какие продукты пчеловодства и как используются в медицине

Королевское желе

Маточное молочко – уникальный по своим свойствам продукт. В натуральном виде оно похоже на кисель с резким кислым вкусом. За высокую стоимость и сложность в хранении его называют королевским желе. Без обработки полезные свойства маточного молочка сохраняются лишь 3-4 часа. Сейчас его научились правильно замораживать и сушить. При глубокой заморозке оно остаётся полезным до двух лет. В аптеке его продают в чистом виде в таблетках, гранулах, в капсулах, а ещё смешивают с мёдом или добавляют в готовые препараты.

Маточное молочко – это корм для пчелиной матки, она питается им от стадии личинки до самой смерти. Благодаря сбалансированному составу этого питательного продукта личинка за пару недель превращается в полноценную пчелу, а её вес увеличивается в 3000 раз. Для сравнения: обычная пчела, не получающая этой питательной смеси, вырастает за 21 день и увеличивается в размерах всего в 1500 раз.

Ну, раз маточное молочко творит такие чудеса с пчёлами, значит, будет полезно и человеку, – подумали люди и научились собирать и хранить этот витаминный коктейль.

Фото: pixabay.com

Маточное молоко богато белком, который близок к белку сыворотки крови человека. А благодаря гермицидину в субстанции не развиваются бактерии.

Японцы тщательно изучили маточное молочко и засвидетельствовали, что именно оно лучше всего способствовало восстановлению людей после атомных бомбардировок. С тех пор этот ценный продукт вошёл в рацион жителей Страны восходящего солнца. Может быть, в этом и есть секрет японского долголетия.

О полезности трутней, почему пчёл считают килограммами, и ещё несколько интересных фактов о лесной пасеке «СОЦИУМ-АГРО»

Маточное молочко тонизирует, поэтому не стоит принимать его вечером, иначе бессонница обеспечена. Доказано, что маточное молочко улучшает обмен веществ, ускоряет процессы регенерации и омоложения клеток.

А ещё маточное молочко укрепляет иммунитет, помогает восстановиться при авитаминозе, улучшает работу мозга и является хорошим антисептиком.

Принимать маточное молочко лучше натощак за 15 минут до еды. Суточная норма для взрослого – 300 мг, а для детей – 60 мг. Главное противопоказание – аллергия на мёд и продукты пчеловодства.

Пчелиная печать

Забрус – это побочный продукт пчеловодства, крышечка, которой пчёлы запечатывают медовые соты. Появление забруса на сотах – сигнал для пчеловода, что мёд созрел и можно приступать к сбору урожая.

Добру здесь пропадать не дают, для забруса есть несколько вариантов применения: его могут оставить пчёлам для удаления остатков мёда, переплавить в воск, кстати, самый лучший, или использовать в чистом виде.

Фото: wikipedia.org, Axel Hindemith

Забрус полезнее мёда, потому что в нём содержится уникальная смесь воска, пчелиной слюны и яда, перги, прополиса и пыльцы. Именно благодаря забрусу мёд в сотах может храниться несколько лет и не терять полезных свойств.

Забрус содержит витамин Е, каротин, ретинол, аскорбиновую кислоту, калий, железо, кальций, марганец и фосфор.

Липовый, цветочный, гречишный, донник: какой мёд полезнее, как понять, что мёд настоящий

Забрус просто жуют как жвачку, а остатки выплёвывают. Побочный продукт пчеловодства оказывается полезен при простуде и гриппе, потому что обладает противовирусными свойствами, а ещё облегчает насморк и гайморит.

Пчелиная жвачка способствует укреплению дёсен и оказывает антибактериальное действие на полость рта. Деревенские знахари рекомендовали жевать забрус от похмелья.

Природный антибиотик

Прополис – это смолистый клей, которым пчёлы усовершенствуют своё жильё: замазывают щели, спасаясь от сквозняков. Пчеловоды его просто соскребают со стенок улья и перетапливают на водяной бане. При этом полезные свойства субстанции сохраняются.

Это природный антибиотик, уничтожающий вредных микробов, не нанося вреда полезным. Как это получается, учёные пока не выяснили, но это свойство активно используют в медицине.

