Bilim adamları İğnesiz Arıların Sarmal Peteklerinin Matematiksel Gizemini Çözüyor
Royal Society Interface dergisinde Çarşamba günü yayınlanan bir araştırmaya göre, kristallerin nasıl oluştuğunu açıklayan aynı matematiksel model, tropik iğnesiz arıların spiral şekillerde nasıl petek inşa ettiğini açıklayabilir.
Tetragonula cinsinden iğnesiz arılar, altıgen balmumu hücrelerinden inşa edilen petek mimarisinde uzmanlaşmıştır.
Her bir hücre, bir yumurtanın iniş noktası ve 20 seviyeye kadar çıkabilen yapılar için bir yapı taşıdır. İğnesiz arı kovanları, bir boğa gözünde daire yığınları, spiral, çift spiral ve bir grup düzensiz teras da dahil olmak üzere çeşitli şekillerde olabilir.
Arıların herhangi bir plan olmadan karmaşık şekilleri nasıl ve neden inşa ettikleri bilim adamlarını şaşırttı, ancak araştırmacılar her bir arının birkaç basit kuralı izlediğini gösteriyor.
İspanyol Ulusal Araştırma Konseyi’nde doğa matematik uzmanı Julyan Cartwright, ‘Her arı temel olarak bir algoritmayı takip ediyor,’ diyor. Her arı kovanın farklı bir bölümünde aynı kurallara uyduğunda, genel olarak bir desen ortaya çıkar.
Ve Cartwright daha önce aynı kuralları görmüştü, diye ekliyor. Desen ayrıca Cartwright’ın arılara geçmeden önce incelediği sedef yumuşakçalarında da görülür. Ve her ikisi de kristallerin bir spiralde nasıl oluştuğuna dair ilk olarak 1950’lerde rastlananan bir deseni takip ediyor.
Arılar, birbirine sıkıca oturan en kısa şekiller çevresine sahip altıgen yapı taşlarını kullanırlar, bu da onları en verimli balmumu kullanımı haline getirir. Ancak Cartwright ve ortak yazarları, iğnesiz arıların bilgisayar modelinin iki basit kuralı izleyerek doğal meslektaşlarını taklit edebileceğini buldular.
Arı kovanı bir hücre ile başladı ve daha sonra işçi arıların iki seçeneği vardı: Ya kovanın büyüdüğü tarafa başka bir hücre ekleyebilirlerdi, ama diğerlerinden biraz yukarı kaldılar; Veya hücrelerini, kenardan yeterince uzak olduğu sürece alt katmanın üzerine istifleyebilirler. Bilgisayar modeli, arıların doğada yarattığı aynı kovan şekillerini ortaya çıkardı.
Araştırmacılar, farklı son kalıplar üretmek için giderek büyüyen bir kenara yeni eklemelerin rastgele olması gibi değişkenleri eklediler. Kristallerde bu rastgelelik farklı şekillere neden olan kusursuzluğa benzer. Arılardaki rastgelelik, dijital böceklerin altıgenleri komşularıyla düz bir şekilde yerleştirme becerilerini etkiler.
Oceana’ya özgü 31 Tetragonula arı türü ve bu arıların genellikle oluşturdukları kovan örüntüsü ile ayırt edilirler. Araştırmacılar, bireysel işçi arıların kurallarının ayrıntılarının, türlerinin en iyi olduğu karmaşık yapıyı oluşturmak için genetik olarak kodlanabileceğini ileri sürüyorlar.
Entomolog Tim Heard, 2018 yılında National Geographic’teki Elaina Zachos’a arıların spiral şeklinin tam faydasının hala bilinmediğini söyledi, ancak kovandaki hava akışını iyileştirebilir veya kraliçe arının evinde daha iyi gezinmesine yardımcı olabilir.
Ancak özünde, bilgisayar modeli, arıların kalıplarının hala Dünya’daki tüm maddeleri yöneten temel kimyasal kurallara dayandığını göstermektedir.
Araştırmacılar makalelerinde “Kristal büyümesi ve arı tarağı yapımı çok farklı bilim alanlarında çalışan iki sistemdir” diye yazıyor. Peki benzer yapılara ne yol açıyor? Bu, matematiğin doğaya uygulanabilirliğinin güzelliğidir. ” diyor.