我們發(fā)現(xiàn)蜜蜂總是密密麻麻，成群結(jié)隊，再考慮到我們自己在炎熱夏天受熱樣子，我們不禁會疑問族群這么密集的蜜蜂難道就不怕熱嗎？
對于資源或條件，如光照情況、水的可用性和溫度等等，所有物種都有一個最佳的區(qū)域或范圍。
在這個最佳區(qū)域的兩端(高和低)，物種將開始表現(xiàn)出壓力。以溫度為例，如果溫度過高或過低，一個物種將難以生存。對于蜜蜂而言最佳溫度是33攝氏度左右。
在每年的夏天，有兩個強(qiáng)大的因素對蜂巢溫度不利，無情的太陽把一切送完高溫和擁擠的族群進(jìn)一步提高溫度。（在夏天一個蜂巢一般能達(dá)到40000只蜜蜂，每只蜜蜂都產(chǎn)生熱量）
那它們在夏天如何調(diào)節(jié)蜂巢溫度呢？
向蜂巢送水調(diào)節(jié)溫度！
如果你認(rèn)識養(yǎng)蜂人，那你會知道，在夏季，水分供應(yīng)和溫度都是養(yǎng)蜂人密切考慮和監(jiān)測的重要條件。大約35攝氏度是蜂巢的溫度閾值，之后蜜蜂會變的敏感。
當(dāng)溫度超過這個閾值時，為了保持蜂巢涼爽，蜜蜂會開始表現(xiàn)出一些非常有趣的行為。
蜜蜂將開始收集水，并將其帶回蜂巢內(nèi)降溫。這個過程和我們在熱天出汗的過程類似。這種技術(shù)叫做蒸發(fā)冷卻。
當(dāng)水或汗蒸發(fā)時，熱量會隨著溫度的降低而消散。工蜂白天會將水滴扇成扇形，以增加蒸發(fā)速度，創(chuàng)造空氣循環(huán)。
它們通常在蜂巢內(nèi)保持至少50%左右的相對濕度。在這個濕度區(qū)域之外，如果有長時間的波動，那么對蜂巢幼崽健康和蜂巢的整體健康都是危險的。
在外面睡覺！
如果你曾經(jīng)在炎熱的夏天走過一個蜂巢，沒有擔(dān)心被蜇傷，而是停下來看下蜂巢的話，你會發(fā)現(xiàn)很多蜜蜂都在蜂巢外停留。
平時蜜蜂生活在大而擁擠的巢洞里，通常在巢洞里有狹窄的入口。當(dāng)巢內(nèi)變熱時，一群蜜蜂爬到入口處，用它們的翅膀作為風(fēng)扇，把熱空氣吸出來，讓冷空氣進(jìn)入。
在白天，過度擁擠不是問題，因為許多覓食蜂和雄蜂都在蜂巢之外。然而，到了晚上，當(dāng)所有的蜜蜂都回來時，蜂巢就會變得擁擠不堪，溫度也可能過高。
蜜蜂對這種過度擁擠的解決辦法非常不錯，就是在外面睡覺。
在夏天的幾個月里，大多數(shù)健康的蜂巢都有很大比例的蜜蜂在它們的蜂巢入口處徘徊，尤其是在晚上。
這些蜜蜂晚上大部分時間都呆在外面，在柔和的月光下安靜地休息，讓自己保持涼爽。更重要的是，這也通過限制蜂群內(nèi)的蜜蜂數(shù)量來防止巢穴過熱。
如果夜間氣溫下降，蜜蜂就可以回到室內(nèi)取暖。如果沒有，它們就會整晚呆在外面。
蜜蜂是如何自我組織成這些活的通風(fēng)單元的?
夏天的高溫對蜜蜂來說確實(shí)不是問題，因為他們會自我調(diào)節(jié)，那么問題又來了，蜜蜂如何自我組織成這些活的通風(fēng)單元呢?對于可以用語言交流的人類來說，這都是個大工程。
哈佛大學(xué)約翰·A·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)和進(jìn)化生物學(xué)系(OEB)的研究人員開發(fā)了一個框架，解釋了蜜蜂如何利用環(huán)境信號聚集在一起，并不斷地使蜂巢通風(fēng)。
數(shù)千年來,社會蜜蜂等昆蟲進(jìn)化到駕馭和利用流體動力和集體解決生理問題,如機(jī)械穩(wěn)定,溫度調(diào)節(jié)和通風(fēng)等等。
測量和計算模型的結(jié)合量化并解釋了扇動的蜜蜂如何創(chuàng)造出一種緊急的大規(guī)模流體模式來通風(fēng)它們的巢穴。
事實(shí)證明，蜜蜂不需要復(fù)雜的招募或溝通機(jī)制來保持巢穴的涼爽，相反，單個蜜蜂對溫度變化的扇風(fēng)響應(yīng)，以及流體動力的物理特性，導(dǎo)致了它們的集體空間組織，而這恰好是個有效降溫方案。
這篇論文2019年2月份發(fā)表在《英國皇家學(xué)會界面雜志》上。
實(shí)驗開始于2017年夏天的三伏天。在幾周的時間里，研究人員對野外觀測站的一組人造蜂箱進(jìn)行了監(jiān)測。
研究小組測量了溫度、進(jìn)出蜂巢的空氣流量，以及在蜂巢入口處扇動的蜜蜂的位置和密度。
他們觀察到，蜜蜂并沒有分散在整個蜂巢的入口，而是聚集在最熱的區(qū)域，并將那些空氣流出量最大的區(qū)域與空氣流入量最大的較冷區(qū)域分開。
重要的是，他們發(fā)現(xiàn)不同的蜜蜂有不同的溫度閾值，超過這個閾值，它們就會開始扇動翅膀，這樣它們就能更好地對溫度變化做出反應(yīng)。
在對該系統(tǒng)進(jìn)行建模時，研究人員發(fā)現(xiàn)，所有這些行為都與巢穴的環(huán)境物理有關(guān)。
向外展開可以讓蜜蜂感覺到上游巢穴的溫度，不同的溫度閾值允許更連續(xù)的通風(fēng)和更穩(wěn)定的蜂房溫度。
而且，由于摩擦和流體的物理特性，聚類分離流入和流出使得更多的冷空氣進(jìn)入巢穴。
這次研究證明了蜜蜂如何利用物理環(huán)境的動力學(xué)來大規(guī)模組織生理過程。盡管這是一個以物理學(xué)為重點(diǎn)的故事，但有遺傳和進(jìn)化根源的生物變異可能在這個系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。
根據(jù)研究，溫度閾值的個體差異不僅會讓蜂房溫度更加穩(wěn)定，而且這種多樣性對扇風(fēng)行為模式的穩(wěn)定性至關(guān)重要，而扇風(fēng)行為模式是高效通風(fēng)所必需的。
研究人員表示：從大型暖通空調(diào)系統(tǒng)到冷卻我們電腦的風(fēng)扇，受生物啟發(fā)的自組織系統(tǒng)可能比現(xiàn)有系統(tǒng)更好地適應(yīng)和響應(yīng)特定的需求。
結(jié)論
有時候看似簡單的事物，總是蘊(yùn)藏著不簡單的道理，蜜蜂的這些行為可能會給我們帶來更加高效的科技產(chǎn)品。
