Med buttede kroppe og små vinger har humler ikke et ry for deres luftfærdigheder. Deres uklare måde førte til, at nogle forskere fejlagtigt antydede, at deres flyvning endda trodsede aerodynamik. Men hvad de mangler i elegance, de kompenserer for i højden. Ifølge ny forskning kunne humler i teorien topmødet Mount Everest.
Relateret indhold
- Zombees har gjort det overalt i USA
- Kan bier trænes til at sniffe ud kræft?
- Den amerikanske humlebejling er også forstyrrende
Ideen om, at bier kan blive ekspertklatrere, synes ulogisk. "Du klatrer op et bjerg, og det er koldt og svært at indånde. Der er intet ilt. For flyvende insekter er det endnu værre, " siger Michael Dillon , en økolog ved University of Wyoming i Laramie . "Lufttætheden reduceres, så det er svært at faktisk producere kræfter ved at flappe dine vinger. Der er bare færre molekyler i luften at skubbe mod."
Men ifølge Dillon og hans kollega Robert Dudley, en økolog ved University of California i Berkeley og Smithsonian Tropical Research Institute i Panama, ville vi være kloge til ikke at undervurdere bier. Parret kiggede på hummeles flygrænser og offentliggjorde deres resultater i Biology Letters i dag. "Meget til vores overraskelse kan [bier] flyve meget højere, end vi troede, de ville være i stand til, " siger Dillon.
Flyvende insekter er vanskelige at studere i marken, og forskere ved ikke meget om de ekstreme grænser for bi flyvningen. De har dog nogle spor: Tømrerbier ( Xylocarpa varipuncta ), der er hjemmehørende i det sydvestlige USA, kan svæve i miljøer med lav lufttæthed, der er karakteristisk for store højder. Tropiske orkidébier kan løfte to gange deres vægt, mens de svæver, en anden indikator for, at bier har lidt mere flyveevner end bare evnen til at flyve fra en blomst til en anden.
Disse bier er tropiske eller lavlandet, mens humler er almindelige borgere af alpine vandrestier fra de amerikanske klipper til Andesbjergene. "De ser ud til at være rigtig gode til at hænge ud i store højder, " siger Dillon. Så forskerne spekulerede på, hvor svært er det for bier faktisk flyver rundt derop?
En humle af en ikke-identificeret art nærmer sig en blomst, der vokser i en højde på ca. 6500 fod (2000 meter) nær Urumqi, i det nordvestlige Kina. (Foto: ME Dillon) I bjergene i det vestlige Kina fangede forskerne seks lokale mandlige humler ( Bombus impetuosus ) i naturen ved ca. 10.660 fod. De satte bierne fast i et hypobarisk kammer og sugede gradvist luft ud og simulerede miljøer med højere højde med reduceret ilt og lufttæthed. "Bare ved at pumpe luft ud, kan vi reducere det samlede barometriske tryk, der ville være som at bære bien op ad bjerget, " siger Dillon.
De observerede biernes opførsel, optog lyd for at beregne deres vingeslagrytmer og analyserede vingebevægelser fra videofilm. Den gennemsnitlige humlebee kunne stadig med succes sveve ved omkring 26.000 simulerede fødder, og to bier fløj højere end 29.527 simulerede fødder - det er omkring 500 meter over toppen af Mount Everest.
En humle, der flyver i et hypobarisk kammer, hvor lufttrykket er nogenlunde lig med det, der blev fundet i en højde af 19.600 fod (6000 meter). (Video med tilladelse fra Michael Dillon) For at nå sådanne svimlende højder har enhver flyvende organisme (eller endda en helikopter) dybest set to muligheder: slå deres vinger hurtigere eller øge deres vingeslags amplitude, den vinkel, gennem hvilken de slår deres vinger. Bare det at klappe deres små vinger hurtigere ville sandsynligvis være sværere for en bi, fordi de slår deres vinger på en ret unik måde, så den bedste mulighed for bien er at tage bredere streger.
”De ser næsten ud som om de slags trækker vand på en eller anden måde, siger Dillon.” De slår deres vinger gennem en bredere bue, så hver gang de bevæger deres vinger gennem den bue, skubber de faktisk deres vinger mod flere molekyler end de ville ellers. ”Han bemærker, at der er andre mere subtile ændringer i vingebevægelser, der kunne give dem mulighed for at øge den styrke, som deres vinger også producerer.
Lad os dog tage et skridt tilbage - eksperimentet involverede bier i stort set en krukke, med lufttryk og iltniveauer, der ændrede sig omkring dem. Men hvad med vinden, kulden, sneen og utallige andre faktorer, der gør opstigning af et bjerg så farligt? Det viser sig, at bier er hårdføre væsener - Dillon har fundet humlebøger så høje som 16.000 fod. I høje højder, hvor "der bare er blomsterhoveder, der topper sig ud af sneen, springer humlene op der og besøger disse blomster, " siger Dillon . At de flyver taler til bienes evne til at tilpasse sig sådanne højdeændringer.
Så hvorfor har bier denne evne? Alle flyvende dyr håndterer højden på forskellige måder, men de har normalt en overdreven flyveydelse, der giver dem mulighed for det. For bier og andre insekter er "den overskydende flyveydelse virkelig nyttig til ting som at flygte fra rovdyr, " siger Dillon. Med fugle, der patruljerer himlen og edderkopper, der lurer på blomster, er det en farlig verden derude for en bi.
Bier skal også bære pollen og nektar tilbage til bikuben. ”Bier kan være et usædvanligt tilfælde, idet deres behov for at løfte tunge laster kunne give en sekundær fordel ved at give dem et større højdeområde. De ville ikke nødvendigvis være i stand til at gøre begge dele på samme tid - i det mindste ikke i samme grad, ” siger Richard Bomphrey, en biolog fra University of Londons Royal Veterinary College i England. I det væsentlige kunne bienes evne til at vandre op ad et bjerg kun være et biprodukt af træk, der er udviklet for at forbedre pollenindsamlingen.
At forstå flygrænser for bier og andre insekter og dyr kan hjælpe videnskabsmænd med at forudsige, hvordan klimaændringer kan påvirke deres interval. Bortset fra at give os en bedre forståelse af insektøkologi, informerer flystudier ingeniører, der prøver at bygge små flyvende robotter - som en dag kunne for eksempel overvåge trafik eller undersøge et katastrofested - om, hvordan man bedst kan efterligne bier og andre bugs.
"Dette papir er en elegant demonstration af, hvordan flyvende dyr kan forbedre deres aerodynamiske kræfter gennem enkle kinematiske ændringer, " siger Bomphrey. Ingeniører, foreslår han, kunne bygge videre på den samme strategi. Så på flere måder end én tager disse fund flyvningen af humlen til et helt nyt niveau.
