乍一看，蜜蜂和群居黄蜂建造的六边形细胞可能看起来很相似，但它们有很大的不同。蜜蜂用蜡建造，而黄蜂用纸。蜜蜂的双面蜂房是垂直建造的，而黄蜂的单面蜂房是水平建造的(即每个蜂房的开口朝下)。
事实上，由这两组细胞组成的六边形细胞具有独立的进化起源。就像鲨鱼和鲸鱼因为生活在水中而有相似的身体结构一样，蜜蜂和黄蜂建造六边形的细胞，因为这种形状可以最大限度地提高强度和储存面积，同时减少建筑材料。
但是当完美的六边形细胞无法构建时会发生什么呢?蜜蜂和黄蜂解决建筑问题的方式相同吗?
在蜜蜂和黄蜂的一个子集中，工蜂会建造两种不同大小的六边形。较小的细胞用于饲养工蜂，较大的细胞用于饲养繁殖体;雄蜂和蜂后。这种单元格大小的差异产生了一个固有的架构问题:如何将两个不同大小的六边形平铺在一块梳子中?
为了确定不同的物种如何解决相同的建筑问题，研究人员需要在同一个蜂巢中同时包含工蜂和生殖细胞的巢图像。
他们的研究题为“蜜蜂和群居黄蜂在筑巢问题上达成了趋同的建筑解决方案”，发表在2023年7月27日的《公共科学图书馆生物学》杂志上。
第一作者迈克尔·l·史密斯博士是奥本大学生物科学系助理教授，也是马克斯·普朗克动物行为研究所的附属成员，他联系了全球各地的研究人员，以获取潜在的图像。然后，他们使用定制的软件从22,745个单个细胞中提取每个细胞的指标。
在一些物种中，如中美洲代谢虫，工蜂和生殖细胞的大小相同，因此没有需要克服的结构障碍。在其他物种中，如Apis和reniformis，生殖细胞比工蜂细胞大2.7倍，这就产生了一个严重的建筑问题——如何以有效的方式将这些截然不同的六边形组合起来?
通过对10个物种的观察，研究人员发现，随着建筑问题的规模增加(工蜂和生殖细胞之间的大小差异)，工蜂开始融入非六边形细胞。这些不规则的细胞大多是5面和7面，但它们始终是成对的，5面细胞建在工体一侧，7面细胞建在生殖体一侧。
这种模式在所有需要克服细胞大小差异的蜜蜂和黄蜂物种中都可以看到。对于一群以六边形细胞闻名的昆虫来说，这一点很有趣，因为这表明它们都依赖于相同的非六边形结构。
然后，研究人员建立了一个数学模型，根据细胞大小的差异，预测有多少非六边形细胞应该被纳入工作到生殖的转变中。令人惊讶的是，一些物种的表现一直好于预期。
经过进一步调查，研究人员发现这些物种也将中等大小的细胞纳入过渡区。中等大小的细胞仍然是六边形的，但它们允许昆虫“分裂差异”，将细胞大小转变成一系列更小的细胞，这不需要非六边形的细胞。
所有被调查的蜜蜂和黄蜂都采用了同样的建造技巧。尽管在1.79亿多年的进化中，这些物种使用不同的建筑材料，独立的六边形细胞起源，但它们都找到了解决这个可扩展建筑问题的完全相同的解决方案。
史密斯说:“一旦我们能够绘制出所有的数据，结果是惊人的——你可以看到蜜蜂和黄蜂是如何使用中等大小的细胞来逐步改变的，也可以看到非六边形细胞在蜂巢中的排列是如何一致的。”
这项工作对集体系统如何在没有集中控制的情况下建立适应性和弹性结构具有启示意义。没有一只蜜蜂或黄蜂“建筑师”来建造整个结构，相反，它是数百甚至数千个个体对最终产品的贡献。
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我是ZZ号的签约作者“忆巧”！
希望本篇文章《蜜蜂与黄蜂各自独立发展出相似的建筑技术》能对你有所帮助！
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