W latach 30. ubiegłego wieku w Niemczech pewien inżynier aerodynamiki jadł obiad z biologiem, gdy rozmowa zeszła na temat latających pszczół. Inżynier, prawdopodobnie ożywiony sznapsem lub dwoma sznapsami, pokazał biologowi kilka obliczeń na kawałku papieru, aby udowodnić, że pszczoły nie mogą wygenerować siły nośnej wystarczającej do latania. Najwyraźniej będąc pod wrażeniem przenikliwości swojego rozmówcy, biolog podzielił się ze swoimi rówieśnikami naukowym dowodem na to, że pszczoły nie potrafią latać. Prasa podchwyciła tę historię i narodził się mit – choć to tylko jedna z nielicznych opowieści wyjaśniających genezę powszechnego przekonania, że naukowcy udowodnili, że trzmiele nie potrafią latać (nikt nie wie, w jaki sposób trzmiele się w to wplątały).

Podczas gdy trzmiele uparcie zaprzeczały nauce, robiąc to, czego rzekomo nie są w stanie zrobić, jedna grupa ludzi znalazła wyjaśnienie tego paradoksu: kreacjoniści. „Oczywiście nasz Bóg Stwórca wie, jak sprawić, by trzmiel latał, nawet jeśli najlepsi współcześni naukowcy nie potrafią tego rozgryźć” (Creation Moments, amerykańska rozgłośnia kreacjonistyczna); „Bóg stworzył wszystkie żywe istoty, dlatego dokładnie wie, jak sprawić, by trzmiel latał, nawet jeśli jest to sprzeczne z logiką, a nawet najlepsi współcześni naukowcy nie mogą tego rozgryźć” („The Washington Informer”, amerykańska publikacja kreacjonistyczna).

Latający trzmiel: cud w akcji © marsupium photography , Wikimedia Commons.

Niestety, tym, co anonimowy inżynier udowodnił łatwowiernemu biologowi, było to, że modele matematyczne z lat 30. XX wieku były zbyt prymitywne, by wyjaśnić lot pszczoły. Dostępne wówczas teorie aerodynamiki opierały się na obserwacjach i eksperymentach ze sztywnymi skrzydłami samolotu. W tych modelach pszczoła nie byłaby w stanie latać bez względu na moc machania skrzydłami, jaką posiadała; jej skrzydła są zbyt małe jak na jej rozmiar ciała i generowałyby zbyt duży opór.

Lot pszczoły jest jednak znacznie bardziej złożony niż lot samolotu. Skrzydła pszczół nie są sztywnymi konstrukcjami, które trzepoczą w górę i w dół; zginają się, skręcają i obracają, tworząc szybkie, łukowate i zamaszyste fale do przodu i do tyłu. Ustawienie skrzydeł pod kątem i bardzo wysoka częstotliwość uderzeń skrzydeł tworzą wiry niskiego ciśnienia pod pszczołą, utrzymując ją w powietrzu. Tak więc pszczoły są bardziej podobne do prymitywnych helikopterów niż do samolotów. Aerodynamika pszczół została dokładnie zbadana i wyjaśniona bez potrzeby udziału niebios (np. Sane, 2003. “Journal of Experimental Biology” 206: 4191-4208; Altshuler i in., 2005. “PNAS” 102: 18213-18218).

Lot pszczoły miodnej obejmuje ruchy w górę i w dół, ruchy do przodu i do tyłu oraz skręcanie (częściowy ruch obrotowy skrzydła wokół jego długiej osi). Końcówka skrzydła opisuje długą, wąską i ukośną ósemkę © Arizona Board of Regents /ASU Ask A Biologist:

Nawet przy tak skomplikowanych manewrach latanie jest wyzwaniem dla masywnej pszczoły, takiej jak trzmiel. Aby rozwiązać problem z wagą, potrzebna jest brutalna siła: trzmiel uderza skrzydłami z prędkością do 200 razy na sekundę. Tak ogromna prędkość jest możliwa tylko dzięki morfologii pszczoły. W przeciwieństwie do ptaków i nietoperzy, latające mięśnie pszczół nie są przyczepione bezpośrednio do skrzydeł, ale do tułowia. Mięśnie grzbietowo-brzuszne biegną od góry do dołu tułowia, a mięśnie grzbietowo-podłużne biegną od przodu do tyłu tułowia (inną konfigurację mają mięśnie skrzydeł jętek, ważek i karaluchów). Poprzez naprzemienne rytmiczne pulsowanie tych mięśni, pszczoła ściska i rozszerza tułów, generując ogromną ilość energii, która pozwala na trzepotanie skrzydłami z niesamowitą prędkością, podobną do wibracji cięciwy. Obejrzyj cały cykl w zwolnionym tempie i rezultat w prawdziwym życiu.

