【生物】ハチの巣の建築方法を解明/英カーディフ大学

ハチの巣の建築方法を解明、研究
2013年07月17日 14:55　発信地:パリ/フランス

【7月17日 AFP】数千年もの間、思想家たちは「ハチの巣」の工学技術に驚嘆の声を上げてきた。

ハチの巣の各小部屋は正六角形で、この6枚の極薄の壁は、巣に強度をもたらしているだけでなく、ハチミツを保管する上でも最も効率がいい。

「特定の幾何学的な先見性により……（ハチは）六角形が、正方形や三角形よりも優れており、
それぞれの小部屋を建築する上で、同量の材料で多くのハチミツを保管することができることを知っている」と、
4世紀の幾何学者、アレクサンドリアのパップス（Pappus of Alexandria）は述べている。

一方、チャールズ・ダーウィン（Charles Darwin）にとっては、ハチの巣は「蜜ろうと労力を効率利用する上で絶対的に完璧」なものだった。

しかし、ハチはいかにして巣を作っているのだろうか。

最新の研究によると、小部屋は最初、六角形ではなく円形に作られる。
特別な働きバチが発生させる熱により、半溶融状になった蜜ろうがゆっくりと形を変え、六角形になるという。

研究を発表したのは、英カーディフ大学（Cardiff University）のBhushan Karihaloo氏率いる3人の研究チーム。
ハチの巣の建設を担う特別なハチたちの動きを観察した。

このハチたちは隣接して並び、自らの周囲に円管を建築する。
これに、ハチたちの発生させる熱と、ろうの物理特性が作用するという。

およそ45度の温度で、ろうは弾力性と粘性のある液状に変わり始める。
表面張力により、ろうは3つの円管が交わる点に向かって伸び続け、最終的に六角形の頂点が形成される。
同時に小部屋の壁全体が伸び続け、最後には隣接する小部屋同士が直線で結合し、正六角形が形成される。

仕組みは物理学と数学によって解明されたが、科学者らはハチに対して惜しみない敬意を払っている。

「ろうを熱し、こね、薄くのばすという過程を必要に応じて正確に行うハチの役割に驚嘆せずにはいられない」と、
英国王立協会（British Royal Society）の学術誌「Journal of the Royal Society Interface」に発表された論文には記されている。(c)AFP
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▽記事引用元　AFPBBNews2013年07月17日 14:55配信記事
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2956257/11046134

▽関連
Journal of the Royal Society Interface
Honeybee combs: how the circular cells transform into rounded hexagons
http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/10/86/20130299.abstract

はにかむ(^∇^)ﾆｯｺﾘ

自分ちの庭にアシナガバチがよく巣をつくるんだけど
見事に六角形だよ
アシナガバチの巣材は樹皮と唾液だよね？
一室々々丁寧に作りこんでいってるわけだ
全然解明してないんじゃないのかなぁ

それぞれが好みの一軒家を建てたつもりが、過密過ぎて均質な住宅街になるようなものだな

八角形から一言

ハニカムなんてずっと前から解明されてなかったっけ

>>6
どうやってハニカムを作ってるかって話じゃね？

泡はどうやって出来るか？ってスレがあったよね？

カメラのCCDで有名なアレですね。

>>3
交互に並んでそれぞれの蜂が丸い部屋をつくっていく。その後、熱を加えると接触した壁がとけて癒着する。
そうすると六角形になるって書いてあるじゃん

>>10
アシナガバチの巣を見たことある？

>>1に書いてあるのはロウで巣を作るミツバチの巣の場合だ
ミツバチが羽ばたいて筋肉で発熱すると巣のロウが融けてある程度柔らかくなり
隣り合った巣と最低限のパーツで安定する六角形になる、というわけだが、

さて、アシナガバチやスズメバチなどは、木材を噛み砕いてパルプ上にしたものを使い、
紙と同じような質の巣を作るわけで、この手法は使えないなあ、って思えるよねえ？

まあ六角形断面の巣の上に、どこまで六角形断面なのか円断面なのか分からない巣房　A　をまず継ぎ足したとしよう
それから、その上に3つ、これまたどこまで六角形断面なのか円断面なのか分からない巣房を
継ぎ足したとして、

Aはどうやったら六角形になるか？
>>3>>11はそう言いたいんだな？

アシナガバチが巣を作る時、唾液及び外で水を飲んで胃に溜めて来たものを吐き出して
柔らかくしながら作るらしいのだが
更に、スズメバチなどでは巣の周りに丸い部分があるが、あれは粗く齧ってきた木材を
一時的に溜めておく働きもしており、内部の巣房はそれを更に細かく巻き砕き直して使うという

この調子だと、アシナガバチは周りに丸く作っていたとしても、継ぎ足す時に明らかに六角形になり難いなこりゃと思ったら
齧って張り直している可能性もあるねｗ

http://www.city.fujisawa.kanagawa.jp/content/000025900.jpg
一番外側は丸い、と言い切れるのか？？？

＞内部の巣房はそれを更に細かく巻き砕き直して使うという　×

→内部の巣房はそれを更に細かく噛み砕き直して使うという

>>11
去年うちの軒下につくってた。
下の写真みると、部屋の根っこの部分は球状だね。のびるにつれ六角形になってる。
面白いのは、のびてくるはしの部屋で隣接してないのにちゃんと六角形になってる。
>>1の説明だけでは不十分だね。
http://www.teych.com/hatinosu.html

