Nicholas Paoni / 500px/Getty Images

Decennia lang circuleert er een raadselachtige bewering:honingbijen en hommels zouden niet mogen vliegen. Conventionele aerodynamische modellen suggereren dat de verhouding tussen gewicht en vleugeloppervlak van deze insecten een langdurige vlucht onmogelijk maakt, terwijl bijen zich toch gemakkelijk door de lucht bewegen. Hoewel het idee tot de publieke verbeelding sprak als een triomf van de natuur over de logica, werd de onderliggende wetenschap nooit rigoureus getest.

De wortels van de mythe zijn duister, maar het meest duurzame verhaal gaat over een aerodynamica-ingenieur die vergelijkingen met vaste vleugels toepaste op insectenvleugels en concludeerde dat de vlucht van bijen de natuurkunde tartte. Hoewel sommigen deze claim toeschrijven aan pioniers als Ludwig Prandtl of Jakob Ackeret, kwam deze hoogstwaarschijnlijk voort uit een verkeerde interpretatie van een observatie uit 1934 door de Franse zoöloog Antoine Magnan, die vliegtuigtheoriemodellen gebruikte om de vlucht van insecten te analyseren en tot een verkeerde conclusie kwam.

Omdat insectenvleugels zich heel anders gedragen dan vliegtuigvleugels, wankelde deze aanname bij nader onderzoek. Bijen vlogen feilloos, maar niemand kon uitleggen hoe. Dat veranderde toen onderzoekers uitgerust met hogesnelheidscamera's en windtunnels op insectenschaal de bijenvluchten in ongekend detail begonnen vast te leggen. Door bijen met duizenden frames per seconde te filmen, hebben wetenschappers eindelijk de complexiteit van hun vleugelbewegingen kunnen ontcijferen. Daarmee hebben ze een al lang bestaande puzzel opgelost en hebben ze onderstreept hoeveel er nog te leren valt over zelfs de meest bekende wezens.

Ontdekken hoe bijen eigenlijk vliegen

S.norero Image/Getty Images

In 2005 gebruikte een team van het California Institute of Technology video van 6000 fps en aangepaste robotvleugelmodellen om de werking van de vlucht van honingbijen te ontrafelen. Uit de beelden bleek dat honingbijen 230 keer per seconde met hun vleugels slaan – een verrassend hoge frequentie voor een insect van hun omvang. "De honingbijen hebben een snelle vleugelslag", vertelde co-auteur Douglass Altshuler aan WordsSideKick.com. “In tegenstelling tot de fruitvlieg, die een tachtigste van de lichaamsgrootte heeft en 200 keer per seconde met zijn vleugels klapt, klapt de veel grotere honingbij 230 keer per seconde met zijn vleugels.”

Zo'n hoge slagfrequentie is contra-intuïtief omdat kleinere insecten hun beperkte omvang doorgaans compenseren door nog sneller te fladderen. De effectiviteit van de bij komt voort uit de onstabiele aerodynamica, een reeks principes die de snel veranderende luchtstroom beheersen. Door een leading-edge vortex te creëren (een minicycloon die zich boven de vleugel vormt) verhoogt elke slag tijdelijk de lift. Bovendien draaien bijen hun vleugels tussen de slagen door, waardoor ze extra lift genereren, net zoals een draaiende tennisbal door de lucht buigt. Deze brute-force-strategie is energetisch duur, maar de energierijke nectar die ze consumeren zorgt voor de nodige energiereserves.

Het begrijpen van de vlucht van bijen lost niet alleen de paradox op, maar plaatst ook hun capaciteiten in de context van andere vliegende insecten en zelfs kolibries. De inzichten hebben ingenieurs ertoe aangezet soortgelijke principes toe te passen op mechanische vluchten.

Van bijenvlucht tot menselijke techniek

Gary Yeowell/Getty Images

De biomechanica van de bijenvlucht is een bron van inspiratie geworden voor ingenieurs die de volgende generatie luchtvoertuigen ontwerpen. Toen onderzoekers eenmaal hadden gedecodeerd hoe bijen de onstabiele luchtstroom benutten, begonnen robotici te experimenteren met bio-geïnspireerde ontwerpen. Het op Harvard gebaseerde RoboBee-project valt op en produceert micro-bots die niet groter zijn dan een paperclip en die kunnen zweven, schieten en complexe manoeuvres kunnen uitvoeren door honderden keren per seconde met miniatuurvleugels te klapperen – net als bijen. In 2025 ontving RoboBee een verbeterd landingsgestel, gemodelleerd naar de kraanvogel, waardoor de vliegmogelijkheden verder werden verbeterd.

Hoewel micro-luchtvoertuigen nog steeds te maken hebben met uitdagingen op het gebied van vluchtduur en energie-efficiëntie, zijn ze veelbelovend voor toepassingen in de echte wereld. Nu de bijenpopulaties wereldwijd afnemen, kunnen apparaten als RoboBee grootschalige bestuiving ondersteunen, zoek- en reddingsoperaties ondersteunen en de monitoring van het milieu verbeteren. Onderzoekers hebben zich ook 'entomopters' voorgesteld, vliegtuigen in insectenstijl die in omgevingen met een lage zwaartekracht kunnen navigeren en planetaire terreinen zoals Mars kunnen onderzoeken waar conventionele rovers het moeilijk kunnen hebben.

In slechts twintig jaar zijn we overgegaan van het demystificeren van de bijenvlucht naar het benutten van deze principes voor innovaties op het gebied van de menselijke vlucht. Naarmate ons begrip van de aerodynamica van insecten zich verdiept – denk eens aan de voortreffelijke structuur van vlindervleugels onder een microscoop – zou de toekomst van het vliegverkeer heel goed geworteld kunnen zijn in de biologie van insecten in plaats van in de fysiologie van vogels.