ぽっちゃりした体と小さな翼があるため、マルハナバチは空中技術に定評がありません。 彼らの不器用な態度により、一部の科学者は、彼らの飛行が空力にさえ反することを誤って示唆するようになりました。 しかし、彼らがエレガンスに欠けているものは、高度を補います。 新しい研究によると、バンブルビーは理論的にはエベレスト山を頂上に登れる可能性があります。
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ミツバチが登山家になることができるという考えは非論理的です。 「山に登ると、寒くて呼吸しにくい。酸素がありません。飛ぶ昆虫にとってはさらに悪いことです」と言う ララミーにあるワイオミング大学の生態学者マイケルディロン。 「空気密度が低下しているため、羽ばたきによって実際に力を発生させることは困難です。空気中に押し込む分子はほんのわずかです。」
しかし、カリフォルニア大学バークレー校の生態学者であり、パナマのスミソニアン熱帯研究所のディロンと彼の同僚のロバート・ダドリーによると、我々はミツバチを過小評価しない方が賢明だろう。 ペアはマルハナバチの飛行制限を調べ、その結果を本日Biology Lettersに発表しました。 「驚いたことに、[ハチ]は思っていたよりはるかに高く飛ぶことができます」とディロンは言います。
空飛ぶ昆虫は野外で研究するのが難しく、科学者は蜂の極端な限界について多くを知りません。 フライト。 ただし、手がかりはいくつかあります。米国南西部に自生するカーペンターミツバチ（ Xylocarpa varipuncta ）は、標高の高い低空気密度環境でホバリングできます。 トロピカルオーキッドミツバチはホバリング中に2倍の重量を持ち上げることができます。これは、ミツバチが1つの花から別の花に飛び回るだけの能力よりも少し飛行能力があることのもう1つの指標です。
これらのミツバチは熱帯または低地の種ですが、マルハナバチはアメリカのロッキー山脈からアンデスまでのアルペンハイキングコースの一般的な住人です。 「彼らは高地でぶらぶらするのが本当に上手そうです」とディロンは言います。 それで、研究者たちは、ミツバチが実際にそこを飛び回るのはどれほど難しいのだろうと考えました。
正体不明の種のマルハナバチは、中国北西部のウルムチ近くの標高約6500フィート（2000メートル）で成長している花に近づいています。 （写真：MEディロン） 中国西部の山で、研究者たちは6 約10, 660フィートで野生の地元の雄マルハナバチ（ Bombus impetuosus ）。 彼らはミツバチを低圧室に入れて、徐々に空気を吸い出し、酸素と空気の密度が低下した高地環境をシミュレートしました。 「空気を排出するだけで、ミツバチを山に運ぶような大気圧を下げることができます」とディロンは言います。
ミツバチの行動を観察し、音を記録して羽のビートリズムを計算し、ビデオ映像から羽の動きを分析しました。 平均的なマルハナバチは約26, 000フィートのシミュレートされた足でホバーでき、2匹のミツバチは29, 527フィートのシミュレートされた足、つまりエベレスト山の頂上から約500フィート上空を飛びました。
気圧が19, 600フィート（6000メートル）の気圧とほぼ等しい低圧室を飛行するマルハナバチ。 （ビデオはMichael Dillon提供） このようなめまいがする高度に到達するために、飛行生物（またはヘリコプター）には基本的に2つのオプションがあります。翼をより速く打つか、翼のストロークの振幅（翼を打つ角度）を大きくします。 小さな羽を速く羽ばたかせるだけで、かなりユニークな方法で羽を打つため、ミツバチにとっては難しいでしょう。そのため、ミツバチの最善の選択肢は、より広いストロークを取ることです。
「彼らはある意味で水を踏んでいるように見えます。」と、ディロンは言います。彼は、翼の動きに他のより微妙な変化があり、それが彼らの翼が生み出す力を同様に増加させる可能性があることに気づきました。
しかし、一歩後退してみましょう。実験では、ミツバチを基本的に瓶に入れ、周囲の気圧と酸素レベルを変化させました。 しかし、風、寒さ、雪、そして山を上るのを非常に危険にする無数の他の要因はどうでしょうか？ ミツバチは丈夫な生き物であることが判明しました。ディロンは16, 000フィートもの高さのマルハナバチを発見しました。 「雪の頂上に花の頭だけがある高地では、バンブルビーがそこにジップしてこれらの花を訪れます」とディロンは言います。 彼らが飛んでいたという事実は、そのような高度変化に適応するミツバチの能力を物語っています。
それでは、なぜミツバチにはこの能力があるのでしょうか？ すべての空飛ぶ動物は、さまざまな方法で高度に対処しますが、通常は、それらを可能にする過剰な飛行性能を持っています。 ミツバチや他の昆虫の場合、「過剰な飛行性能は、捕食者からの脱出などに非常に役立ちます」とディロンは言います。 鳥が空をパトロールし、花に潜むクモは、ハチにとって危険な世界です。
また、ミツバチは花粉や蜜を巣箱に戻す必要があります。 「ミツバチは、重い荷物を持ち上げる必要があるため、高度の範囲を広げるという副次的な利点が得られるという珍しい場合があります。必ずしも両方を同時に行うことはできません。少なくとも同じ程度ではありません」イギリスのロンドン大学王立獣医大学の生物学者であるリチャード・ボンフリーは言う。 本質的に、ミツバチの山への登山能力は、花粉の収集を促進するために進化した特性の副産物にすぎない可能性があります。
ミツバチや他の昆虫や動物の飛行限界を理解することは、気候変動が彼らの生息範囲に与える影響を科学者が予測するのに役立ちます。 フライトスタディは、昆虫の生態についての理解を深めるだけでなく、小型の飛行ロボットを構築しようとするエンジニアに、たとえば、トラフィックの監視や災害現場の調査など、ミツバチやその他のバグを模倣する最善の方法について通知します。
「この論文は、飛行動物が単純な運動学的変化を通じて空力を強化する方法のエレガントなデモンストレーションです」とボンフリーは言います。 彼は、エンジニアは同じ戦略に基づいて構築できると示唆しています。 したがって、これらの発見は、1つよりも多くの点で、マルハナバチの飛翔をまったく新しいレベルに引き上げます。