Прополис содержит более 200 полезных соединений. Перечисление полезных микроэлементов заняло бы несколько страниц. Учёные доказали противомикробное, антиоксидантное, противовоспалительное, иммуномоделирующее и кардиозащитные свойства прополиса. Прополис улучшает пищеварение, укрепляет сосуды и повышает свёртываемость крови. Главный минус – отвратительный горько-жгучий вкус. Кому в детстве обрабатывали больное горло прополисом, тот понимает, какая же гадость этот концентрат пользы…

Прополис. Фото: wikipedia.org, Darsie

Пчелиная обножка

Пыльца – это драгоценный дар пчёл, который пчеловоды собирают буквально по крохам, устанавливая на входе в улей пыльцеулавливатели. Эти устройства позволяют собрать с пчелиных лапок пыльцу, которую они собрали с растений.

Правильные пчёлы – правильный мёд

Пчёлы сами формируют состав пыльцы, облетая различные растения, в итоге получается витаминная бомба. Судите сами. Цветочная пыльца содержит все необходимые человеку аминокислоты, много калия, а рутин, присутствующий в пыльце, способствует профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, укрепляет стенки сосудов.

Пчелиная пыльца является сильнейшим аллергеном даже в малых дозах, поэтому без консультации врача принимать её не рекомендуется.

А вот рецепт иммунного коктейля из пчелиной пыльцы: взбить в блендере половину банана, 1 ч. л. мёда, 1 ч. л. пыльцы и 200 мл молока. Пить натощак.

Пчелиный хлеб

Перга – это пыльца, которую пчёлы обработали и законсервировали в мёде. Пчёлы готовят пергу для питания приплода в течение года. Перга содержит аминокислоты, ферменты и витамины, необходимые для роста и развития потомства. Питательная ценность перги в три раза выше, чем у необработанной пыльцы.

Фото: wikipedia.org, Frank Mikley

 

Перга, как и мёд, отличается по вкусу, в зависимости от растений, с которых собирали пыльцу и времени года. Монофлорная имеет одинаковый цвет и вкус – либо кислый, либо горький. Полифлорная отличается неоднородным цветом и смесью вкусов. Многоцветье гранулы перги можно увидеть только летом.

Чаще всего пергу продают в виде сухих гранул, которые сохраняют полезные свойства исходного продукта и лучше хранятся.

В перге содержится много калия, который необходим для сердца и сосудов. Перга способствует укреплению иммунитета, положительно влияет на работу мозга, нормализует давление и улучшает состояние кожи.

В качестве витаминной добавки пергу рекомендуют принимать взрослым по 1 ч. л., а детям по 1 грануле во время еды (один раз в день в течение месяца). Перед применением необходимо проконсультироваться с врачом. Продукты пчеловодства являются сильным аллергеном.

Пчелиная пыльца, перга. Фото: piqsels.com

Полезная жвачка

Считается, что соты – самая совершенная постройка насекомых. И самая полезная. Медовые соты – любимое лакомство детей и взрослых. Сладкий вкус растягивается надолго, а пользы в сотах больше, чем в чистом мёде.

Советы от ООО «Социум-Поселения»: как определить качество мёда

В желуде и кишечнике воск действует как адсорбент, связывая токсические вещества и выводя их из организма. Соты полезно жевать для улучшения пищеварения, профилактики пародонтоза и заболеваний дыхательных путей.

Стандартная рамка с сотами содержит около 4 кг мёда.

Пчелиный воск

Пчелиный воск обладает бактерицидными свойствами. Считается, что он лучше любого пластыря заживляет и дезинфицирует раны. Его активно используют в косметологии и быту. На его основе делают помады и мази, покрывают деликатесные сыры, делают свечи и защитные мастики для мрамора и дерева.

Фото: pixabay.

com

 

Комната страха, или чем полезна пчелиная смерть

Даже умирая, пчёлы приносят пользу человеку. Называется эта польза «подмор». Подмор считается полезным, потому что в трупиках насекомых содержатся пчелиный яд, гепарин, уксусная кислота и хитозан.

«СОЦИУМ-АГРО» восстанавливает пасеку

Подмор (трупики пчёл) настаивают на спирту, предварительно измельчив, из расчёта: ложка сырья на стакан спирта. Настойку надо выдержать в тёмном месте три недели, а затем принимать при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, катаракте и для снижения аппетита (правильно, не есть после такого напитка вряд ли захочется).

