Características del Panal de Abeja: Un Diseño Naturalmente Perfecto
Cualquiera que haya visto un panal de abejas habrá detectado la perfección milimétrica en sus formas hexagonales. Uno de los diseños más eficientes de la arquitectura en la naturaleza es la colmena.
La Intuición Detrás del Hexágono
Al parecer la intuición natural de las abejas les hace pensar que el hexágono es la figura más eficaz para almacenar la miel. Pero, ¿por qué un hexágono y no un cuadrado? La respuesta nos la da el divulgador Ignacio Crespo en 'Curiosity´: “Son la forma que permite ajustarse más a los bordes”.
Eficiencia y Estabilidad
Además, los polígonos de seis lados son más eficientes, ya que se reparte la carga en una estructura más estable que los cuadrados, y puede soportar más peso sin romperse. La forma hexagonal, “les permite almacenar más cantidad de miel que otras formas geométricas utilizando la misma cantidad de material para su construcción”, como explica Crespo.
No olvidemos que ellas mismas son las que producen, a través de unas glándulas en su abdomen, la cera con las que construyen las paredes de las celdas. Producir más material les supondría un enorme esfuerzo.
El Proceso de Construcción
Las abejas comienzan construyendo de una forma circular las celdas, muy pegadas para que los círculos, a medida que se van juntando, se deformen creando los lados del hexágono. Se generan así las paredes comunes entre una y otra celda y se va consolidando una estructura fuerte y sólida.
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También hay que tener en cuenta que la forma hexagonal se adapta perfectamente a la fisionomía de las abejas y se convierte en un estupendo aislante como cuna de larvas y almacén de miel.
Inspiración para la Arquitectura Humana
Como no podía ser de otra manera este portento natural ha servido de inspiración a constructores humanos. Edificios, puentes y hasta un telescopio de la NASA se han basado en las celdas hexagonales de las colmenas. La madre naturaleza es sabia y los ingenieros y arquitectos de nuestro tiempo lo saben, no dudan en fijarse en ella para inspirar sus obras.
Patrones Complejos sin Coordinación
Los investigadores, que han publicado sus resultados en la revista Journal of the Royal Society Interface, demuestran, en un ejemplo de la aplicabilidad de las matemáticas a la naturaleza, que las abejas sin aguijón australianas (Tetragonula carbonaria) construyen sus panales siguiendo complejos patrones sin tener un plan previo ni coordinarse de forma global con el resto de abejas obreras.
Según sus resultados, las abejas fabrican sus panales siguiendo las mismas reglas matemáticas que los átomos o las moléculas cuando se agregan a un cristal. De este modo, los panales forman los mismos patrones de terrazas que se observan en minerales, como por ejemplo, en el nácar de las conchas de los moluscos.
“Los panales de T. carbonaria presentan sorprendentes patrones que pueden ser espirales, dobles espirales, o con forma de diana”, explican Bruno Escribano Salazar y Antonio J. Osuna Mascaró, dos de los investigadores del IACT que han participado en este estudio.
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El Comportamiento Local de las Obreras
Hasta la fecha, se sabía que las abejas obreras construyen las colmenas añadiendo nuevas celdas en el extremo de cada capa del panal, pero no había una explicación convincente acerca de cómo estos insectos endémicos de Australia llegaban a formar esos patrones complejos. “En el pasado se pensaba que sería necesario algún tipo de coordinación y comunicación entre obreras, posiblemente mediante señales químicas”, relatan los científicos.
Al examinar las estructuras y el orden que emerge en los panales, los investigadores encontraron un modelo de complejidad mínima, demostrando que cada abeja individualmente tan solo necesita información acerca de su entorno más próximo. Con esta mínima información, cada obrera puede contribuir al crecimiento sin necesidad de una coordinación de grupo ni una inteligencia superior. Los patrones observados son, por tanto, un fenómeno emergente, resultado del comportamiento local de las obreras.
Los expertos simplificaron el modelo hasta reducirlo a tan solo dos parámetros: (R) el tamaño típico de la abeja y (α) un término aleatorio relacionado con la variabilidad en las celdas del panal. Afinando estos parámetros el modelo es capaz de generar todos los patrones que se observan en los panales.
Estigmergia: Coordinación a Través del Entorno
En las colonias de abejas estos comportamientos innatos permiten un fenómeno llamado estigmergia, por el cual fenómenos complejos pueden surgir a partir de acciones sencillas de muchos individuos, sin necesidad de que estos tengan un plan general. “Las abejas coordinan sus acciones a través de la modificación del entorno, no necesitan un plan maestro… ¡En este caso ni siquiera necesitan comunicarse!”, apuntan los investigadores.
Basta con modificar localmente su entorno, y la autoorganización emerge casi de la nada. “Las estructuras que aquí describimos son resultado de un fenómeno emergente, no es un plan general, sino el resultado de acciones sencillas acumuladas”, indican. El mismo modelo (con algunas diferencias en sus parámetros) había sido anteriormente aplicado al crecimiento de cristales a escala microscópica por estos mismos investigadores.
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