Aparat latający pszczoły: skurcz mięśni podłużnych i rozluźnienie mięśni pionowych rozszerza tułów do góry i kieruje skrzydła w dół. Rozluźnienie mięśni podłużnych i skurcze mięśni pionowych popychają tułów na boki, unosząc skrzydła do góry © John R. Meyer i David B. Orr, North Carolina State University.

Trzmiel ziemny (Bombus terrestris) – i przypuszczalnie inne gatunki trzmieli – jeszcze bardziej komplikuje swoje życie, trzepocząc niezależnie lewym i prawym skrzydłem, co jest aerodynamicznie nieefektywnym, nie wspominając o nieeleganckim, sposobem podróżowania (Bomphrey i in., 2009. Experiments in Fluids 46: 811–821). Ale nieefektywność nie powstrzymuje trzmieli. Niektóre gatunki są w stanie migrować setki kilometrów (aczkolwiek z pomocą prądów wiatrowych); inne zostały zarejestrowane w siedliskach górskich na wysokości do 5000 metrów, gdzie poziom tlenu i temperatury są obciążające dla większości latających stworzeń. Trafnie nazwany Bombus impetuosus może wznieść się wyżej: samce wpuszczone do komory z atmosferą rozrzedzoną do ciśnienia odpowiadającego 9000 m wysokości (wyżej niż Mount Everest) mogą utrzymać lot, po prostu machając skrzydłami szerszymi ruchami (Dillon i Dudley, 2014. Biology Letters 10 : 20130922). Zimno i brak jedzenia uniemożliwiłyby taką przygodę, ale nie aerodynamika.

Przelecieć nad tym kopcem? Żaden problem dla B. impetuosus © Rdevany, Wikimedia Commons.

Dzięki wysokoenergetycznemu paliwu – nektarowi – trzmiele mogą z łatwością przelecieć kilka kilometrów w poszukiwaniu pyłku i większej ilości nektaru. Mogą, ale wolą tego nie robić. Krótsze podróże są bardziej energooszczędne niż długie podróże, więc trzmiele mają tendencję do trzymania się swoich gniazd (w promieniu od 50 m do 2 km), o ile otoczenie jest satysfakcjonujące pod względem pożywienia. Inne pszczoły zachowują się podobnie. Nawet małe gatunki mogą przekroczyć granicę 10 km, a pszczoła Euplusia surinamensis wydaje się być rekordzistą: oznaczona i wypuszczona pszczoła znalazła drogę do domu z odległości 23 km przez dżungle Ameryki Środkowej (Janzen, 1971. „Science” 171: 203-205).

Pszczoła E. surinamensis, lotnik długodystansowy. Grafika: Dru Drury, 1770. Wikimedia Commons.

Odległości lotu pszczół są zwykle skorelowane z rozmiarem ciała, ale ogólnie pszczoły mają tendencję do maksymalizowania zasobów energii poprzez żerowanie na niewielkie odległości. Ma to wpływ na zarządzanie siedliskami owadów zapylających. Zgodnie z ogólną zasadą, opartą na wynikach badań wielu gatunków pszczół, grządki kwiatowe najlepiej umieszczać w odległości kilkuset metrów od siebie, aby ułatwić żerowanie i zmniejszyć ryzyko pustego przebiegu pszczół (Zurbuchen i in., 2010. „Biological Conservation” 143: 669-676).

Lot pszczoły nie jest czymś tajemniczym ani cudownym, ale jest czynnością złożoną i wymagającą. Pszczoły używają go rozsądnie, aby przetrwać.