Пчеловоды – народ не сентиментальный, поэтому наряду с подмором используют и мерву. Это комки бурой или чёрной массы, полученной после перетопки старых сот. Тут смешались полезный прополис, остатки коконов, перга и куча всего другого, что осталось в сотах.

По сути мерва – это мусор, вынесенный из улья, только мусор полезный. Из мервы делают компрессы на больные суставы, добавляют в удобрения и корм для цыплят. Последние на состав корма не жалуются и едят с удовольствием.

Вот сколько всего содержится в одном улье.

Пчелиные соты. Полезное влияние на организм природного продукта

Весьма ценным продуктом пчеловодства является воск. Из него полосатые труженицы делают свои соты. Пчелиный воск обладает большим количеством биологически активных веществ. Удивительно то, что полезные компоненты, входящие в его состав, не разрушаются даже при сильной термической или технической термообработке.

Пчелиные соты, полезные свойства которых человечество использует не одно столетие, обладают великолепным противовоспалительным, ранозаживляющим, смягчающим и обезболивающим свойствами. Выработка данного продукта у полосатых тружениц производится благодаря специальным восковым железам. При этом пчелы потребляют много нектара, пыльцы, меда и перги. Процесс воскообразования весьма сложен. При этом одно из обязательных условий его осуществления – полноценное здоровье самого насекомого.

Пчелиные соты, полезные свойства которых зависят от их качества и срока давности, могут иметь белый или нежно-розовый оттенок. Этот цвет продукта свидетельствует о его недавнем происхождении. Воск из старых сот – желтый. Иногда он даже и коричневый.

Пчелиные соты, полезные свойства которых проявляются в связи с их составом, богатым ценными для человека веществами, содержат жирные насыщенные кислоты. В их число входят церотовая, пальмитиновая и миристиновая кислоты. В составе воска присутствуют насыщенные углеводы, такие, как нонакозан и гентриаконтан. В уникальном пчелином продукте много витамина А. Присутствуют в нем спирты, каротиноиды и соединения, обладающие антибактериальными качествами.

Полезные свойства пчелиных сот успешно использует народная медицина. Этот продукт рекомендуется для профилактики многих заболеваний, а также как эффективное подспорье в их лечении. Популярен пчелиный воск при устранении патологий, связанных с воспалениями полости носа и рта. Особый эффект виден во время применения продукта при лечении пародонтоза. Проникая через слизистые, ценные компоненты пчелиного воска благоприятствуют выведению токсинов. При приступах кашля ценным веществом рекомендуется покрыть всю шею. Это спровоцирует выведение мокроты и значительно уменьшит спазмы.

Пчелиные соты, полезные свойства которых используются также для омоложения кожи, способствуют обновлению эпителия. Однако этот продукт рекомендуется не только в косметических целях. Воск маленьких тружениц способен вылечить многие заболевания, которые проявляются на кожных покровах. Ценным веществом обрабатывают раны. Это позволяет ускорить их заживление. С давних времен воском излечивают красную волчанку, нанеся его с большой осторожностью на очаги повреждения.

Соты пчелиные, полезные свойства которых позволяют использовать их и в виде компресса, могут восстановить периферическое кровообращение в области голеней. Природный воск добавляют и в некоторые пищевые продукты, например в конфеты. Это позволяет нормализовать пищеварительный процесс. Попав в желудок, компоненты воска превращаются в полезную смазку, что благотворно сказывается на функционировании кишечника (устраняются вздутия и запоры).

В настоящее время существует огромное количество методов использования пчелиных сот. На основе природного материала производят кремы и мази, эмульсии и масла, а также свечи. Все эти продукты приносят пользу и здоровье всему человеческому организму.

Продукт, упакованный пчелами. Узнаем как есть мед в сотах?

Мед – целебный природный дар, который с удовольствием употребляют и дети, и взрослые. Пасечники предлагают его в двух различных вариантах – сотовый и центробежный. Жидкий центробежный мед занимает львиную долю рынка, а сотовый составляет лишь малую его часть. Он ценится людьми за свои уникальные качества и неповторимый аромат, но его стоимость довольно высока.

