รวงผึ้งเป็นรูปหกเหลี่ยมเพราะฟิสิกส์ ไม่ใช่เพราะผึ้งวัดมุมได้

By: terminus
Writer
on Fri, 13/09/2013 - 22:23

รวงผึ้งหน้าตัดรูปหกเหลี่ยมเป็นสิ่งมหัศจรรย์ที่นักชีววิทยา, นักฟิสิกส์, นักคณิตศาสตร์ต่างให้ความสนใจมาเนิ่นนาน ถ้าเราจะเรียงรูปเรขาคณิตพื้นฐานชนิดเดียวกันให้ต่อสนิทเป็นระนาบ มันมีเพียง 3 รูปเท่านั้นที่เราจะเลือกใช้ได้ ได้แก่ สามเหลี่ยม, สี่เหลี่ยม, และหกเหลี่ยม เราค่อนข้างแน่ใจว่าผึ้งเลือกสร้างรังเป็นรูปหกเหลี่ยมเพราะมันเป็นรูปที่ทำให้แต่ละช่องมีปริมาตรสูงสุด แต่นักวิทยาศาสตร์ยังเถียงกันอยู่ว่าอะไรเป็นแรงผลักดันให้เกิดรูปหกเหลี่ยมนี้ บางคนเชื่อว่าวิวัฒนาการด้วยการคัดเลือกตามธรรมชาติ (natural selection) ได้ฝังโปรแกรมการสร้างรวงที่หน้าเป็นรูปหกเหลี่ยมด้านเท่าให้กับผึ้งงาน บางคนก็เชื่อว่ามันเป็นแค่ฟิสิกส์ธรรมดา กระบวนการสร้างรังแบบที่ผึ้งใช้ยังไงก็ให้ผลออกมาเป็นรูปหกเหลี่ยมด้านเท่าเสมอ

ทีมวิจัยของวิศวกรชาวจีนและอังกฤษที่นำโดย Bhushan Karihaloo แห่ง University of Cardiff สังเกตุเห็นว่าเมื่อเอาหลอดพลาสติกมามัดรวมกันและให้ความร้อนจนหลอดหลอมละลาย หน้าตัดของหลอดจะเปลี่ยนจากวงกลมไปเป็นหกเหลี่ยมเหมือนรวงผึ้ง พวกเขาเลยฉุกคิดขึ้นมาว่าผึ้งมีลำดับขั้นตอนในการสร้างรังอย่างไรกันแน่ มันจะมีส่วนคล้ายกับการหลอมหลอดของพวกเขาหรือไม่ พวกเขาจึงทดลองเลี้ยงผึ้งไว้ในศูนย์วิจัยที่ประเทศจีน ขณะที่ผึ้งสร้างรัง นักวิจัยก็จะมุดเข้าไปรมควันเพื่อไล่ผึ้งออกจากรัง แล้วถ่ายรูปหน้าตัดของรวงผึ้งมาวิเคราะห์

ผลจากการสังเกตปรากฏว่าผึ้งงานเริ่มสร้างรวงผึ้งแต่ละช่องเป็นรูปวงกลมก่อน จากนั้นผึ้งงานก็จะสอดตัวเข้าไปอุ่นช่องวงกลมนั้นจนถึงระดับอุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส ทำให้ขี้ผึ้ง (bee wax) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของรังละลายตัวและไหลย้อยออกมาตรงจุดสามแยก (triple junction) อันเป็นจุดที่ผนังของช่องรวงผึ้งสามช่องมาสัมผัสบรรจบกัน การกระทำเช่นนี้ทำให้ได้รวงผึ้งที่มีหน้าตัดเป็นรูปหกเหลี่ยมด้านเท่าโดยธรรมชาติตามกฏของฟิสิกส์ธรรมดาๆ และจุดสามแยกทั้งหกจุดก็จะกลายเป็นมุมของรูปหกเหลี่ยมนั่นเอง เมื่อได้รูปหกเหลี่ยมแล้ว ผึ้งงานก็จะมุดเข้าไปซ่อมอุดส่วนที่รั่วหรือบางเกินไปด้วยขี้ผึ้ง


ด้านซ้ายคือช่องรวงผึ้งที่เริ่มสร้าง ด้านขวาคือช่องรวงผึ้งที่ผ่านการอุ่นแล้ว, ภาพจาก Live Science

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยยังไม่ทราบว่าผึ้งอุ่นช่องวงกลมนั้นทีเดียวทั้งช่องอย่างเท่าเทียมหรือแอบเน้นความร้อนลงไปตรงจุดสามแยกซึ่งเป็นจุดที่ขี้ผึ้งหนาที่สุด ตามแบบจำลองที่ Bhushan Karihaloo พัฒนาขึ้นมา พบว่าหากผึ้งอุ่นช่องรวงผึ้งทั้งช่อง ช่องวงกลมจะละลายกลายเป็นรูปหกเหลี่ยมได้ในเวลาเพียง 6 วินาที แต่หากผึ้งมีการเน้นความร้อนลงไปยังจุดสามแยกทั้งหกจุด มันจะต้องใช้เวลา 36 วินาทีในการทำรวงหกเหลี่ยมหนึ่งช่อง ถ้ามองในแง่พลังงาน การเน้นความร้อนลงไปเฉพาะจุดน่าจะประหยัดพลังงงานมากกว่า แต่ถ้ามองในแง่เวลา การกระจายความร้อนไปให้ทั่วช่องน่าจะเป็นวิธีที่ได้เปรียบ นักวิจัยกำลังคิดหาทางจับเวลาที่ผึ้งงานให้ในการอุ่นช่องรวผึ้งเพื่อที่จะทดลองต่อไป

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Journal of the Royal Society Interface doi: 10.1098/​rsif.2013.0299

ที่มา - Nature News, Live Science

1 Comment

hisoft's picture

อ้าว ผมมองมานานแล้วนะว่างรวงผึ้งส่วนที่สร้างใหม่ (ปกติจะเป็นด้านล่าง) มันจะเป็นวงกลม เห็นว่าผนังหนาๆ แล้วค่อยๆ กลายเป็นหกเหลี่ยมพร้อมกับบางลงสักช่วงนึง ผมเลยเข้าใจว่าผึ้งสร้างรังเป็นทรงกระบอกมาตลอด - -"

The Phantom Thief