蜜蜂为什么不怕热

我们发现蜜蜂总是密密麻麻，成群结队，再想想我们自己在炎热的夏天是如何取暖的，不禁要问，种群如此密集的蜜蜂难道不怕热吗？

所有物种都有一个最适合资源或条件（例如光照条件、可用水量和温度等）的区域或范围。

在这个最佳区域的两端（高和低），物种将开始表现出压力。以温度为例，如果温度过高或过低，一个物种就难以生存。蜜蜂的最佳温度约为33 摄氏度。

在每年的夏天，有两个强大的因素会影响蜂巢的温度，无情的太阳使一切都失去热量，而拥挤的蜂群则进一步提高了温度。 （夏季一个蜂巢一般可达4万只蜜蜂，每只蜜蜂都会产生热量）

那么它们在夏季如何调节蜂巢的温度呢？

向蜂巢送水调节温度！

如果您认识养蜂人，您就会知道在夏季，水分可用性和温度都是养蜂人考虑和密切监控的重要条件。大约35 摄氏度是蜂巢温度阈值，之后蜜蜂变得敏感。

当温度超过这个阈值时，为了保持蜂巢凉爽，蜜蜂开始表现出一些非常有趣的行为。

蜜蜂将开始收集水并将其带回蜂巢冷却。这个过程类似于我们在大热天出汗的过程。这种技术称为蒸发冷却。

当水分或汗液蒸发时，热量随着温度下降而散去。工蜂在白天扇动水滴以增加蒸发并创造空气循环。

它们通常在蜂巢内保持至少50% 左右的相对湿度。在这个湿度区域之外，长时间的波动会对蜂巢幼崽的健康和蜂巢的整体健康造成危险。

在外面睡觉！

如果你曾在炎热的夏日路过蜂巢并停下来观察蜂巢而不用担心被蜇，你就会注意到蜂巢外面有很多蜜蜂。

蜜蜂通常生活在大而拥挤的巢穴中，巢穴的入口通常很窄。当蜂巢内变热时，一群蜜蜂爬到入口处，用翅膀当风扇，吸出热空气，让冷空气进来。

白天，过度拥挤不是问题，因为许多觅食者和无人机都在蜂巢外。然而，到了晚上，当所有蜜蜂都返回时，蜂巢会变得拥挤不堪，温度也会过高。

蜜蜂有一个很好的解决办法，那就是睡在外面。

在夏季，大多数健康的蜂箱都有很高比例的蜜蜂在蜂箱入口逗留，尤其是在晚上。

这些蜜蜂大部分时间都在外面度过，在柔和的月光下静静地休息以保持凉爽。更重要的是，这还通过限制蜂群中蜜蜂的数量来防止巢穴过热。

如果夜间温度下降，蜜蜂可以回到室内取暖。如果没有，他们会整夜待在外面。

蜜蜂是如何自我组织成这些活的通风单元的？

夏天的炎热对蜜蜂来说真的不是问题，因为它们会自我调节，那么问题又来了，蜜蜂是如何自组织进入这些有生命的通风单元的？对于可以用语言交流的人类来说，这是一个很大的工程。

哈佛大学约翰A保尔森工程与应用科学学院(SEAS) 和进化生物学系(OEB) 的研究人员开发了一个框架来解释蜜蜂如何利用环境信号聚集在一起并持续为蜂巢通风。

几千年来，群居蜜蜂等昆虫进化为利用流体动力学，共同解决机械稳定性、温度调节和通风等生理问题。

测量和计算模型的结合量化并解释了扇形蜜蜂如何产生紧急的大规模流体模式来为它们的巢穴通风。

事实证明，蜜蜂不需要复杂的招募或交流机制来保持巢穴凉爽，相反，个体蜜蜂对温度变化的扇形反应，以及流体力学的物理学，导致它们的集体空间组织，这恰好是一种有效的冷却程序。

本文于2019年2月发表于《英国皇家学会界面杂志》。

该实验始于2017 年夏季的三伏天。在几周的时间里，研究人员在野外观测站监测了一组人造蜂箱。

研究小组测量了温度、进出蜂巢的气流，以及蜂巢入口处扇风的蜜蜂的位置和密度。

他们观察到，蜜蜂没有散布在蜂巢入口，而是聚集在最热的区域，并将空气流出量最大的区域与空气流入量最大的较冷区域分开。

重要的是，他们发现不同的蜜蜂有不同的温度阈值，高于该阈值它们就会开始拍打翅膀，以便更好地应对温度变化。

在对系统建模时，研究人员发现所有这些行为都与巢穴的环境物理有关。

火炬可以让蜜蜂感受到蜂巢上游的温度，不同的温度阈值可以实现更持续的通风和更稳定的蜂巢温度。

此外，由于摩擦和流体的物理特性，簇将流入和流出分开，从而允许更多冷空气进入巢穴。

这项研究展示了蜜蜂如何利用物理环境的动态来大规模组织生理过程。虽然这是一个以物理学为中心的故事，但具有遗传和进化根源的生物变异可能在这个系统中发挥重要作用。

根据这项研究，温度阈值的个体差异不仅会导致更稳定的蜂巢温度，而且这种多样性对于有效通风所需的扇风行为模式的稳定性至关重要。

研究人员表示，从大型HVAC 系统到冷却计算机的风扇，受生物启发的自组织系统可能比现有系统更好地适应和响应特定需求。

结论

有时候看似简单的事情，往往蕴含着不简单的道理。蜜蜂的这些行为可能会给我们带来更高效的科技产品。