Med lubne kropper og små vinger har ikke humlene ry for sitt luftfag. Deres klønete måte førte til at noen forskere feilaktig antydet at flyturen til tross for aerodynamikk. Men det de mangler i eleganse, de utgjør i høyden. I følge ny forskning kunne humler i teorien møte Mount Everest.
Relatert innhold
- Zombees har gjort det over hele USA
- Kan bier trenes til å snuse ut kreft?
- American Bumblebee Crashing, Too
Tanken på at bier kan bli sakkyndige fjellklatrere virker ulogisk. "Du klatrer opp i et fjell, og det er kaldt og vanskelig å puste. Det er ikke oksygen. For flygende insekter er det enda verre, " sier Michael Dillon , en økolog ved University of Wyoming i Laramie . "Lufttettheten er redusert, så det er vanskelig å faktisk produsere krefter ved å klaffe vingene dine. Det er bare færre molekyler i lufta å presse mot."
Men ifølge Dillon og kollegaen Robert Dudley, en økolog ved University of California i Berkeley og Smithsonian Tropical Research Institute i Panama, ville vi være lurt å ikke undervurdere bier. Paret så på flygrensene til humlene og publiserte resultatene sine i Biology Letters i dag. "Mye til vår overraskelse kan [bier] fly mye høyere enn vi trodde de ville være i stand til, " sier Dillon.
Flygende insekter er vanskelig å studere i felt, og forskere vet ikke mye om ekstreme grenser for bi flygning. De har imidlertid noen ledetråder: Tømrerbier ( Xylocarpa varipuncta ) hjemmehørende i det sørvestlige USA kan sveve i miljøer med lav lufttetthet karakteristisk for store høyder. Tropiske orkidébier kan løfte dobbelt så mye vekt mens de svever, en annen indikator på at bier har litt mer flyferdigheter enn bare muligheten til å flyte fra en blomst til en annen.
Disse biene er tropiske eller lavlandet, mens humler er vanlige kilder til alpine turstier fra American Rockies til Andesfjellene. "De ser ut til å være veldig flinke til å henge med i høye høyder, " sier Dillon. Så forskerne lurte på, hvor vanskelig er det for bier å faktisk fly rundt der oppe?
En humla av en uidentifisert art nærmer seg en blomst som vokser på en høyde av omtrent 2000 meter nær Urumqi i Nord-Kina. (Foto: ME Dillon) I fjellene i det vestlige Kina fanget forskerne seks lokale mannlige humler ( Bombus impetuosus ) i naturen på rundt 10.660 fot. De stakk biene i et hypobarisk kammer, og sugde gradvis ut luft, og simulerte miljøer med høyere høyde med redusert oksygen og lufttetthet. "Bare ved å pumpe ut luft, kan vi redusere det totale barometriske trykket som vil være som å bære bien opp på fjellet, " sier Dillon.
De observerte bienes oppførsel, spilte inn lyd for å beregne deres vingeslagrytmer og analyserte vingebevegelse fra videoopptak. Den gjennomsnittlige humlene kunne fremdeles lykkes med å sveve på rundt 26.000 simulerte fot, og to bier fløy høyere enn 29.527 simulerte fot - det er omtrent 500 fot over toppen av Mount Everest.
En humla som flyr i et hypobarisk kammer hvor lufttrykket er omtrent likt det som ble funnet i en høyde av 6000 meter. (Video med tillatelse av Michael Dillon) For å nå slike svimlende høyder, har enhver flygende organisme (eller til og med et helikopter) i utgangspunktet to alternativer: slå vingene raskere eller øke vingeslagets amplitude, vinkelen de slår vingene gjennom. Bare det å klaffe de små vingene raskere vil sannsynligvis være vanskeligere for et bie fordi de slår vingene på en ganske unik måte, så det beste alternativet for bien er å ta større slag.
"De ser nesten ut som om de slags tråkker vann på en eller annen måte, sier Dillon." De slår vingene gjennom en bredere bue, slik at hver gang de beveger vingene sine gjennom buen, skyver de vingene mot flere molekyler enn de ville ellers. "Han bemerker at det er andre mer subtile endringer i vingebevegelser som kan tillate dem å øke styrken som også vingene produserer.
La oss ta et skritt tilbake - eksperimentet involverte bier i egentlig en krukke, med lufttrykk og oksygennivåer som endret seg rundt dem. Men hva med vinden, kulden, snøen og mylderet av andre faktorer som gjør det å stige et fjell så farlig? Det viser seg at bier er hardføre skapninger - Dillon har funnet humler så høye som 16.000 fot. I høye høyder der "det bare er blomsterhodene som topper seg ut av snøen, humler humlene opp der og besøker disse blomstene, " sier Dillon . At de flyr taler til bienes evne til å tilpasse seg slike høydeforandringer.
Så hvorfor har bier denne evnen? Alle flygende dyr takler høyde på forskjellige måter, men de har vanligvis en overflødig flyytelse som gjør at de kan gjøre det. For bier og andre insekter er "at overflødig flyytelse virkelig nyttig for ting som å rømme fra rovdyr, " sier Dillon. Med fugler som patruljerer himmelen og edderkopper som lurer på blomster, er det en farlig verden der ute for en bi.
Bier trenger også å føre pollen og nektar tilbake til bikuben. "Bier kan være et uvanlig tilfelle ved at behovet deres for å løfte tunge laster kan gi en sekundær fordel ved å gi dem større høydenes rekkevidde. De ville ikke nødvendigvis kunne gjøre begge deler samtidig - i alle fall ikke i samme grad, " sier Richard Bomphrey, en biolog ved University of Londons Royal Veterinary College i Storbritannia. I bunn og grunn kan bienes evne til å vandre opp et fjell bare være et biprodukt av egenskaper som utviklet seg for å forbedre polleninnsamlingen.
Å forstå flygrensene for bier og andre insekter og dyr kan hjelpe forskere å forutsi hvordan klimaendringer kan påvirke rekkevidden. Bortsett fra å gi oss en bedre forståelse av insektøkologi, informerer flystudier ingeniører som prøver å bygge bittesmå flygende roboter - som for eksempel en dag kan overvåke trafikk eller kartlegge et katastrofested - om hvordan man best kan etterligne bier og andre feil.
"Denne artikkelen er en elegant demonstrasjon av hvordan flygende dyr kan forbedre sine aerodynamiske krefter gjennom enkle kinematiske forandringer, " sier Bomphrey. Ingeniører, antyder han, kan bygge videre på den samme strategien. Så på flere måter enn ett, tar disse funnene humlingen til et helt nytt nivå.
