science >> Wetenschap >  >> Fysica

Haarafstand houdt honingbijen schoon tijdens bestuiving:onderzoekers kwantificeren het reinigingsproces

Het haar op het oog van een bij. Krediet:Georgia Tech

Nu de gezondheid van honingbijen wankelt en onderzoekers proberen technologische manieren te vinden om planten in de toekomst te bestuiven, een nieuwe Georgia Tech-studie heeft gekeken naar hoe de insecten hun werk doen en erin slagen schoon te blijven.

Volgens de studie, een honingbij kan tot 30 procent van zijn lichaamsgewicht aan stuifmeel dragen vanwege de strategische afstand van zijn bijna drie miljoen haren. De haren bedekken de ogen en het hele lichaam van het insect in verschillende dichtheden die een efficiënte reiniging en transport mogelijk maken.

Uit het onderzoek bleek dat de opening tussen elk ooghaar ongeveer even groot is als een korrel paardenbloemstuifmeel, die meestal door bijen wordt verzameld. Hierdoor blijft het stuifmeel boven het oog hangen en kunnen de voorpoten doorkammen en de deeltjes verzamelen. De benen zijn veel hariger en het haar is zeer dicht opeengepakt - vijf keer zo dicht als het haar op de ogen. Dit helpt de benen bij elke beweging zoveel mogelijk stuifmeel te verzamelen. Zodra de voorpoten voldoende zijn geschrobd en schoongemaakt door de andere benen en de mond, ze keren terug naar de ogen en zetten het proces voort totdat de ogen vrij zijn van stuifmeel.

Het Georgia Tech-team bond bijen vast en gebruikte hogesnelheidscamera's om de eerste gekwantificeerde studie van het reinigingsproces van honingbijen te maken. Ze keken toe hoe de insecten tot 15, 000 deeltjes uit hun lichaam in drie minuten.

Een honingbij reinigt zichzelf van commercieel stuifmeel in realtime en slow motion.

"Zonder deze haren en hun speciale afstand, het zou bijna onmogelijk zijn voor een honingbij om schoon te blijven, " zei Guillermo Amador, die de studie leidde terwijl hij promoveerde aan Georgia Tech in werktuigbouwkunde.

Dit werd duidelijk toen Amador en het team een ​​robothoningbijpoot creëerden om met stuifmeel bedekte ogen te vegen. Toen ze het been met was bedekten, de gladde, haarloze poot verzamelde vier keer minder stuifmeel.

De high-speed video's onthulden ook iets anders.

Een honingbij is bedekt met commercieel stuifmeel. Krediet:Candler Hobbs, Georgië Tech

"Bijen hebben een voorgeprogrammeerde reinigingsroutine die niet varieert, " zei Marguerite Matherne, een doctoraat student aan de George W. Woodruff School of Mechanical Engineering. "Zelfs als ze in de eerste plaats niet erg vies zijn, bijen vegen altijd tien keer met hun ogen, zes keer per been. De eerste veegbeweging is het meest efficiënt, en ze hoeven nooit hetzelfde gebied van het oog twee keer te poetsen."

Uit het onderzoek bleek ook dat pollenkitt, de kleverige, stroperige vloeistof gevonden op het oppervlak van stuifmeelkorrels, is essentieel. Toen de vloeistof tijdens experimenten uit stuifmeel werd verwijderd, bijen verzamelden half zoveel.

Een microscopisch beeld van het beenhaar van een honingbij. Krediet:Georgia Tech

"Als we kunnen leren van natuurlijke bestuivers, misschien kunnen we kunstmatige bestuivers maken om de stress van bijen weg te nemen, " zei David Hu, een professor aan de Woodruff School of Mechanical Engineering en de School of Biological Sciences. "Onze bevindingen kunnen ook worden gebruikt om mechanische ontwerpen te maken die helpen om micro- en nanogestructureerde oppervlakken schoon te houden."

De studie, "Honingbijharen en pollenkitt zijn essentieel voor het opvangen en verwijderen van pollen, " is gepubliceerd in het tijdschrift Bio-inspiratie en biomimetica .