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在 20 世纪 30 年代,法国科学家断定蜜蜂无法飞行。当然,他们知道昆虫能够并且确实可以飞行。但根据他们的计算,这一壮举在空气动力学上是不可能的。他们的结论是基于这样一个事实:像蜜蜂翅膀这样小的翅膀不可能产生足够的升力让蜜蜂飞起来。问题在于,他们假定蜜蜂的翅膀是稳定的,就像飞机的翅膀一样,而事实上,蜜蜂每秒钟拍打和旋转翅膀 240 次。这种拍打,以及翅膀本身的柔韧性,使得蜜蜂——或任何飞行的昆虫——能够产生涡流,将其抬升到空中。但是,这种过程的具体空气动力学机制,尤其是在短翅膀的蜜蜂身上,直到现在仍然是一个谜。
加州理工学院的迈克尔·迪金森及其同事的新研究最终解释了意大利蜜蜂是如何飞行的。与其他飞行昆虫不同,蜜蜂使用小于 90 度的短翼冲程和每秒高频率的拍打来保持飞行。研究人员发现,当蜜蜂在困难条件下飞行时,例如在氧气和氦气的混合物中模拟海拔五英里以上的大气密度,蜜蜂会采用更宽的冲程,但保持相同的高拍打频率。
这意味着蜜蜂使用的翼冲程模式效率低于果蝇和其他昆虫更宽冲程和较慢拍打的模式,尽管它们不断地觅食食物和其他必需品。但这同时也意味着,当蜜蜂需要时——例如,当它必须携带重物时——它可以产生更大的升力。研究人员推测,这种奇特的冲程组合可能正是源于这种需求,因为这些社会性生物有时必须在负载花蜜或幼虫的情况下飞行。《美国国家科学院院刊》将于本周在线发表一份详细介绍这项新发现的报告。