Seltsame, spiralförmige Bienenkämme sehen aus wie fantastische Kristallpaläste. Jetzt wissen wir warum.

In einer Welt langweiliger sechseckiger Waben hat sich eine kleine Gruppe rebellischer australischer Bienen entschieden, Wendeltreppen zu bauen.

Treffen Sie die Bienen der Gattung Tetragonula. Diese australischen Bestäuber haben keine Stacheln, sondern gleichen ihre Defensivmängel aus, indem sie faszinierende Wachsfestungen bauen, deren Schönheit das Internet seit langem fasziniert.

Diese spiralförmigen Strukturen sind tatsächlich riesige, wirbelnde Nester, die "Brutkämme" genannt werden. Jede kleine kreisförmige Zelle ist eine Eikammer, die von einer wachssekretierenden Arbeiterbiene gebaut wurde, die von einer Ammenbiene mit erbrochenem Futter versorgt und dann von der Königin selbst mit einem Ei gefüllt wurde. Wenn eine Zelle fertig ist, gehen die Arbeiter zur nächsten über und bauen nach außen und oben in einem Spiralmuster auf, das manchmal bis zu 20 Stockwerke hoch sein kann. Tim Heard, Entomologe bei der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) in Australien, zuvor erzählte .

Verwandte: Googly Augen: Siehe Fotos von auffälligen Wespengesichtern

Also, wie hat das gemacht? Tetragonula Bienen werden die Frank Lloyd Wrights der Insektenwelt? Beschäftigt jede Kolonie ihren eigenen Architektenmeister, der die Konstruktion seines Kamms leiten soll - oder folgt jede Arbeiterin lediglich einem unbewussten Satz individuell codierter Bauvorschriften? Laut einer heute (22. Juli) im Journal of the Royal Society Interface veröffentlichten Studie könnte die Antwort in Kristallen liegen.

"Diese Kämme folgen denselben Grundregeln, nach denen Kristalle spiralförmig wachsen", sagte der Co-Autor der Studie, Julyan Cartwright, ein Forscher des spanischen Nationalen Forschungsrates (CSIC), der mathematische Muster in der Natur untersucht. "Jede Biene folgt im Grunde einem Algorithmus."

Die Natur ist begeistert

Cartwright sah vor einigen Jahren ein virales Bild der berüchtigten Brutkämme und erkannte das Muster sofort. Zu dieser Zeit studierte er Perlmuttmollusken, deren schillernde Schalen auch unter einem Elektronenmikroskop deutliche Spiralstrukturen aufweisen.

Beide Fälle von Tierarchitektur erinnerten an Forschungen aus den 1950er Jahren, die erklärten, wie Kristalle auf natürliche Weise in einer Spiralstruktur wachsen, indem sie einigen einfachen mathematischen Regeln folgten, sagte Cartwright. Er und seine Kollegen wollten herausfinden, welche Regeln für die gelten könnten Tetragonula Bienen.

"Welche Art von minimalen Informationen hätte eine Biene, die sie dazu bringen würde, diese Muster zu erzeugen?" Sagte Cartwright.

Zur Untersuchung modellierten die Forscher die Konstruktion eines Spiralkamms mithilfe eines vom Kristallwachstum inspirierten Algorithmus. Jede Simulation begann mit einer einzelnen Brutzelle. Nacheinander fügten digitale Arbeiterbienen dem Kamm neue Zellen hinzu, indem sie einer von zwei einfachen Regeln folgten: Bienen konnten der Wachstumsfront - dem Rand des Kamms, an dem andere Bienen Zellen gelegt hatten - eine Zelle hinzufügen, solange ihre neue Zelle wurde etwas höher als seine Nachbarn platziert; oder Bienen könnten eine neue Zelle auf einer vorhandenen Zelle aufbauen, solange diese Zelle mehr oder weniger mit ihren Nachbarzellen übereinstimmt.

Mit diesen Einschränkungen musste jedes neue Level des Kamms in einem guten Abstand von der Kante gebaut werden, wodurch jedes neue Level einen kleineren Radius als das letzte hatte. Je höher eine Ebene, desto kleiner ist ihr Radius. Und so entstand mit nur diesen wenigen einfachen Regeln das Spiralmuster.

Laut Cartwright die Leichtigkeit, mit der sein Computer neu erstellen konnte TetragonulaDie Spiralkämme zeigen, dass die Bienen keinem Masterplan folgen, sondern lediglich auf ihre lokale Umgebung nach einigen biologischen Regeln reagieren, die in ihrem Verhalten vor langer Zeit kodiert wurden.

Auf der Jagd: Honigbienenscouts finden Nahrung
Kreative Kreaturen: 10 Tiere, die Werkzeuge benutzen
7 Insekten, die Sie in Zukunft essen werden

"Wenn Menschen eine Struktur wie ein Gebäude bauen, haben wir einen Architekten, der einen Plan erstellt, und dann folgen die Bauherren diesem", sagte Cartwright. "Was wir gefunden haben, ist, dass die Bienen keinen Plan brauchen. Sie kommen nur mit einer Reihe einfacher Regeln, wo man ein neues Stück Wachs einbringen soll, wenn es am Kamm ankommt. Und wenn man diese Regeln in eine programmiert Computer produzieren sie die gleichen Bilder. "

Was genau sind diese Regeln? Bis wir die Bienen persönlich fragen können, können wir es wahrscheinlich nicht sicher wissen, schrieben die Forscher. Gut, dass sie stachellos sind.