蜜蜂建筑蜂房的特点,蜂房的结构有什么特点
蜂房的结构有什么特点?
蜜蜂的勤劳是最受人们赞赏的。有人作过计算,一只蜜蜂要酿造1公斤的蜜,就得去100万朵花上采集原料。如果花丛离蜂房的平均距离是15公里,那么,每采1公斤蜜,蜜蜂就得飞上45万公里,几乎等于绕地球赤道飞行了11圈。
其实,蜜蜂不仅勤劳,也极有智慧。它们在建造蜂房时显示出惊人的数学才华,连人间的许多建筑师也感到惭愧呢!
著名生物学家达尔文甚至说:“如果一个人看到蜂房而不倍加赞扬,那他一定是个糊涂虫。”
蜂房是蜜蜂盛装蜂蜜的库房。它由许许多多个正六棱柱状的蜂巢组成,蜂巢一个挨着一个,紧密地排列着,中间没有一点空隙。早在2200多年前,一位叫巴普士的古希腊数学家,就对蜂房精巧奇妙的结构作了细致的观察与研究。
巴普士在他的著作《数学汇编》中写道:蜂房里到处是等边等角的正多边形图案,非常匀称规则。在数学上,如果用正多边形去铺满整个平面,这样的正多边形只可能有3种,即正三角形、正方形、正六边形。蜜蜂凭着它本能的智慧,选择了角数最多的正六边形。这样,它们就可以用同样多的原材料,使蜂房具有最大的容积,从而贮藏更多的蜂蜜。
也就是说,蜂房不仅精巧奇妙,而且十分符合需要,是一种最经济的结构。
历史上,蜜蜂的智慧引起了众多科学家的注意。著名天文学家开普勒曾经指出:这种充满空间的对称蜂房的角,应该和菱形12面体的角一样。法国天文学家马拉尔弟则亲自动手测量了许多蜂房,他发现:每个正六边形蜂巢的底,都是由3个全等的菱形拼成的,而且,每个菱形的钝角都等于109°28′,锐角应该是70°32′。
18世纪初,法国自然哲学家列奥缪拉猜测:用这样的角度建造起来的蜂房,一定是相同容积中最省材料的。为了证实这个猜测,他请教了巴黎科学院院士、瑞士数学家克尼格。
这样的问题在数学上叫极值问题。克尼格用高等数学的方法作了大量计算,最后得出结论说,建造相同容积中最省材料的蜂房,每个菱形的钝角应该是109°26′,锐角都等于70°34′。
这个结论与蜂房的实际数值仅2′之差。
圆周有360°,而每1°又有60′。2′的误差是很小的。人们宽宏大量地想:小蜜蜂能够做到这一步已经很不错了,至于2′的小小误差嘛,完全可以谅解。
可是事情并没有完结。1743年,著名数学家马克劳林重新研究了蜂房的形状,得出一个令人震惊的结论:要建造最经济的蜂房,每个菱形的钝角应该是109°28′16″,锐角应该是70°31′44″。
这个结论与蜂房的实际数值吻合。原来,不是蜜蜂错了,而是数学家克尼格算错了!
数学家怎么会算错了呢?后来发现,当年克尼格计算用的对数表印错了。
小小的蜜蜂可真不简单,数学家到18世纪中叶才能计算出来、予以证实的问题,它在人类有史之前已经应用到蜂房上去了。
蜂窝是一座十分精密的建筑工程。蜜蜂建巢时,青壮年工蜂负责分泌片状新鲜蜂蜡,每片只有针头大小。而另一些工蜂则负责将这些蜂蜡仔细摆放到一定的位置,以形成竖直六面柱体。
蜂巢结构有哪些好处?
