Соты
Соты представляют собой массу шестиугольных призматических ячеек, построенных из пчелиного воска медоносными пчелами в своих гнездах для содержания расплода ( яиц , личинок и куколок ), а также запасов меда и пыльцы .
Пчеловоды могут удалять соты целиком, чтобы собрать мед. Медоносные пчелы потребляют около 8,4 фунта (3,8 кг) меда, чтобы выделить 1 фунт (450 г) воска. [1] Таким образом, пчеловоды могут возвращать воск в улей после сбора меда, чтобы улучшить выход меда. Структуру сотов можно оставить практически неповрежденной, если из них извлечь мед путем открытия колпачка и вращения в центробежной медогонке . Если соты слишком изношены, воск можно использовать повторно несколькими способами, в том числе изготовить листы сотовой основы с шестиугольным узором. Такие фундаментные листы позволяют пчелам строить соты с меньшими усилиями, а шестиугольный рисунок оснований ячеек размером с рабочего не позволяет пчелам строить более крупные трутневые ячейки. Свежие, новые соты иногда продаются и используются в целости и сохранности в качестве сотового меда , особенно если мед намазывают на хлеб, а не используют в кулинарии или в качестве подсластителя.
Соты со временем темнеют из-за пустых коконов и сброшенной личиночной кожицы, встроенной в ячейки, а также из-за того, что по ним постоянно ходят другие пчелы, в результате чего образуется так называемое «путевое пятно». [2] пчеловоды, увидевшие их на рамках сотового меда. Соты в « суперах », которые не используются для расплода (например, при установке отсеивателя матки ), остаются светлыми.
Многочисленные осы , особенно Polistinae и Vespinae , строят гребни с шестиугольными призмами из бумаги, а не из воска; у некоторых видов (например, Brachygastra mellifica ) мед хранится в гнезде, формально образуя бумажные соты. Однако термин «соты» не часто используется для таких конструкций.
Геометрия [ править ]
Оси сотовых ячеек всегда почти горизонтальны, причем открытый конец выше заднего. Открытый конец ячейки обычно называется верхним краем ячейки, а противоположный конец называется нижним. Клетки слегка наклонены вверх, от 9 до 14°, к открытым концам. [ нужна ссылка ]
Существуют два возможных объяснения того, почему соты состоят из шестиугольников, а не какой-либо другой формы. Во-первых, шестиугольная мозаика создает перегородку с ячейками одинакового размера, минимизируя при этом общий периметр ячеек. Известная в геометрии как гипотеза сот , она была высказана Яном Брожеком и математически доказана намного позже Томасом Хейлсом . Таким образом, гексагональная структура использует наименьшее количество материала для создания решетки ячеек внутри заданного объема . Вторая причина, приведенная Д'Арси Вентвортом Томпсоном , заключается в том, что форма просто возникает в результате процесса соединения ячеек отдельными пчелами: в некоторой степени аналогично формам границ, созданным в поле мыльных пузырей . В подтверждение этого он отмечает, что маточники, построенные по отдельности, имеют неправильную форму и комки, без видимой попытки повысить эффективность. [3]
Закрытые концы сотовых ячеек также являются примером геометрической эффективности, хотя и трехмерными . [4] Концы представляют собой трехгранные (т. е. состоящие из трех плоскостей) секции ромбических додекаэдров с двугранными углами всех соседних поверхностей, равными 120 °, углом, который минимизирует площадь поверхности для данного объема. (Угол, образованный краями вершины пирамиды, известный как тетраэдрический угол , равен приблизительно 109° 28' 16 дюймов ( = arccos(-1/3) )
Форма ячеек такова, что два противоположных сотовых слоя вкладываются друг в друга, при этом каждая грань закрытых концов является общей для противоположных ячеек. [4]
Отдельные ячейки не демонстрируют этого геометрического совершенства: в обычной гребенке случаются отклонения на несколько процентов от «идеальной» шестиугольной формы. [4] В переходных зонах между более крупными ячейками трутневого сота и меньшими ячейками рабочего сота или при столкновении пчел с препятствиями формы часто искажаются. Ячейки также расположены под углом примерно 13° к горизонтали, чтобы предотвратить вытекание меда. [5]
В 1965 году Ласло Фейеш Тот обнаружил, что трехгранная пирамидальная форма (состоящая из трех ромбов ), используемая пчелами, не является теоретически оптимальной трехмерной геометрией. Конец ячейки, состоящий из двух шестиугольников и двух меньших ромбов, на самом деле будет на 0,035% (или примерно на одну часть на 2850) более эффективным. Эта разница слишком мала, чтобы ее можно было измерить на реальных сотах, и не имеет отношения к экономике улья с точки зрения эффективного использования воска, учитывая, что дикие соты значительно отличаются от любого математического понятия «идеальной» геометрии. [6] [7]
Роль температуры воска
Пчелы используют свои усики , челюсти и ноги, чтобы манипулировать воском во время строительства сотов, одновременно активно нагревая воск. [8] Во время изготовления шестиугольных ячеек температура воска находится в пределах 33,6–37,6 ° C (92,5–99,7 ° F), что значительно ниже температуры 40 ° C (104 ° F), при которой воск считается жидким для начала строительства новых сот. [8] Температура тела пчел является фактором, определяющим идеальную температуру воска для построения сотов. [9]
Галерея [ править ]
Западная медоносная пчела на сотах
Пчелы начинают строить соты сверху каждой секции. Когда ячейка наполняется медом, пчелы запечатывают ее воском.
