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L’ingegnosità e la precisione delle api nella costruzione dei favi esagonali è ammirevole. Favi esagonali forniscono un massimo spazio di stoccaggio, richiedendo una minima quantità di cera.
Due articoli recenti riferiscono sugli accorgimenti escogitati dalle api per risolvere problemi architettonici nella costruzione dei favi.
Utilizzando un sistema automatico di analisi di immagini, ricercatori del Max Planck (Smith et al, 2021) hanno individuato le irregolarità nella costruzione di favi naturali dall’Ape mellifera ligustica (Fig. 1A). Per colmare lo spazio in certe regioni del favo naturale, le api utilizzano varie forme di cellule con 4, 5, 7 o 8 lati (Fig 1B). Gli autori hanno misurato precisamente l’area, la lunghezza, la distanza tra due lati e l’angolo formato dalle cellule.
Gli autori forniscono poi una descrizione quantitativa dell’uso di cellule di dimensioni intermedie per eseguire la transizione tra cellule da lavoratrici (area 25.7 mm2) a quelle di fuchi (area 37.5 mm2). Le api non hanno due dimensioni fisse di cellule e modificano preventivamente le cellule esagonali piccole per tessellare quelle più grandi. Le cellule di dimensioni intermedie sono quindi i precursori architettonici di quelle grandi da fuco.
L’osservazione qualitativa della presenza di cellule intermedie era stata fatta per la prima volta nel 1815 dal ginevrino François Huber (presentatoci da Paolo Fontana durante la sua conferenza del 21.4.2023 a Lavorgo).
In un secondo articolo, ricercatori dell’Università del Colorado (Fard et al. 2022) hanno stampato in 3D dei fogli cerei con perturbazioni di tipo differente (Fig. A) e hanno osservato come le api (Apis mellifera), riparano i difetti.
La figura B mostra che per colmare il vuoto dovuto allo spostamento orizzontale della delimitazione, le api preparano delle cellule con un intercalare di cinque (blu), sei (grigi) o sette (rossi) lati, che si adattano al disallineamento tra le regioni regolari.
Le api non depongono le celle non esagonali a caso, bensì secondo un modello ricorrente di 5 – 7 lati che è adattato alla frustrazione geometrica imposta. I risultati sono simili a quelli osservati da Smith et al. (2021) nei favi naturali.
I due articoli mostrano come le sfide architettoniche vengano superate dalle api e il ruolo attivo che le lavoratrici assumono nel modellare il loro nido. Questo ricco repertorio di comportamenti di costruzione suggerisce che ci siano processi cognitivi dietro la costruzione dei favi da parte dell’ape, non solo istinto.
Bibliografia
- Smith, M.L., Napp N, Petersen K.H., Imperfect comb construction reveals the architectural abilities of honeybees. Proc Natl Acad Sci USA 2021. 118 (31): e2103605118
- Fard, G.G., et al., Crystallography of honeycomb formation under geometric frustration. Proc Natl Acad Sci USA, 2022. 119 (48): e2205043119.
Intervista agli autori (podcast) : https://www.pnas.org/do/10.1073/pc.25353525/full/transcript-2022-12-19-1671473386937.pdf
Nel podcast, gli autori accennano alla struttura esagonale degli atomi di carbonio nel grafene che sembra molto simile al nido dell’ape. Se un qualche problema impedisce al grafene di essere esagonale, lo stesso tipo di struttura 5 + 7 che vediamo nel nido dell’ape si forma anche nel grafene.
Trascrizione dell’intervista: