蜜蜂为了采集水滴掉到水里怎么办?新研究:蜜蜂是一流冲浪手

蜜蜂不只会采蜜授粉,来到水上还是技术高超的冲浪者。加州理工学院科学家发现蜜蜂掉到水面时,会利用翅膀拍打出涟漪往前滑行,就像冲浪选手控制脚下冲浪板的倾斜角度并在浪上滑行一样。

蜜蜂群体中最忙碌的就是工蜂了,随着年龄增长要接下五花八门的不同工作,包括打扫巢房、喂养幼虫、筑巢、采蜜、酿蜜、保护蜂群;此外,当天气过于炎热时,巢内存储的蜜需要水降温,年龄最大的工蜂就会被派去采水,找到水源后将水吞入体内、存储在特殊腔室中带回来。

万一工蜂不幸掉到水里,由于水沾黏翅膀、剥夺了蜜蜂的飞行能力,它们可能因此死亡,但也可能靠着一种独特的振翅方式推动水、努力游到陆地上。

加州理工学院工程师Chris Roh某天走在校园内时,看见一只蜜蜂正在池塘中挣扎,原本这是经常见的事,然而当Chris Roh凑近一瞧,发现蜜蜂振动翅膀产生的波纹映射在水底,图样非常特别,立刻引起科学家的兴趣。

Chris Roh和加州理工学院航空与生物启发工程学教授Mory Gharib合作,捉来33只蜜蜂带回实验室研究,他们将蜜蜂放入静止的水面,趁蜜蜂挥翅拍打水面时用光对准它们,让水纹在底部形成阴影,好让研究人员仔细观察。

Chris Roh和Mory Gharib注意到,蜜蜂振翅产生的水波形状左右对称,而蜜蜂后方产生带有干涉图像的强大水波、前方则不明显(见下方视频),这种不对称性能让蜜蜂以最小的力推进,大约1/20,000,000 N。

当蜜蜂掉到水中,它们不会只是紧张的上下扑腾,而是灵活挥动翅膀产生推进力,首先向后或向下弯曲推开水,然后再向前或向上弯曲拉回来;此外,蜜蜂此时挥翅幅度小于10度,对比在空中飞行时挥翅幅度达90~120度,并且上部翅膀保持干燥,下部翅膀紧贴水面拍打。

万一蜜蜂掉到水中,由于水的密度空气高3个数量级,蜜蜂的翅膀无法拍出足够力道直接飞离水面,但它们可以靠这种拍打前行的方式在水中前行约10分钟,只要游回岸边,它们就可以重新起飞。

研究人员表示,还没有在其他昆虫中看到这种类似冲浪的挥翅动作,多数半水生昆虫都用腿来推进,而不是像蜜蜂这样拼命振翅前行,石蝇虽然有很接近的动作,但它们的挥翅运动更像在戏水而不是冲浪。团队推测,也许这是蜜蜂为了采集水滴而进化出的特有能力。

这项发现可能有助于科学家开发类似的水上救援机器。新论文发布在《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

(首图来源:加州理工学院)