Пчелы обрабатывают каждую ячейку прополисом и закрывают своей печатью только соты с полноценным вызревшим продуктом, в котором завершились необходимые биохимические процессы. Как есть мед в сотах, чтобы получить от него максимальную пользу и поправить свое здоровье?

Уникальный продукт от проверенных производителей

Полезные свойства меда напрямую зависят от его ботанического происхождения. В разных природных зонах он отличается по своей бактерицидной активности, содержанию ферментов, витаминов, аминокислот. Считается, что фальсифицировать сотовый мед невозможно. К сожалению, это не так. Если пчел подкармливать сахарным сиропом, содержание полезных компонентов в таком продукте будет минимальным.

Какие еще сюрпризы могут ожидать потребителя и как есть мед в сотах, если производители используют воск ненадлежащего качества? Вощина – это тонкие восковые листы, вставляемые пасечниками в улей для ускорения постройки сот. Некоторые производители могут использовать для этого некачественный материал, но тут пчелы сами выявляют подделку. Они просто не выстраивают на нем соты, тем самым спасая нас от употребления негодного продукта.

Как едят мед в сотах?

Из сотовой рамки вырезается маленький кусочек, примерно 2х2 см. Затем его надо неспешно жевать около 10 минут – до тех пор, пока ощущается сладкий вкус. Воск после этого выплевывается. Некоторое его количество неизбежно попадает в организм. Этого бояться не надо. О том, как употреблять мед в сотах, писал еще Авиценна. Он рекомендовал принимать малое количество воска внутрь для лечения язвы желудка.

Природный пчелиный воск содержит до 10% прополиса – ценнейшего средства от многих болезней. Находясь во рту, воск мягко удаляет зубной налет, а прополис убивает болезнетворные бактерии и укрепляет иммунную систему.

При длительном жевании выделяются фитонциды, оказывающие лечебное и профилактическое воздействие на весь организм.

И сладость, и лекарство

Народной медициной накоплен многолетний опыт того, как есть мед в сотах для лечения разных недугов. Целебное действие оказывает не только переработанный пчелами цветочный нектар, но и воск, и прополис, и частички пыльцы, и множество других активных компонентов. Именно в сотовом меде полностью сохраняется его структура, а восковые крышечки (забрус) содержат уникальное вещество – лизоцим, которое обладает мощнейшими бактерицидными свойствами. В лечебных целях рекомендуется жевать именно забрус, так как он состоит из чистого пчелиного воска.

Как есть мед в сотах, чтобы уберечься от простуды? Для этого надо жевать по 10-15 г. продукта 3-4 раза в день в течение 10-15 минут. Детям для профилактики насморка и гайморита можно давать сотовый мед весной и осенью – по чайной ложке 2-3 раза в день.

Мёд в сотах

ЕСТЬ в наличии.

 80 руб за 100 гр

 

 

Диастазное число 23,8 ед.Готе

 

  Соты являются природной упаковкой для мёда, их совместное потребление дарует организму дополнительную порцию витаминов и натуральных антибиотиков. Соты — это также и прекрасное средство для поддержания мёда в жидком состоянии: в запакованных сотах мёд не кристаллизуется в течение года.

Мёд в сотах может быть как светлым, так и тёмным. Воздушная прослойка, оставляемая «северными» пчелами между мёдом в ячейке и восковой крышечкой (забрусом), придает мёду белоснежный цвет.

   Сотовый мёд включает в себя полезные качества не только мёда и пчелиного воска, но и других продуктов пчеловодства: пыльцы, прополиса. Сравнительное их количество невелико, но они своим наличием и сочетанием создают неповторимый лечебный комплекс, уникальный по своим целебным свойствам и вкусу. Особенности вкуса, цвета, аромата и основных лечебных свойств сотового мёда также обуславливаются ботаническим происхождением нектара. Такой мёд являет собой синтез биологически активных веществ, вырабатываемых пчелиным организмом и растениями.