蜜蜂建成六角形结构的蜂巢有以下好处:节约材料、体积大、体轻、容量大、易出入等。
这种六角形的设计,可以使蜂以最小的材料,得到最大的体积。
不是一个哟,是所有的六角形聚积到一起时体积最小。
而且还具有坚固的强度。
这是自然界中最出色的设计。
蜜蜂建成六角形结构的蜂巢有以下好处:节约材料、体积大、体轻、容量大、易出入等。
这种六角形的设计,可以使蜂以最小的材料,得到最大的体积。
不是一个哟,是所有的六角形聚积到一起时体积最小。
而且还具有坚固的强度。
这是自然界中最出色的设计。
蜜蜂的蜂窝构造非常精巧、适用而且节省材料。蜂房由无数个大小相同的房孔组成,房孔都是正六角形,每个房孔都被其它房孔包围,两个房孔之间只隔着一堵蜡制的墙。令人惊讶的是,房孔的底既不是平的,也不是圆的,而是尖的。这个底是由三个完全相同的菱形组成。有人测量过菱形的角度,两个钝角都是109°而两个锐角都是70°。令人叫绝的是,世界上所有蜜蜂的蜂窝都是按照这个统一的角度和模式建造的。
蜂房的结构引起了科学家们的极大兴趣。经过对蜂房的深入研究,科学家们惊奇地发现,相邻的房孔共用一堵墙和一个孔底,非常节省建筑材料;房孔是正六边形,蜜蜂的身体基本上是圆柱形,蜂在房孔内既不会有多余的空间又不感到拥挤。
蜂窝的结构给航天器设计师们很大启示,他们在研制时,采用了蜂窝结构:先用金属制造成蜂窝,然后再用两块金属板把它夹起来就成了蜂窝结构。这种蜂窝结构强度很高,重量又很轻,还有益于隔音和隔热。因此,现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构,卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构。因此,这些航天器又统称为“蜂窝式航天器”。
蜜蜂的蜂巢每一个格子都是标准的六边形,它们到底是怎么做到的?
这样的一整脾蜂巢房,如果普通人不用模子,给再精良的工具也不知道怎么造吧!可是每只出房不久的工蜂,都会无师自通的造。工蜂在蜂王信息素的控制下,出房一两天就开始干活。造蜂巢是年轻幼蜂的活,幼蜂的蜡腺泌蜡能力强,能很快的造巢房。
年轻工蜂先分泌一个0.1mm左右的蜡片,像人用砖砌墙一样,一片一片放在需要的位置,当然这精确度比人砌墙高得多,那几乎是无误差的。千万个年轻的工蜂一起加工,这样的格子房一天左右就差不多完成了。当然工蜂蜜蜡也需要原料的,必须吃够蜂蜜才能转化出蜡来。可以说无味的蜡是香甜的蜂蜜转换来的,不是流蜜期,蜂群缺蜜是造不出蜂巢来的 。
新生的工蜂最早的工作是清理蜂室,喂养幼虫。工蜂头部有分泌“王浆”的腺。约一周后,工蜂腹部的蜡腺发展起来,就开始了筑巢的工作。工蜂受精卵在六角形的蜂室内约3天孵化成白色幼虫,约6天后,幼虫长大成蛹,12天后羽化,咬破蜡盖而走出。长大的工蜂变成蜂群的“门卫”。
一星期大的小工蜂蜡腺比较发达是泌蜡蜂,用自身分泌的蜂蜡筑造。它们用后足基跗节花粉栉的硬刺,从腹部蜡镜上取下蜡鳞,经前足传送到上颚。蜡鳞经上颚的咀嚼,并混入上颚腺分泌物,成为具有可塑性的小蜡团。一点一点的砌砖在新巢。
当然工蜂蜜蜡也需要原料的,必须吃够蜂蜜才能转化出蜡来。可以说无味的蜡是香甜的蜂蜜转换来的,不是流蜜期,蜂群缺蜜是造不出蜂巢来的 。
新生的工蜂最早的工作是清理蜂室,喂养幼虫。工蜂头部有分泌“王浆”的腺。约一周后,工蜂腹部的蜡腺发展起来,就开始了筑巢的工作
喂养幼虫当然工蜂蜜蜡也需要原料的,必须吃够蜂蜜才能转化出蜡来,至于六边形,更方便他们生活吧。
新生的工蜂最早的工作是清理蜂室,喂养幼虫当然工蜂蜜蜡也需要原料的,必须吃够蜂蜜才能转化出蜡来
养蜂
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