Marzenie o lataniu: specjalista od wszystkiego Tito Livio Burattini (1617-1681) gwarantował, że lądowanie na jego szybowcu Dragon Volant spowoduje „tylko najlżejsze obrażenia” pilota. Podobno pierwszym i ostatnim pasażerem był kot (Hart, 1985. The Prehistory of Flight, U. of California Press). Wikimedia Commons.

Link do oryginału: https://whyevolutionistrue.com/2023/05/20/readers-wildlife-photos-1853/

Why Evolution Is True, 20 maja 2023

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

* Athayde Tonhasca Júnior

Brytyjski entomolog.

Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj

Nauka

Znalezionych 1476 artykuły.

Tytuł	Autor	Opublikowany

Kameleon przekazuje różne informacje różnymi częściami ciała	Yong	2013-12-14
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji	Ridley	2013-12-18
Wielki skandal z biopaliwami	Lomborg	2013-12-19
Przedwczesna wiadomość o śmierci samolubnego genu	Coyne	2013-12-22
Czy jest życie na Europie?	Ridley	2013-12-22
Nowa data udomowienia kotów: około 5300 lat temu – i to w Chinach	Coyne	2013-12-26
Na Zeusa, natura jest przeżarta rują i korupcją	Koraszewski	2013-12-26
Proces cywilizacji	Ridley	2013-12-28
Jak karakara wygrywa z osami	Cobb	2013-12-29
Żebropławy, czyli dziwactwa ewolucji	Coyne	2013-12-30
Czy może istnieć sztuka bez artysty?	Wadhawan	2013-12-30
Zderzenie mentalności	Koraszewski	2014-01-01
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska	Young	2014-01-02
Delfiny umyślnie narkotyzują się truciznami rozdymków	Coyne	2014-01-04
Długi cień anglosfery	Ridley	2014-01-05
Ciemna materia genetyki psychiatrycznej	Zimmer	2014-01-06
Co czyni nas ludźmi?	Dawkins	2014-01-07
Twoja choroba na szalce	Yong	2014-01-08
Czy mamut włochaty potrzebuje adwokata?	Zimmer	2014-01-09
Pradawne rośliny kwitnące znalezione w bursztynie	Coyne	2014-01-10
Ratując gatunek możesz go niechcący skazać	Yong	2014-01-11
Ewolucja ukryta w pełnym świetle	Zimmer	2014-01-13
Koniec humanistyki?	Coyne	2014-01-15
Jak poruszasz nogą, która kiedyś była płetwą?	Yong	2014-01-16
Jak wyszliśmy na ląd, kość za kością	Zimmer	2014-01-19
Twoja wewnętrzna mucha	Cobb	2014-01-22
Ukwiał żyje w antarktycznym lodzie!	Coyne	2014-01-25
Dlaczego poligamia zanika?	Ridley	2014-01-26
Wspólne pochodzenie sygnałów płodności	Cobb	2014-01-28
Ewolucja i Bóg	Coyne	2014-01-29
O delfinach, dużych mózgach i skokach logiki	Yong	2014-01-30
Dziennikarski „statek upiorów” Greg Mayer	Mayer	2014-01-31
Dlaczego leniwce wypróżniają się na ziemi?	Bruce Lyon	2014-02-02
Moda na kopanie nauki	Coyne	2014-02-03
Neandertalczycy: bliscy obcy	Zimmer	2014-02-05
O pochodzeniu dobra i zła	Coyne	2014-02-05
Sposób znajdowania genów choroby	Yong	2014-02-07
Czy humaniści boją się nauki?	Coyne	2014-02-07
Kiedy zróżnicowały się współczesne ssaki łożyskowe?	Mayer	2014-02-10
O przyjaznej samolubności	Koraszewski	2014-02-12
Skąd wiesz, że znalazłeś je wszystkie?	Zimmer	2014-02-15
Nauka odkrywa nową niewiedzę o przeszłości	Ridley	2014-02-18
Żyjące gniazdo?	Zimmer	2014-02-19
Planeta tykwy pospolitej	Zimmer	2014-02-21
