S baculatými těly a malými křídly nemají čmeláci pověst svých leteckých dovedností. Jejich neohrabaný způsob vedl některé vědce, aby mylně naznačili, že jejich let dokonce vzdoroval aerodynamice. Ale co jim chybí v eleganci, vyrovnávají se v nadmořské výšce. Podle nového výzkumu by čmeláci teoreticky mohli vrcholit Mount Everest.
Související obsah
- Zombees to zvládli napříč USA
- Mohou být včely vyškoleny k vyčichání rakoviny?
- Americký čmelák se zhroutí, příliš
Myšlenka, že včely se mohou stát odbornými horolezci, se zdá nelogická. "Vylezete na horu a je chladno a těžko dýchat. Není kyslík. Pro létající hmyz je to ještě horší, " říká Michael Dillon , ekolog na University of Wyoming ve Laramie . „Hustota vzduchu je snížena, takže je těžké ve skutečnosti vytvářet síly mávání křídly. Ve vzduchu je jen méně molekul, které by mohly tlačit.“
Ale podle Dillona a jeho kolegy Roberta Dudleyho, ekologa na Kalifornské univerzitě v Berkeley a Smithsonian Tropical Research Institute v Panamě, bychom byli moudří, abychom nepodceňovali včely. Pár se podíval na letové limity čmeláků a zveřejnil své výsledky v Biology Letters dnes. "K našemu překvapení mohou včely létat mnohem výše, než jsme si mysleli, že budou schopni, " říká Dillon.
Létající hmyz je v terénu obtížné studovat a vědci o extrémních mezích včel příliš nevědí let. Mají však nějaké stopy: Carpenter bees ( Xylocarpa varipuncta ) původem z jihozápadních Spojených států se může vznášet v prostředích s nízkou hustotou vzduchu, která jsou charakteristická pro vysoké nadmořské výšky. Tropické orchideje včely mohou zdvihnout dvakrát svou váhu, zatímco se vznášejí, což je další indikátor, že včely mají o něco více létajících dovedností, než jen schopnost létat z jedné květiny na druhou.
Tyto včely jsou tropické nebo nížinné druhy, zatímco čmeláci jsou obyčejní obyvatelé alpských turistických stezek od amerických skalnatých až po Andy. "Zdá se, že jsou opravdu dobří v hangoutu ve vysokých nadmořských výškách, " říká Dillon. Vědci se tedy divili, jak těžké je, aby tam včely skutečně létaly?
Čmelák neidentifikovaného druhu přistupuje k květu rostoucímu ve výšce zhruba 6500 stop (2000 metrů) poblíž Urumqi v severozápadní Číně. (Foto: ME Dillon) V horách západní Číny vědci zajali šest místní samci čmeláků ( Bombus impetuosus ) ve volné přírodě ve výšce asi 10 660 stop. Zasekly včely v hypobarické komoře a postupně vysávaly vzduch a simulovaly prostředí s vyšší nadmořskou výškou se sníženou hustotou kyslíku a vzduchu. „Pouhým odsáváním vzduchu můžeme snížit celkový barometrický tlak, který by byl jako přenášení včely na horu, “ říká Dillon.
Pozorovali chování včel, zaznamenávali zvuk pro výpočet rytmu rytmu jejich křídla a analyzovali pohyb křídla z videozáznamu. Průměrný čmelák se mohl stále úspěšně vznášet na asi 26 000 simulovaných stopách a dvě včely létaly výše než 29 527 simulovaných stop - to je asi 500 stop nad vrcholem Mount Everestu.
Čmelák létající v hypobarické komoře, ve kterém je tlak vzduchu zhruba stejný jako v nadmořské výšce 6000 metrů. (Video s laskavým svolením Michaela Dillona) K dosažení těchto závratných výšek má jakýkoli létající organismus (nebo dokonce vrtulník) v zásadě dvě možnosti: bít křídla rychleji nebo zvýšit amplitudu zdvihu křídla, úhel, kterým bije křídla. Jen rychleji mávat křídly jejich rychle by bylo pro včely těžší, protože mlátily křídla docela jedinečným způsobem, takže nejlepší možností pro včely je vzít širší tahy.
„Skoro vypadají, jako by v určitém smyslu šlapali vodu, říká Dillon.“ Porazili svá křídla širším obloukem, takže pokaždé, když pohybují křídly skrz tento oblouk, ve skutečnosti tlačí křídla proti více molekulám než jinak by. “Poznamenává, že existují další jemnější změny pohybů křídel, které by jim mohly umožnit zvýšit sílu, kterou produkují také jejich křídla.
Vraťme se však o krok zpět - experiment zahrnoval včely v podstatě ve sklenici, přičemž kolem nich se měnil tlak vzduchu a hladiny kyslíku. Ale co vítr, zima, sníh a nesčetné množství dalších faktorů, které způsobují, že výstup na horu je tak nebezpečný? Ukázalo se, že včely jsou otužilí tvorové - Dillon našel čmeláky až 16 000 stop. Ve vysokých nadmořských výškách, kde „ze sněhu vyčnívají jen hlavy květů, tam čmeláci zipují a navštěvují tyto květiny, “ říká Dillon . Skutečnost, že létali, hovoří o schopnosti včel přizpůsobit se těmto výškovým změnám.
Proč tedy včely mají tuto schopnost? Všechna létající zvířata se vyrovnávají s výškou různými způsoby, ale obvykle mají nadměrný letový výkon, který jim to umožňuje. U včel a jiného hmyzu „je tento nadměrný letový výkon skutečně užitečný pro věci, jako je únik z predátorů, “ říká Dillon. S ptáky hlídkujícími oblohu a pavouky číhající na květiny, je to pro včely nebezpečný svět.
Včely také musí nést pyl a nektar zpět do úlu. "Včely mohou být neobvyklým případem v tom, že by jejich potřeba zvedat těžká břemena mohla poskytnout druhotnou výhodu spočívající v tom, že jim poskytnou větší nadmořskou výšku. Nemusí být nutně schopna dělat oba současně - alespoň ne ve stejné míře, " říká Richard Bomphrey, biolog na Královské veterinární škole v Londýně ve Velké Británii. Schopnost včel vyrazit na horu by v podstatě mohla být pouze vedlejším produktem vlastností vyvinutých pro posílení sběru pylu.
Pochopení letových limitů včel a jiného hmyzu a zvířat by mohlo vědcům pomoci předpovědět, jak změna klimatu může ovlivnit jejich rozsahy. Kromě toho, že nám poskytujeme lepší pochopení ekologie hmyzu, letové studie informují inženýry, kteří se snaží stavět malé létající roboty - které by jednoho dne mohly například sledovat provoz nebo zkoumat místo katastrofy - o tom, jak nejlépe napodobit včely a další chyby.
"Tento dokument je elegantní ukázkou toho, jak létající zvířata mohou zvýšit své aerodynamické síly pomocí jednoduchých kinematických změn, " říká Bomphrey. Inženýři by podle něj mohli stavět na stejné strategii. Takže více než jedním způsobem tato zjištění posouvají čmeláka na zcela novou úroveň.
