บางที “ผึ้ง” อาจเป็นแมลงที่กระตุ้นความหลงใหลและความอยากรู้อยากเห็นของเรามากที่สุด โดยสามารถพบได้ในทุกทวีป (ยกเว้นแอนตาร์กติกา) บริเวณแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีพืชดอก และมีแมลงผสมเกสร ในอดีตตั้งแต่ 15,000 ปีก่อนมนุษย์เก็บน้ำผึ้งจากผึ้งป่า และยังมีการค้นพบหม้อน้ำผึ้งในสุสานของฟาโรห์อียิปต์ เช่น ตุตันคาเมน (Tutankhamen) แม้ว่าโดยทั่วไปเราจะมีความคิดที่ตายตัวเกี่ยวกับลักษณะของผึ้งตามอย่างในการ์ตูน แต่ผึ้งนั้นมีจำนวนหลายพันชนิดทั่วโลกที่มีขนาด สี และพฤติกรรมแตกต่างกัน
ตัวอย่างของผึ้งที่อยู่อย่างสันโดษ (Solitary Bees) หลายตัวที่ไม่มีเหล็กใน หรือแม้แต่บางชนิดที่อยู่รอดได้ด้วยการปล้นอาณานิคมอื่น ๆ ที่อ่อนแอกว่า
แต่สิ่งที่สร้างความประทับใจให้กับนักวิจัยอย่างต่อเนื่องคือ รังของพวกเขานั้น ถือเป็นเมืองที่มีประชากรสูงอย่างแท้จริง และมีประสิทธิภาพที่จะทำให้นักวางผังเมืองทุกคนต้องอิจฉา
อาณานิคมของผึ้ง
สังคมของผึ้งมีความสลับซับซ้อน โดยแบ่งออกเป็นกลุ่มตามลำดับชั้น ในบรรดาตัวเมียจะมี “ผึ้งนางพญา” ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าตัวอื่น ๆ มาก ทำหน้าที่วางไข่ นอกจากนี้ยังมี “ผึ้งงาน” ที่ต้องแบ่งตัวเองเพื่อทำหน้าที่อื่น ๆ ทั้งหมดในรัง เช่น การสร้างเซลล์ตัวอ่อน การให้อาหาร การสะสมอาหารนอกรัง การป้องกัน และการทำความสะอาดรัง
ส่วนอาณานิคมของ “ผึ้งตัวผู้” ซึ่งมีจำนวนน้อยกว่า จะมีหน้าที่เพียงอย่างเดียวคือ การผสมพันธุ์กับผึ้งนางพญา โดยผึ้งตัวผู้จะบินออกไปผสมพันธุ์กับผึ้งนางพญากลางอากาศ ทว่าโครงสร้างสิ่งมีชีวิตนี้มีความแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างสายพันธุ์ ตัวอย่างเช่น ผึ้งสายพันธุ์ Mirim Droriana ซึ่งมีอยู่ทั่วไปในบราซิล มักจะพันธนาการผึ้งนางพญาไว้ (ผึ้งนางพญาที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์) จากนั้นก็พร้อมที่จะประลองกันตามหน้าที่ในกรณีที่ผึ้งนางพญาตาย
Photo Credit: James Niland
Photo Credit: Dr. Tim Heard, Sugarbag Bees 
Photo Credit: Dr. Tim Heard, Sugarbag Bees
หากเราโฟกัสไปที่โครงสร้างทางกายภาพของรังผึ้ง ความหลากหลายของประเภทการก่อสร้างก็มีมากเช่นกัน ในขณะที่ผึ้ง Apis Melifera เก็บน้ำผึ้งไว้ในรวงผึ้งหกเหลี่ยมตามธรรมเนียม แต่ก็มีสายพันธุ์อื่นที่สร้างรวงรังแบบตึกระฟ้า ตัวอย่างเช่น “Tetragonula Carbonaria” ผึ้งสายพันธุ์ออสเตรเลีย (ที่บ้านเราเรียกว่า “ชันโรง”) ซึ่งเป็นผึ้งที่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก และหวาดหวั่นที่จะใช้เหล็กในเพื่อต้านทานการรุกราน แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าผึ้งเหล่านั้นไม่มีกลไกป้องกัน อย่างไรก็ตามสถาปัตยกรรมภายในรังผึ้งถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่แมลงปีกแข็งและแมลงรุกรานอื่น ๆ หากพยายามแทรกซึมเข้าไปในรังจะหายไปในเขาวงกต และถูกฆ่าโดยส่วนผสมของไขผึ้ง โคลน และเรซิ่นพืช
ผึ้งสายพันธุ์นี้ได้รับการศึกษามากเป็นพิเศษ เนื่องจากลักษณะการออกแบบที่ค้นพบในรัง นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นโครงสร้างที่หลากหลายในรวงผึ้งเป็นรูปแบบสามมิติ ซึ่งสามารถจำแนกออกเป็นแบบรูปเป้าธนู (Target) และแบบรูปเกลียว (Spiral) ซึ่งสามารถเข้าไปได้ถึง 20 ชั้น สิ่งที่กระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นของนักวิจัยคือ ผึ้งงานรู้ได้อย่างไรว่าต้องทำตามโครงสร้างประเภทใด พวกเขารู้ได้อย่างไรว่าจะเริ่มสร้างเซลล์ถัดไปได้อย่างไร และต้องปฏิบัติตามขนาดใดโดยไม่มีการวางโครงหรือแผนหลัก