     Сотовый мед особенно полезен для здоровья. В нем сохраняются все летучие вещества, в том числе и никотиновая кислота. Кроме того, свежий воск, восковые крышечки частично усваиваются организмом, что имеет ярко выраженный общеукрепляющий эффект. Особенно полезны меды детям в возрасте до 16 лет. У них улучшается память, они реже болеют. Постоянное употребление меда делает человека более выносливым. Количество гемоглобина в крови у детей, получающих ежедневно мед, увеличивается на 24% по сравнению с теми, кто его не потребляет

Основные целебные свойства:

— имеет ярко выраженные антимикробные, противовирусные, антилейкемические, радиапротекторные свойства;
— воск является отличным природным адсорбентом, связывающим токсические вещества, находящееся в желудке и кишечнике, способствует их быстрому выводу из организма;
— обладает общеукрепляющими, иммуногенными свойствами, показан людям, перенесшим тяжелые болезни, операции, детям, а также пожилым людям;
— улучшает коронарное кровообращение;
— нормализует формулу крови;
— оказывает антиаллергическое действие;
— повышает сердечно-сосудистый тонус.

Применяется при:

— заболеваниях дыхательной системы;
— болезнях носоглотки и ротовой полости;
— лечении катаракты;
— заболеваниях желудочно-кишечного тракта;
— лейкемии;
— и других болезнях и недугах.

Рецепт с медом:

Лечение насморка.

   При насморке следует жевать мёд в сотах в течении 15 минут, затем воск выплёвывается. Данную процедуру следует повторять через каждые два часа. Является прекрасным средством при лечении хронических гайморитов.

 

      Лечебно-укрепляющее действие мёда будет более эффективным при его применении с другими продуктами пчеловодства:  пыльцой, маточным молочком, пчелиной огневкой,  пергой,  забрусом.

Что говорят покупатели о нашем мёде и продуктах пчеловодства Вы узнаете, посмотрев страничку «Отзывы»!

Купить цветочный мёд в сотах Вы можете на пасеке «Ароматный мёд»!

(812) 921 42 12

Приятного аппетита!

Что такое пчелы и шестиугольники? : Крулвичские чудеса …: NPR

Решено! Загадка 2000-летней давности, жужжащая пчелы и слизывающая мед, начинается здесь, с этого улья. Посмотрите на соты на фотографии и спросите себя: (Я знаю, что вы задавались этим вопросом всю свою жизнь, но стеснялись спрашивать вслух …) Почему каждая клетка в этой соте представляет собой шестиугольник?

В конце концов, пчелы могут строить соты из прямоугольников, квадратов или треугольников…

Но пчелы почему-то выбирают шестиугольники. Всегда шестиугольников.

И не только ваш основной шестигранный шестиугольник. Им нравятся «идеальные» шестиугольники, то есть все шесть сторон равны одинаковой длины. Они идут на ювелирную версию — точную, именно так. Почему?

Ну, это очень старый вопрос. Более 2000 лет назад, в 36 г. до н. Э., Римский солдат / ученый / писатель Марк Теренций Варрон предложил ответ, который с тех пор получил название «Гипотеза медоносных пчел».Варрон подумал, что у такого поведения пчел есть серьезная причина. Может быть, соты, построенные из шестиугольников, могут вместить больше меда. Может быть, шестиугольники требуют меньше строительного воска. Может быть, здесь есть скрытая логика.

Мне нравится эта идея — что ниже потока В хаосе повседневной жизни могут быть изящные причины того, что мы видим. «Гипотеза медоносной пчелы» — это пример математики, раскрывающей тайну природы, поэтому здесь с помощью физика / писателя Алана Лайтмана (который недавно писал об этом в журнале Orion) — догадка Варрона.

Соты Essential

Соты, как мы все знаем, служат для хранения меда. Очевидно, что мед представляет ценность для пчел. Кормит их детенышей. Он поддерживает улей. Он делает воск, который скрепляет соты. Чтобы собрать нектар с цветка за цветком за цветком, требуются тысячи и тысячи пчелиных часов, десятки тысяч перелетов через луг, поэтому разумно предположить, что в улье пчелам нужна плотная, безопасная структура хранения, которая так же прост в сборке, насколько это возможно.

Так как это построить? Что ж, предположим, вы начинаете свои соты с такой ячейки … совершенно случайной формы, без равных сторон, просто волнистая линия …

Если вы начнете так, как будет выглядеть ваша следующая ячейка? Что ж, вам не нужны большие промежутки между ячейками. Вы хотите, чтобы структура была плотной. Поэтому следующую ячейку нужно настроить так, чтобы она цеплялась за первую, вот так …

И третья ячейка, опять же, должна быть спроектирована так, чтобы соответствовать первым двум.Каждая ячейка будет немного отличаться, и это означает, говорит Алан Лайтман …

… этот метод построения сот потребует, чтобы рабочие пчелы работали последовательно, по одной, сначала создавая одну ячейку, а затем подгонка к ней следующей ячейки и т. д.