Натуральные соты на здании
Соты с яйцами и личинками
Крупный план заброшенного гнезда Apis florea в Таиланде . Шестиугольная сетка восковых ячеек по обе стороны гнезда слегка смещена друг от друга. Это увеличивает прочность расчески и уменьшает количество воска, необходимого для создания прочной структуры.
Соты
Нижняя часть естественного гребня Apis dorsata имеет ряд незанятых ячеек.
Основание из «искусственных сот», в котором пчелы уже завершили строительство некоторых ячеек.
Участок сота, содержащий переход от рабочих ячеек к трутневым (более крупным) – здесь пчелы образуют неправильные пятиугольные ячейки (отмечены красными точками).
Западные медоносные пчелы и соты
Соты, изготовленные машиной с использованием пчелиного воска и уже построенной всей структурой шестиугольной ячейки.
Герб города Виляны , Латвия.
Приготовление сот с личинками на гриле на рынке Удонг в Камбодже
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Грэм, Джо. Улей и медоносная пчела. Гамильтон/Иллинойс: Дадант и сыновья; 1992 год; ISBN.
- ^ «Словарь пчелиных терминов» . Ассоциация пчеловодов округа Монтгомери . Проверено 8 февраля 2018 г.
темное изменение цвета на поверхности сотового меда, оставленного в улье на некоторое время, вызванное тем, что пчелы отслеживают прополис по поверхности.
- ^ Томпсон, Д'Арси Вентворт (1942). О росте и форме . Дуврские публикации. ISBN.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Нацци, Ф (2016). «Шестиугольная форма сот зависит от строительного поведения пчел» . Научные отчеты . 6 : 28341. Бибкод : 2016NatSR...628341N . дои : 10.1038/srep28341 . ПМЦ 4913256 . ПМИД 27320492 .
- ^ Фриш, Карл фон (1974). Звериная архитектура . Нью-Йорк: Харкорт Брейс Йованович. ISBN 9780151072514 .
- ^ Бессьер, Густаво (1987). Дифференциальное и интегральное исчисление - просто и привлекательно. IL (на итальянском языке) (VII изд.). Милан: Хоепли. ISBN 9788820310110 .
- ^ Джанни А. Сарконе. «Решенная угловая головоломка о сотах» .2004.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Бауэр, Д; Биенефельд, К. (2013). «Шестиугольные сотовые ячейки медоносных пчел не производятся в процессе жидкостного равновесия». Naturwissenschaften . 100 (1): 45–9. Бибкод : 2013NW....100...45B . дои : 10.1007/s00114-012-0992-3 . ПМИД 23149932 . S2CID 11552726 .
- ^ Пирк, CW; Хепберн, HR; Радлофф, SE; Таутц, Дж (2004). «Соты медоносных: строительство посредством процесса жидкостного равновесия?». Naturwissenschaften . 91 (7): 350–3. Бибкод : 2004NW.....91..350P . дои : 10.1007/s00114-004-0539-3 . ПМИД 15257392 . S2CID 31547154 .
Внешние ссылки [ править ]
