A méhek hatszöges viaszsejt építése
2000/09/13 08:00
11372 megtekintés
A cikk lejárt! Valószínű, hogy már nem aktuális információkat tartalmaz!
A méhek munkaidejében a méztartók készítése összeesik a mézgyűjtéssel. Világos, hogy minél tovább tart az előbbi munka, annál kevesebb idő jut a mézgyűjtésre; a méz pedig számukra téli élelem. Tehát azt a problémát kell megoldaniuk, hogy milyen formájú edények készülnek a lehető legkevesebb anyagból, legkevesebb munkával minél több méz elraktározására.

1. A mennyiségtan szerint a gömbalakú edény a leggazdaságosabb, tehát a poszméh okosan választott, viszont a méh cserbenhagyta a matematikát, mert hatszögű sejteket készít. A poszméh azért választja az abszolút gazdaságos formát, mert egyedül él. A méh ellenben "vita communis perfecta" közösségében építi méztartó sejtjeit. A közösség időben és anyagban vesztene, mert a gömböket a nem lehet egymás mellé illeszteni, a tér kihasználatlansága nélkül. A méhek tulajdonképpen téli konzervet készítenek és ezért kis adagolású edényre van szükségük, nem pedig egy nagy gömbre, amelyben a felbontás után esetleg megromlana a táplálék.
A jól illeszthetőség szempontjából a henger és az ötoldalú hasáb figyelmen kívül hagyható. A három- és négyszögű hasábok inkább megfelelnének, mert két közfal helyett mindenütt csak egyet kell építeni. Viszont az anyagban való takarékosság céljából azon mennyiségtani tétel szerint, hogy egyenlő térfogat és magasság esetén a több lap zárta test előnyösebb, ezektől is el kell tekinteni. Így tehát a méh az összes testek közt a legelőnyösebben a hatszögű hasábot választotta.

Egy önálló cella területe

egyenlö oldalú háromszög

0.048

négyzet

0.063

hexagon

0.075

Egy gramm viasz előállításához kb. 6-7 gramm mézet kell felhasználni. Ezért az ideális terület kitöltés az anyag- és energia-felhasználás szempontjából nagy jelentőséggel bír. A hexagonális szerkezet ezen kívül a maximális teherbírást is lehetővé teszi: a csupán 0.05 mm vastagságú falak által határolt cellák saját tömegük 25x-ösét is képesek tárolni.

Ezzel a sejtépítésnek csak a kisebb nehézsége van megoldva; sokkal nehezebb a sejtfenék és szögeinek megválasztása. Megértéséhez tudni kell, hogy a lép egymás mellé és fölé épített sejtek tömege. A két sejtréteg közös fenéklapjai a lépnek tartósságot, szilárdságot adnak. Az egyetlen szóba jöhető megoldás a három rombusszal való elzárás. Ehhez az alábbi feladatot kell megoldaniuk a méheknek:

"Adva van egy hatoldalú edény, amelynek alapja három rombuszlap. Milyen nagyoknak kell lenniük az alaplapok szögeinek, hogy a legkevesebb anyag felhasználásával a legnagyobb teret zárják be?" A megoldás az , hogy az edény a tompaszög 109 fok 28' 16" a hegyesszög 70 fok 31' 44" nagysága mellett felel meg a maximum-minimum törvény követelményeinek, melyet a méhek tökéletesen kiviteleznek. A diszkrét geometria jeles hazai képviselője, Fejes Tóth László akadémikus foglalkozik annak meghatározásával, hogy milyen dimenziók eredményezhetik az optimális elrendezést. Végleges megoldás még ugyan nem született, de azt már kimutatták, hogy a méhek által épített alakzat közel van az optimálishoz.

3. A méhek nem csak a sejtépítés szépségeivel nyűgözték le a számtan és geometria művelőit. Leonardo Fibonacci (1170-1250) olasz matematikus nevét a róla elnevezett számsorozat őrizte meg. Egy nyúl populáció szaporodásának törvényszerűségeit vizsgálva alkotta meg a 0, 1, 1, 2, 3. 5, 8, 13, 21, 34.......szekvenciát, ahol minden szám megegyezik az őt megelőző két szám összegével. Egy méh kolóniában csak a királynő rak tojásokat. Ha a tojásokat megtermékenyítik, dolgozók (munkásnők) kelnek ki, akik két szülőtől származnak. A hímek ezzel szemben parthenogenezissel (szűznemzés) szaporodnak, ezért csak egy szülővel rendelkeznek.

Felmenők száma Dolgozó Here
szülő(k) 1 2
nagyszülők 2 3
dédszülők 3 5
ükszülők 5 8
ük-ükszülők 8 13
ük-ük-ükszülők 13 22
ük-ük-ük-ükszülők 22 35

Az alábbi diagramm egy here családfáját mutatja be 7 generáción keresztül, amely jól demonstrálja a Fibonacci sorozatot.

Egy here családfája

Felhasznált irodalom:
Anne Bruce: Bees, Microscopy and Mathematics (Micscape Magazine 1998. Szeptember)
Walter János: Isten képe a természetben. Windsor Kiadó Budapest, 1996

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE program Program iskoláknak a bullying ellen
Jövő osztályterme Modern tanulási környezetekről a Sulineten