Но это не пчелиный путь. «Посмотрите на любую версию на YouTube, где пчелы строят соты», — говорит Алан, — и вы не увидите, чтобы вокруг было много пчел, ожидающих своей очереди построить соту.Вместо этого все работают. Они делают это коллективно, одновременно и постоянно.

Таким образом, «план волнистых ячеек» создает бездействующих пчел. Это пустая трата времени. Для пчел собрать соты так, как это делают пчелы , проще, чтобы каждая клетка была точно такой же. Если стороны равны — «идеально» шестиугольник — каждая ячейка плотно прилегает к любой другой ячейке. Каждый может принять участие. Таким образом, соты — это, по сути, простая головоломка. Все детали подходят.

Хорошо, это объясняет, почему сотовые ячейки одинакового размера.Но вернемся к нашему первому вопросу: почему предпочтение отдается шестиугольникам? Есть ли что-то особенное в шестигранной форме?

Некоторые формы, которые вы сразу знаете, не подходят. Соты, построенные из сфер, будут иметь небольшие промежутки между каждым блоком …

… создание зазоров, для заделки которых потребуется дополнительный воск. Итак, вы можете понять, почему соты, построенные из сфер, не были бы идеальными. Пентагоны, восьмиугольники также создают промежутки. Что лучше?

«Это математическая истина, — пишет Лайтман, — что есть только три геометрические фигуры с равными сторонами, которые могут поместиться вместе на плоской поверхности, не оставляя зазоров: равносторонние треугольники, квадраты и шестиугольники.«

Итак, что выбрать? Треугольник? Площадь? Или шестиугольник? Какой лучше? Здесь наш римлянин Марк Теренций Варрон внес свой большой вклад. Его «гипотеза» — и это была математическая догадка — предполагала, что структура, построенная из шестиугольников, вероятно, немного компактнее, чем структура, построенная из квадратов или треугольников. Он думал, что шестиугольные соты будут иметь «наименьший общий периметр». Он не мог доказать это математически, но он так думал.

Компактность имеет значение. Чем компактнее ваша структура, тем меньше воска потребуется для создания сот. Воск стоит дорого. Пчела должна потреблять около восьми унций меда, чтобы произвести одну унцию воска. Поэтому, если вы следите за своей восковой банкнотой, вам нужен самый компактный план здания, который вы можете найти.

И знаете что?

[Соты] абсолютно идеальны с точки зрения экономии труда и воска.

Чарльз Дарвин

Через две тысячи тридцать пять лет после того, как Маркус Теренций Варрон выдвинул свою гипотезу, математик из Мичиганского университета Томас Хейлз разгадал загадку.Оказывается, Варрон был прав. Шестиугольная структура действительно на компактнее. В 1999 году Хейлз представил это математическое доказательство.

Как и подозревали древние греки, как утверждал Варрон, как всегда думали любители пчел, как однажды написал сам Чарльз Дарвин, соты — это шедевр инженерной мысли. Он «абсолютно идеален с точки зрения экономии труда и воска».

Пчелы, по-видимому, пожали плечами. Как говорит Алан Лайтман: «Они всегда знали, что это правда».

Эссе Алана Лайтмана «Симметричная вселенная», , первоначально опубликованное в журнале Orion Magazine, будет включено в его новую книгу The Accidental Universe: The World You Thought You Knew , которая будет опубликована в начале следующего года.Я также рекомендую эссе Иварса Петерсона в Science News, The Honeycomb Conjecture.

Как пчелы делают ульи?

Рабочие медоносные пчелы строят ульи для хранения меда и кормят себя всю зиму, когда они не могут выйти на улицу, чтобы добыть себе пищу. Ульи медоносных пчел состоят из шестигранных трубок, которые имеют форму для оптимального производства меда, поскольку они требуют меньше воска и могут вместить больше меда. В некоторых ульях появляются выводки, которые со временем становятся темными из-за следов от коконов и дорожных пятен.Другие ульи медоносных пчел остаются светлыми.