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>>12
部屋のつくりはじめと、部屋の延長（拡張）では動作をかえてるだけのような気がする。
部屋の作り始めは丸い形。延長するときは線分の壁の繰り返しで、線分の長さは部屋の間隔できめている。
まったくの憶測なんだがw

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ほんと、蜂とか蟻は地球の生き物じゃないだろ

物理的特性で六角形にならないと
蟻の作為で六角形を造った場合
生物である以上、一定の割合でミスが発生するはずだからな。(笑)

コアシナガバチ
http://pds.exblog.jp/pds/1/200507/03/08/b0025008_11281461.jpg

めっちゃ丸いな

トックリ蜂なんてとっくりみたいな巣つくるし、クマバチは木の枝とかに穴掘って巣にしちゃうし
ハチの巣＝六角形なんて先入観なんだな、と思った
ミツバチが最初からハニカム構造を作ろう思考してたんじゃなくて、試行錯誤してるうちにハニカムが一番自分達に都合がよかったんだな
だからこそまだ生き残れてるんだろうけど

>>22
繭っぽい質感に見えるな
何で作ってるんだろ？

>>22
3Dプリンタで作ったみたいだなすげえ

泡の中の気泡は何角形か？って話を思い出した

とっくり蜂とかクマンバチとかは大きな群れで生活する分けではないから巣の合理的な構造なんか
必要としないんだろうな想像だけど。

>>27
ああ、たしかに！
やべぇハチおもしろいわ
奥深いわ

しかし、このハニカム形状が実に多くの分野で活用されている事に
関心しちゃうなぁ。

本のビニールカバーみたいに
常温固体でも熱を加える事で物理学的最適な形状になる事を
知ってか知らずか蜂は巣作りに利用してるって事か

原始の蜂は最初丸く作ってたんだけど、なんか勝手に六角形になってくし、
材料少なくて済むし、収まりがいいからって六角形に作るのが蜂としての基本になったのがアシナガバチとかスズメバチかね
クマンバチとかドロバチとかはそれよりももっと前の段階で分化した集団なのかも

なんとなく六角形に作るっていうのがＤＮＡに載ってんじゃないかな
それよりサイズがキッチリ同じってのは？
サイズがキッチリ同じじゃないと正六角形は揃わんのだよなあ
サイズを正確に合わせる手法も同時に解明せんとわからん問題と思う
種ごとの生体サイズから当たり前にできる寸法なんだろうか

>>31
ハニカム構造は円の最密充填の変形とのことなのて
基本的にはその最密充填をするメカニズムから始まってるかと
具体的に言うと2つ以上住房がある場合は必ず2つの住房に接触する位置に作るということ

＞ サイズがキッチリ同じ
身体サイズが遺伝的に決まっていて
身体サイズに合わせて個々の住房を作るからと思われる
メカトロニクスの観点から言えばこれは難しくない

>>32
どっちも同じ事だろって突っ込まれそうだが
均一のハニカムで生まれた働き蜂ゆえに
均一の身体のサイズを持つ事で
均一の身体の稼動範囲に制限され
結果として特定のサイズが最適値になる事で均一なハニカムに

みたいな 鶏と卵 的な。


これなら巣の端に増設する時も無理な動作が不要になるから効率的って言えば効率的

六角蜂の巣六人揃って

記事にほとんど答え書いてるけど、勝手に６角になる

> 六角形ではなく円形に作られる。
> 特別な働きバチが発生させる熱により、半溶融状になった蜜ろうがゆっくりと形を変え、六角形になる

同じ大きさの丸い風船を平面にぎっしり敷き詰めて圧力を加える（あるいは風船をすべて膨らませる）とわかりやすい

>>24繭っぽいのは幼虫が吐き出した糸だ

ハチやアリは、蛹になるときに糸を吐いて繭を作るものが大半だ

だが世の中で、アリの蛹が入っている繭の事を｢アリの卵｣と表現する例があまりにも多過ぎるｗ

>>27トックリバチ　に関しては、まあフンコロガシの産卵用の球もそうだが
球形に出っ張りのついたヒョウタンとか西洋梨とか丸徳利みたいな形をしているよね

巣の構造とか素材の物理や化学とか、その巣内での幼虫の生活とか餌の種類とか
近縁種がどんな生態だからどんな順に進化したかなあ？とか

まあ科学関連の素材がハチの巣に関しては満載ですよ

＞「〜驚嘆せずにはいられない」
論文にこういうことを書くのは科学からはずれてるよね
結論ありきなんじゃないかという気もする

強度的には円形組み合わせた方が強いはずだから六角形にするのはコスト的な面もあると思う
また小部屋同士の力学的な関係のみじゃないのはあきらかだし科学者としては驚嘆する前に自分の至らなさを謙虚に見つめて欲しいと思う

>>36ハチの幼虫が蛹になるときに出す糸を、
ホーネットシルク　として、新しい繊維素材に出来ないかと
研究している人たちもいる

>1
発想が三角形や四角形に「引っ張られ」てしまう人間がオカシイだけだ

＞小部屋は最初、六角形ではなく円形に作られる。
知ってた。
だって蜂の巣の縁の部屋は半分丸い形をしてるし・・・

シャボン玉の泡をくっつけると六角形になるけど、同じ原理なのかな