蜜蜂为什么能飞
原文来自《科学美国人》,但是我们已经无法再读到中文版的《科学》了。我翻译了这篇短文,纪念一下《科学美国人》中文版吧。
早在1930年代,法国科学家认为蜜蜂不可能飞得起来。他们当然清楚,这种昆虫能飞,而且也的确会飞。但是,根据他们的计算,这种现象在空气动力学上是不可能的。他们认为,像蜜蜂这么小的翅膀是无法产生足够的升力,把自己托到空中的,由此就得出了“蜜蜂不能飞”的结论。问题的症结在于,他们假定蜜蜂的翅膀是刚性的,就像飞机的翅膀一样不会形变,而事实上蜜蜂每秒要扇动和翻转它们的翅膀240次。这种拍打动作,加之翅膀与生俱来的可弯曲的特性,使得蜜蜂和其他 任何飞行的昆虫,都能产生一股涡流,正是这个涡流把虫子托向空中。
不过,蜜蜂借助小翅膀腾空飞行,其中蕴含的空气动力学的具体机制,至今仍然还是一个谜。
来自加州理工学院的 Michael Dickinson 和他的同事的最新研究揭开了蜜蜂飞行的奥秘。和其他会飞的昆虫不同,蜜蜂翅膀扇动的角度小于90度,而且每秒种拍打的次数相当多,它们通过这种方式得以留在空中。研究者发现,在更苛刻的条件下,比如使用氧气和氦气的混合气体模拟5英里以上高空的大气密度,蜜蜂扇动翅膀的幅度会更大,但是扇动的频率维持不变。
这说明,蜜蜂采用的翅膀扇动模式和果蝇以及其它昆虫相比,比较低效。果蝇它们使用的扇动模式是更大的扇动幅度,更低的扇动频率。尽管果蝇们每天都在为生计而奔波劳碌。不过,这同时也意味着,当蜜蜂身负重载,需要有更大的升力的时候,它也有这个能力满足这个要求。研究者认为,蜜蜂之所以采用这种奇怪的策略并不是没有原因的。因为在有时候,这种社会性的小动物必须驮负花蜜或者蜜蜂幼虫飞行。本周,关于这个新发现的完整报告被刊载在了《美国科学院会议出版索引》上。
