Las abejas generan calor para moldear células de cera cilíndricas, luego la tensión superficial empuja la cera enfriada en hexágonos.
Introducción
Los científicos han creído durante mucho tiempo que las abejas melíferas forjan sus colmenas en celdas hexagonales apiladas para almacenar la mayor cantidad de miel con la menor cantidad de material de construcción (cera). Pero dado que las abejas tienen cerebros del tamaño de granos de arena, ¿cómo hacen colmenas hexagonales con tanta precisión geométrica?
Las abejas pueden desacoplar sus músculos voladores de sus alas y hacer vibrar los músculos para generar calor.
¿Cómo hacen las abejas hexágonos tan precisos y hermosos?
La estrategia
Para empezar, las abejas excretan cera a través de cuatro pares de glándulas debajo de sus abdómenes. Mastican y amasan la cera para darle forma, pero también usan calor. En 2004, el Dr. Christian Pirk, entomólogo de la Universidad de Pretoria, descubrió que dentro de una colmena donde las abejas estaban construyendo, la cera era 15 °F (8 °C) más cálida que las áreas sin construcción activa.
Para crear este aumento de temperatura, las abejas desacoplan sus músculos voladores de sus alas y hacen vibrar los músculos para generar calor. Calientan la cera a temperaturas superiores a los 100 °C (38 °F), lo que reduce su viscosidad y facilita el moldeado.
Sin embargo, las abejas no esculpen seis paredes bien formadas. Pirk descubrió esto cuando interrumpió a las abejas constructoras y las sacó de la colmena. Tomó moldes de resina de los tubos y descubrió que las células más cálidas y frescas eran en realidad cilindros redondos, mientras que las células más viejas y más frías formaban los esperados prismas hexagonales. De alguna manera, cuando los cilindros se enfrían, se transforman en hexágonos. [Nota del editor, 12/2/22: Nuevo análisis de Nikhilesh Chawla en la Universidad de Purdue sugiere que las celdas en realidad están construidas con paneles rectos. La actualización correspondiente a esta página está pendiente.]
Para entender esto, considere un fenómeno análogo asociado con las pompas de jabón. Cuando dos burbujas esféricas se encuentran, se unen en una pared plana. Cuando se agrega una tercera burbuja, se forman dos paredes adicionales para que una pared separe cada par de burbujas. Las tres paredes se reorganizan rápidamente en una especie de forma de Y con tres ángulos iguales de 120 grados. Según Joseph Plateau, el físico belga que descubrió la tensión superficial, las paredes de las burbujas buscan 120 grados porque, en este ángulo, las tensiones superficiales de las paredes están todas en equilibrio. Ahora, una serie de ángulos de 120 grados eventualmente se cierra sobre sí mismo, formando un hexágono perfecto. Entonces, a medida que se agregan más burbujas y más paredes se equilibran en ángulos de 120 grados, la matriz de burbujas separadas se convierte en una cuadrícula de hexágonos muy apretada.
Un efecto similar ocurre en la cera de abejas. Dentro de la colmena, las abejas están trabajando, secretando, empaquetando y vibrando. Todo eso forma un cilindro hueco dentro de la cera suave y cálida, básicamente un túnel en el que la abeja puede moverse. Cuando la abeja se va, comienza el proceso de enfriamiento. La cera se enfría, la tensión superficial se reequilibra y la estructura se tensa en forma de hexágono. Se forman los mismos ángulos de 120 grados que en las pompas de jabón, creando una estructura mecánicamente estable.
La cera se enfría, la tensión superficial se reequilibra y la estructura se tensa en forma de hexágono.
Las posibilidades
La forma hexagonal surge sin ninguna acción constructiva de las abejas. En cambio, la cera que se enfría sigue una tendencia universal de las fuerzas físicas a buscar el equilibrio. A medida que los humanos buscan construir de manera más eficiente y sostenible, ¿qué podemos aprender de este método de construcción pasiva?
