蜜蜂飛行之謎終獲解答

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在 20 世紀 30 年代,法國科學家斷定蜜蜂無法飛行。當然,他們知道昆蟲能夠並且確實可以飛行。但根據他們的計算,這一壯舉在空氣動力學上是不可能的。他們的結論是基於這樣一個事實:像蜜蜂翅膀這樣小的翅膀不可能產生足夠的升力讓蜜蜂飛起來。問題在於,他們假定蜜蜂的翅膀是穩定的,就像飛機的翅膀一樣,而事實上,蜜蜂每秒鐘拍打和旋轉翅膀 240 次。這種拍打,以及翅膀本身的柔韌性,使得蜜蜂——或任何飛行的昆蟲——能夠產生渦流,將其抬升到空中。但是,這種過程的具體空氣動力學機制,尤其是在短翅膀的蜜蜂身上,直到現在仍然是一個謎。

加州理工學院的邁克爾·迪金森及其同事的新研究最終解釋了義大利蜜蜂是如何飛行的。與其他飛行昆蟲不同,蜜蜂使用小於 90 度的短翼衝程和每秒高頻率的拍打來保持飛行。研究人員發現,當蜜蜂在困難條件下飛行時,例如在氧氣和氦氣的混合物中模擬海拔五英里以上的大氣密度,蜜蜂會採用更寬的衝程,但保持相同的高拍打頻率。

這意味著蜜蜂使用的翼衝程模式效率低於果蠅和其他昆蟲更寬衝程和較慢拍打的模式,儘管它們不斷地覓食食物和其他必需品。但這同時也意味著,當蜜蜂需要時——例如,當它必須攜帶重物時——它可以產生更大的升力。研究人員推測,這種奇特的衝程組合可能正是源於這種需求,因為這些社會性生物有時必須在負載花蜜或幼蟲的情況下飛行。《美國國家科學院院刊》將於本週線上發表一份詳細介紹這項新發現的報告。

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