Bal arısı çırpısı heyvan arxitekturaları arasında heyvanlıq dərəcədə müntəzəm altıbucaqlı hüceyrələrdə bənzərsizdir, lakin bu geometriyanın necə meydana gəlməsi müzakirə olunur. Arılar ilk başdan mükəmməl altıbucaqlı qururlarmı, yoxsa daha sonra düzəlişlər apararaq müntəzəmlik yaranır? Bal arıları (Apis mellifera) hüceyrələrin yerləşməsini və açar məkanını məhdudlaşdıran balıq stimulları ilə araşdırdıq. Üç təcrübədə arıların hüceyrə birləşmələrində mövcud olan açar aralığını necə payladıqları, hüceyrə bazalarını necə formalaşdırdıqları və zaman keçdikcə qeyri-qanuniyyətləri necə düzəltdikləri barədə proqnozları sınadıq. Əvvəlcə hüceyrələr bərabərsiz idi, əyrənmiş divarları və dəyişən açıları vardı. Bu məkan 180°-ə məhdudlaşdıqda arılar 90° daxili açı ilə hüceyrələr qurdular; tikinti irəlilədikcə və maneələr aşkarlandıqca, açılar 120°-ə doğru hərəkət edərək, üç qonşu hüceyrə arasında 360° aralığını bərabərləşdirdilər. Eyni şəkildə, qarşı tərəfdəki hüceyrələr təbii şırpağın piramidal bazaları ilə müqayisədə yan divarlara ortogonal düz bazalar (≈90°) formalaşdırırdı. Ayrı-ayrı tülk dilləri birləşəndə, birləşmələrdəki hüceyrələr çox qeyri-qanuni idi, lakin sonrakı iş divar açıları və hüceyrə ölçüsündəki fərqləri əhəmiyyətli dərəcədə azaldırdı. Bu tapıntılar bal bal balçıq hüceyrə geometriyasının özünü təşkil edən bir proses vasitəsilə ortaya çıxdığını göstərir: arılar məkanı təkrarlayaraq yenidən paylayır və bərabərliyi əldə edənə qədər hüceyrə sərhədlərini tənzimləyirlər. Bu dinamik optimallaşdırma mürəkkəb biliş strategiyalarını çağırmadan simvolik altıbucaqlı nümunəni izah edir.
Bal arısı çırpısı uzun müddətdir ki, insan tərəfindən maraqlanır və onun quruluşunun ilk qeydə alınmış təhlili qədim yunanlara aiddir1. Bal balı çubuğu həm müntəzəmliyi, həm də struktur effektivliyi ilə xarakterizə olunur: texelləşdirilmiş altıbucaqlı hüceyrələrdən ibarət iki tərəfli bir lövhə, həm tikinti üçün lazım olan balığı minimuma endirir, həm də saxlama qabiliyyətini maksimum dərəcədə artırır2,3,4. Tələb olunmuş combun geometriyası yaxşı təsvir olunduğu halda, işçi arıların tikinti fəaliyyətindən bu geometriyanın necə meydana gəlməsi müzakirə olunur. Burada biz şam müntəzəmliyi qonşu hüceyrələrdə qurucuların eyni vaxtda fəaliyyətləri arasında açar yenidən paylanması və tarazlıqdan irəli gələn bir xüsusiyyət ola biləcəyini araşdırırıq.
Təbii bal bal balçığıda altıbucaqlı hüceyrələr piramidal bazalara malikdirlər ki, onlar birgə arxa təbəqədə bir-biri ilə bir-biri ilə birləşir və nəticədə iki tərəf arasında hüceyrənin yarısının sıxılması olur (Şəkil. 1A). Beləliklə, bir şirə lövhəsinin altıbucaqlı üzü üç tərəfli hüceyrə kəsişləri ilə xarakterizə olunduğu halda, 120° divar kəsişləri 360° ətrafında iki ölçüsündə bərabər məsafədə olan halda, şirələrin iki tərəfi arasında interfeys üç hüceyrənin kəsişində mərkəzləşən bir üzdən hüceyrə daxil olan dörd tərəfli hüceyrə kəsişlərini əhatə edir. Hər dörd tərəfli kəsişmədə dihedral açıları da 120°dir, üçölçülü bir düzənlikdə 360° ətrafında bərabər məsafədədir (Şəkil. 1B).
