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高速视频揭示了大黄蜂在节能“经济模式”中携带重载

时间：2022-03-28 17:25:04 来源：

大黄蜂可以在花蜜携带自己的体重时飞翔。一项新的研究表明，通过更快地拍打翅膀或通过使用节能经济模式，对大量可以产生更多升力。

大黄蜂是昆虫世界的大升降机，能够在船上的花蜜几乎有几乎自己的体重飞回蜂巢。2月5日发表的一项研究，5个Inscience AdvanceShows他们是如何做到的 - 并且那种蜜蜂可以表现出比你可能期望的行为更多的灵活性。

“他们可以携带60,70或80％的体重飞行，这将是我们刚走的巨大负担，”戴维斯大学生物科学研究员苏珊Gagliardi研究员Susan Gagliardi说。“我们很奇怪，看看他们是如何做到的，并将食物和用品恢复到蜂巢的情况是多少。”

神经生物学和行为部的副教授Gagliardi和Stacey Combers测量了在特殊设计的腔室（清空的雪花）中飞行的大黄蜂飞行的能量。它们将小块焊点连接到蜜蜂上以调节其重量。

“我们在一个小室里有蜜蜂，我们测量它们产生的二氧化碳。他们主要是燃烧糖，所以你可以直接讲述他们使用的糖，因为它们在飞行时使用了多少糖，“Gagliardi说。

他们还使用高速视频来检查翼搏动和运动。

大黄蜂可以在花蜜中履行自己的重量时飞翔。一项新的研究表明，它们可以通过增加翼展频率或具有节能经济模式来实现这一目标。高速视频显示一块蜜蜂在一个测试室中飞行，从一块焊点中添加了额外的重量。

梳子说，大黄蜂以一种非常不同的方式飞到飞机上。虽然空气在飞机翼或转子刀片上流畅地流动，但蜜蜂将其翅膀高角度移动到卷绕翼的空气产生漩涡。这比平滑气流产生更多的升力，但由于涡流快速分解时，它不稳定。蜜蜂可以通过非常迅速地移动翅膀来维持飞行。

两种飞行方式

因为大黄蜂从花蜜燃料飞行，他们携带，它们应该像飞行一样轻，使用较少的能量。为了他们的惊喜，梳理和Gagliardi发现蜜蜂实际上可以在载入时每单位负荷的能量较少。

“他们在飞行中更经济地加载更加经济，它们在能量学方面没有任何意义，”Combes说。

仔细观察，研究人员发现大黄蜂有两种不同的方式来应对增加的负荷。它们总是增加笔划幅度（翅膀翻盖有多远），但这是不够自行支持额外重量的。为了弥补差异，蜜蜂可以增加翼展频率，从而产生更多电梯并提高能量成本。

但是蜜蜂还具有替代方案，巧妙的不同飞行模式，允许它们携带较重的负载，同时消耗更少的能量，而不是增加拍打频率时。

它尚不清楚这一点这个“经济模式”涉及，虽然它可能涉及机翼如何在笔划之间旋转到反向方向的变化。但这是蜜蜂可以选择的蜜蜂。

“事实证明，他们正在支持如何支持负载的行为选择，”Combes说。当蜜蜂被轻轻加载或休息时，它们更有可能增加翼略码频率。当它们装载更严重时，它们切换到神秘的经济模式，产生足够的力量，以支撑载荷，只有小幅增加，甚至在拍打频率下降。

经济与稳定性

如果蜜蜂可以在飞行时节省能量，他们为什么不随时使用这种经济模式？目前尚不清楚，但它可能是高翼频频率具有性能优势，例如在维持湍流空气中的稳定性或避免障碍物，所以组合说。

她说，这项工作促使梳理昆虫的转变。

“当我开始在这个领域时，有一种倾向于将它们视为小机器，我们认为他们会在载有零负荷时将翅膀翻转，另一种方式是携带50％的负荷，每只蜜蜂都会这样做同样的方式每次，“她说。“这让我们欣赏它是一种行为，他们选择该做什么。即使在不同的一天也是相同的蜜蜂将挑选一种新的方式来翻盖它的翅膀。“

参考：“运动灵活性允许大黄蜂在携带重载时提高大量效率”斯泰雅A. Combes，Susan F.Gagliardi，Callin M. Switzer和Michael E. Dillon，2月5日2020年，科学推进.DOI：
10.1126 / sciadv.aay3115

本文附加作者是Callin Switzer，华盛顿大学，西雅图和迈克尔迪兰，Wyoming大学，拉米岛。该工作部分由国家科学基金会的补助金部分支持。


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