Nowe niezwykłe skamieniałości typu “Łupki z Burgess”	Coyne	2014-02-22
Dziennik z Mozambiku: Pardalota	Naskręcki	2014-02-23
Wskrzeszona odpowiedź z kredy na “chorobę królów”	Yong	2014-02-26
Dziennik z Mozambiku: Sybilla		2014-03-01
Spojrzeć ślepym okiem	Yong	2014-03-02
Intelektualne danie dnia The Big Think	Coyne	2014-03-04
Przeczołgać się przez mózg i nie zgubić się	Zimmer	2014-03-05
Gdzie podziewają się żółwiki podczas zgubionych lat?	Yong	2014-03-10
Supergen, który maluje kłamcę	Yong	2014-03-14
Idea, którą pora oddać na złom	Koraszewski	2014-03-15
Zwycięstwa bez chwały	Ridley	2014-03-17
Twarde jak skała	Naskręcki	2014-03-18
Pasożyty informacyjne	Zimmer	2014-03-19
Seymour Benzer: humor, historia i genetyka	Cobb	2014-03-21
Kto to był Per Brinck?	Naskręcki	2014-03-23
Potrafimy rozróżnić między przynajmniej bilionem zapachów	Yong	2014-03-25
Godzina Ziemi czyli o celebrowaniu ciemności	Lomborg	2014-03-27
Słonie słyszą więcej niż ludzie	Yong	2014-03-30
Niebo gwiaździste nade mną, małpa włochata we mnie	Koraszewski	2014-03-31
Wielkoskrzydłe	Naskręcki	2014-04-02
Najstarsze żyjące organizmy	Coyne	2014-04-03
Jak zmienić bakterie jelitowe w dziennikarzy	Yong	2014-04-06
Eureka! Sprytne wrony to odkryły	Coyne	2014-04-07
Sukces upraw GM w Indiach	Lomborg	2014-04-09
Wirus, który sterylizuje owady, ale je pobudza	Yong	2014-04-12
Przystosować się do zmiany klimatu	Ridley	2014-04-14
Jeden oddech, który zmienił planetę	Naskręcki	2014-04-16
Najgorsze w karmieniu komarów jest czekanie	Yong	2014-04-17
Kłopotliwa podróż w przyszłość	Ridley	2014-04-19
Pierwsze spojrzenie na mikroby współczesnych łowców zbieraczy		2014-04-23
Seksizm w nauce o jaskiniowych owadach	Coyne	2014-04-26
Musza bakteria zaprasza inne muszki na uczty owocowe	Yong	2014-04-27
Zachwycający rabuś, który liczy sto milionów lat	Cobb	2014-04-28
Mądrość (małych) tłumów	Zimmer	2014-04-29
Tak bada się ewolucję inteligencji u zwierząt	Yong	2014-05-02
Fantastyczna mimikra tropikalnego pnącza	Coyne	2014-05-03
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się	Ridley	2014-05-04
Pomidory tworzą pestycydy z zapachu swoich sąsiadów	Yong	2014-05-07
Potrawy z pasożytów	Zimmer	2014-05-08
Technologia jest często matką nauki, a nie odwrotnie	Ridley	2014-05-09
Montezuma i jego flirty	Coyne	2014-05-11
Insekt dziedziczy mikroby z plemnika taty	Yong	2014-05-12
Polowanie na nietoperze	Naskręcki	2014-05-14
Zmień swoje geny przez zmianę swojego życia	Coyne	2014-05-15
Obrona śmieciowego DNA	Zimmer	2014-05-17
Gdzie są badania zwierzęcych wagin?	Yong	2014-05-20
Niemal ssaki	Naskręcki	2014-05-21
Zobaczyć jak splątane są gałęzie drzewa	Zimmer	2014-05-23
Dlaczego ramiona ośmiornicy nie plączą się	Yong	2014-05-24
Niezwykły pasikonik szklany	Naskręcki	2014-05-27
Wąż zgubiony i ponownie odnaleziony	Mayer	2014-05-28
Niespodziewani krewni mamutaków	Yong	2014-05-30
Trochę lepszy świat	Ridley	2014-05-31
Tam, gdzie są ptaki	Mayer	2014-06-01
Ewolucja, ptaki i kwiaty	Coyne	2014-06-02
Jestem spełniony	Naskręcki	2014-06-04

« Poprzednia strona Następna strona »