Yeni hüceyrələr əlavə edən işçilər bu işi artıq qurduğu çimərlikdə mövcud hüceyrələrinin quruluşlarına əsasən həyata keçirirlər5,6,7,8,9,10,11,12. Bir tərəfə hüceyrələrin düzgün tesellesiyası iki mövcud hüceyrə arasında yeni hüceyrələrin yerləşdirilməsini tələb edir, lakin comb iki tərəfli olduğundan, bu, əslində yeni hüceyrələrin üç mövcud hüceyrə arasında tam yerləşdirilməsini tələb edir. Buna görə də, arıların təbii olaraq yaranan qismən əmələ gələn hüceyrələr arasındakı çatışmalar tərəfindən idarə olunan hər əlavə hüceyrənin düzgün yerləşdirilməsi müntəzəm altıbucaqlı şamın meydana gəlməsinin zəruri (hətta kifayət qədər olmasa da) şərtidir13. Belə bir təlimat yalnız əvvəlki şimşək artıq müntəzəm olduğu və yeni hüceyrələr mövcud hüceyrələrlə eyni ölçülü olduğu zaman təsirli olur. Bu şərtlər həmişə tətbiq edilmir, məsələn, işçidən daha böyük dron hüceyrələrinə keçərkən, bir dəstək quruluşuna şam qoşarkən və ya iki şam bölməsinin birləşməsi zamanı. Bu şəraitdə arılar qeyri-bərabər divar uzunluğu, qeyri-bərabər daxili açıları və bəzən altı tərəfinə qədər az və ya daha çox hüceyrə qurmağa məcbur olacaqlar14. Əslində, bal bal balının görünən mükəmməlliyini nəzərdən keçirən təsvirlər və təhlillər, balın yalnız təxminən müntəzəm olduğunu unudur15. Hər hüceyrə və əslində hüceyrənin hər divarı, qurucuların yerli xüsusiyyətlərə cavab vermə qabiliyyətinə görə yaranır, bu da həmişə yerli dəqiqsizliklərə səbəb olur16.
Tək tərəfləri olan hüceyrələrdən ibarət olan tam şam, lakin inşaatın ilk mərhələlərində hüceyrə divarları əyrənir və daxili hissələri təxminən dairəvi olur, divarlar düzləşir və hüceyrələr yalnız inşaat davam edərkən altıbucaqlı olur3,17,18. Biz iddia edirik ki, bal arısı tikinti işçiləri təcrid edilmiş bir hüceyrə qursalar düz divarlarla və piramida əsaslı altıbucaqlı bir prizma qurmayacaqlar. Əksinə, onlar yarımkürə əsaslı dairəvi bir boru olaraq birinə sahib olacaqlar. Bu, tək arı növləri tərəfindən torpaqda və yumru arıların yuva boşluqları daxilində meydana gələn əyrənmiş, yumru hüceyrələrə bənzəyir.19,20. Lakin bal arısı hüceyrələri tək deyil: onlar sıx bir şəkildə toplanmışdır və hər hüceyrə qonşuları ilə birbaşa əlaqə qurur. Daha əvvəl şırpağın son altıbucaqlı geometriyasının əleyhinə əyrənmiş hüceyrələrin sıxılması nəticəsində olacağını proqnozlaşdırılmışdı21,22,23,24,25. Biz bu fərziyyəni yoxlamaq üçün spesifik proqnozlar əldə etdik və özümüz də: çimərin düz, müntəzəm formasının hüceyrələrin sıx paketlənməsindən və hər hüceyrəyə qatılan qurucuların səyləri arasında bərabərlikdən irəli gəlir.
Bəzi alimlər altıbucaqlı bal bal balçığı ilə qrafen kimi bəzi qeyri-orqanik quruluşlar (bəzən düz sərhədlər təşkil edən) və ya balonlar arasında oxşarlığı qeyd ediblər və beləliklə bal bal balçıqların palçığı təbii olaraq qeyri-bioloji proseslər (məsələn, 17) ilə özünün tanınmış quruluşuna öz formasını verir. Bu anlayışın bir prekursoru Kepler21 tərəfindən artıq ifadə edilmişdir. Şam hüceyrələrinin həm altıbucaqlı xətti, həm də onların piramidal bazalarını meydana gətirə biləcək potensial mexanizm nəzərə alınarkən (Şəkil. 1), Kepler21 xəmirlərin xətti olan bir analoji istifadə etdi
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