เซลล์กลมเล็ก ๆ แต่ละเซลล์ คือ ห้องไข่ สร้างโดยผึ้งงานซึ่งจะหลั่งไขผึ้งออกมาเพื่อสร้างโครงสร้าง เซลล์นี้ได้รับอาหารสำรอกจากผึ้งพยาบาลแล้วเติมไข่โดยผึ้งนางพญา ภายในเซลล์เหล่านี้ผึ้งจะเติบโตจากไข่ไปสู่ตัวเต็มวัยในเวลาประมาณ 50 วัน เมื่อการสร้างเซลล์เสร็จสิ้น ผึ้งงานจะย้ายไปที่ถัดไปโดยการสร้างรังเพิ่มออกไปด้านนอกและด้านบนในแบบรูปเกลียว ทั้งนี้ยิ่งระดับสูงขึ้นรัศมีก็จะยิ่งเล็กลง
Photo Credit: facebook.com/sugarbagbees 
Photo Credit: facebook.com/sugarbagbees
ธรรมชาติกับคณิตศาสตร์
บทความนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Journal of the Royal Society โดยนักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า สัณฐานวิทยาที่ได้นั้นคล้ายคลึงกับรูปแบบการขยายขนาดของผลึก (Crystal Growth) ตามที่นักวิจัยระบุว่า ทั้งในผลึกและในรวงผึ้งสายพันธุ์นี้ การเจริญเติบโตเกิดขึ้นเป็นชั้น ๆ แต่ละชั้นจะขยายขึ้นโดยการเพิ่มของแต่ละหน่วย และทั้งสองสามารถอธิบายได้ภายใต้โครงสร้างทางคณิตศาสตร์ของสื่อกลางที่มากระตุ้น ไม่ว่าจะเป็นผลึก เชื้อรา สมอง หัวใจ การปฏิบัติการทางเคมี ไฟป่า และระบบอื่น ๆ อีกมากมาย ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการกระตุ้นได้
ผลงานวิจัยที่เผยแพร่ในเว็บไซต์ The Live Science โดยนักวิจัย Julyan H.E. Cartwright ได้เห็นภาพรังตัวอ่อนรูปเกลียวของผึ้งชนิดนี้เมื่อสองปีก่อน ในขณะนั้นเขากำลังศึกษาหอยมุก ซึ่งเปลือกสีรุ้งของมันเมื่อส่องผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะเห็นเป็นโครงสร้างรูปเกลียวเหมือนกัน ลักษณะพิเศษของสัตว์ทั้งสองชนิดนี้ทำให้เห็นว่า นี่คือกฎของจักรวาลที่ทำให้นักวิจัยเริ่มต้นที่จะค้นหาความหมายของมัน
ในกรณีนี้ การที่ผึ้งทำรังก็เช่นกัน สิ่งที่คณิตศาสตร์บอกเราก็คือ กระบวนการที่ขับเคลื่อนอะตอมหรือโมเลกุลให้รวมตัวกันเหมือนผลึก มีโครงสร้างทางคณิตศาสตร์เช่นเดียวกับกระบวนการที่ขับเคลื่อนผึ้งเมื่อสร้างรัง ทำให้ทั้งสองมีรูปเกลียวและรูปเป้าธนูเหมือนกัน “มีความเท่าเทียมกันทางคณิตศาสตร์ที่สวยงามของโมเลกุที่ตกผลึกและการสร้างรังของผึ้ง”
เราได้พูดคุยกันแล้วว่า สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตอื่นบนโลกอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตอาหารส่วนใหญ่ที่เราบริโภค ในความเป็นจริงเมื่อเราเริ่มลงลึกไปในธรรมชาติ เราจะเห็นว่า เรายังต้องเข้าใจมันมากแค่ไหนในความซับซ้อนที่เรียบง่ายของมัน
เมื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการเหล่านี้ เราจะเข้าใจธรรมชาติอย่างบูรณาการมากขึ้น ไม่สำรวจมันตามอำเภอใจเหมือนที่เราเคยทำมาตลอดในประวัติศาสตร์ ประการแรกนั้นอาจเป็นการฝึกด้วยความอ่อนน้อมถ่อมตนต่อเพื่อนมนุษย์ และการทำความเข้าใจวิธีแก้ปัญหาจากธรรมชาติ ซึ่งอาจเป็นวิธีที่ดีในการสร้างสถาปัตยกรรมที่ยั่งยืนมากขึ้น
ที่มา
- บทความโดย Eduardo Souza. www.archdaily.com
- น่าทึ่ง! ผึ้งสร้างรังรูปเกลียวโดยใช้หลักการเดียวกับการก่อตัวของคริสตัล. www.takieng.com
เรื่องโดย
