
Jadi, mengapa lebah mempunyai keupayaan ini? Semua haiwan terbang menghadapi ketinggian dalam pelbagai cara, tetapi biasanya mereka mempunyai prestasi penerbangan yang berlebihan yang membolehkan mereka melakukannya. Bagi lebah dan serangga lain, "prestasi penerbangan berlebihan itu sangat berguna untuk perkara seperti melarikan diri dari pemangsa, " kata Dillon. Dengan burung meronda langit dan labah-labah yang mengintai bunga, itu adalah dunia yang berbahaya di luar sana untuk lebah.
Lebah juga perlu membawa debunga dan nektar kembali ke sarang. "Lebah mungkin merupakan satu perkara yang luar biasa kerana keperluan mereka untuk mengangkat beban berat dapat memberikan kelebihan sekunder untuk memberi mereka jarak ketinggian yang lebih tinggi. Mereka tidak semestinya dapat melakukan kedua-duanya pada masa yang sama-sekurang-kurangnya tidak pada tahap yang sama, " kata Richard Bomphrey, ahli biologi di Kolej Veterinar Diraja Universiti London di UK. Pada dasarnya, keupayaan lebah untuk mengembara gunung mungkin hanya hasil sampingan sifat yang berkembang untuk meningkatkan pengumpulan debunga.
Memahami had penerbangan lebah dan serangga dan haiwan lain boleh membantu para saintis meramalkan cara perubahan iklim mungkin memberi kesan kepada julat mereka. Selain memberi kita pemahaman yang lebih baik tentang ekologi serangga, kajian penerbangan memberitahu para jurutera yang cuba membina robot terbang kecil -yang dapat satu hari, sebagai contoh, mengawasi lalu lintas atau tinjauan tapak bencana tentang bagaimana cara terbaik meniru lebah dan bug lain.
"Kertas ini adalah demonstrasi yang elegan tentang bagaimana hewan terbang dapat meningkatkan daya aerodinamik mereka melalui perubahan kinematic mudah, " kata Bomphrey. Jurutera, dia mencadangkan, boleh membina strategi yang sama. Oleh itu, dalam lebih banyak cara daripada satu, penemuan ini mengambil penerbangan dari kumbang ke tahap yang baru.