Дикие медоносные пчелы устраивают ульи в расщелинах скал, дуплах деревьев и других местах, которые пчелы-разведчики считают подходящими для их колонии. Подобно привычкам одомашненных медоносных пчел, они строят ульи, пережевывая воск, пока он не станет мягким, а затем прикрепляют большое количество воска к ячейкам сот. Когда рабочие пчелы собираются вместе в улье, температура в улье остается от 30 до 35 градусов по Цельсию — температура, необходимая для контроля текстуры воска.

Хотя рабочие пчелы живут всего около шести недель, они проводят свою жизнь, выполняя задачи, которые помогают выживанию их колонии. Примерно в то время, когда рабочей пчеле исполняется 10 дней, у нее в брюшной полости развивается уникальная восковая железа. Рабочие добывают себе пищу и собирают нектар с разных цветущих растений. Когда они носят нектар в мешочке с пыльцой, он смешивается со специальным ферментом. Вернувшись в улей, рабочая пчела переносит нектар со своего языка на язык другого рабочего, где жидкость из нектара испаряется и становится медом.

Железы рабочих пчел превращают сахар, содержащийся в меде, в воск, который просачивается через маленькие поры пчелы, образуя крошечные хлопья воска на их брюшках. Рабочие жуют эти кусочки воска, пока они не станут мягкими и пластичными, а затем добавляют пережеванный воск в сотовую конструкцию.

Шестиугольные ячейки сот используются для содержания личинок и других выводков, а также для хранения меда, нектара и пыльцы. Когда пчеловоды извлекают мед из ульев, соты легко остаются нетронутыми, хотя пчеловоды также продают соты.

Дополнительная информация

Поведение медоносных пчел

Что собирают медоносные пчелы?

Что едят медоносные пчелы?

Опыление пчелами

Разница между медоносными пчелами и осами

Укус медоносной пчелы

11 вариантов использования хранимых сот

Когда вы думаете о том, чтобы начать пчеловодство и сладкие награды, которые может дать вам новое хобби, вы, вероятно, подумаете о мед. Хотя мед, безусловно, является восхитительным преимуществом пчеловодства, это не единственный продукт, который производят пчелы, и которым вы можете наслаждаться в своей жизни.

Honeycomb — это универсальное вещество, которое можно хранить и использовать различными способами. Независимо от того, оставите ли вы его в естественном состоянии или растопите для извлечения пчелиного воска, вы можете наслаждаться своими сотами на кухне, в средствах личной гигиены и даже в доме.

Сегодня мы расскажем, как можно использовать сохраненные соты в сезон пчеловодства!

Ешьте свои соты

Извлечение меда из сот — не единственный способ насладиться его вкусом.Соты можно есть разными способами. Верно; вы можете съесть все это!

А соты — это не просто вкусно — они полезны! В сотах ваших пчел есть кальций, магний, калий, железо и хлорид натрия. Природные антибиотические свойства и содержание белка в расческе помогают улучшить работу некоторых ваших внутренних систем, таких как пищеварительная система, иммунная система и печень.

Соты на хлеб для завтрака

Это так просто и вкусно, как кажется.Если вы раньше не пробовали соты, добавление немного хлеба к вашему выбору для завтрака станет хорошим знакомством с восхитительным миром его употребления. Попробуйте разложить соты на горячем тосте , на поджаренном английском маффине или рогалике, чтобы он растворился в хлебе.

Придайте десертам сладкое прикосновение

Ваши любимые десерты, такие как мороженое и пирожные, еще более восхитительны благодаря покрытию в виде сот. Добавьте соты в размягченное мороженое или заварной крем или намажьте им пирожные.Вы также можете добавить соты в рецепты десертов, чтобы получить очень сладкий готовый продукт.

Добавьте соты в салаты

Нарезать соты кубиками и посыпать им свой любимый пикантный салат, чтобы добавить нотку сладости, отличную от того, что вы попробуете с салатом с медом. Использование кусков сот ограничивает сладость салата до каждого укуса вилки, вместо того, чтобы моросить и намазывать медом.

Хотите узнать о других способах использования сот и меда на кухне? Ознакомьтесь с нашей электронной книгой «Коллекция рецептов и лекарств», в которой есть множество рецептов и идей для сочетания, которые вы можете попробовать.

Создание средств личной гигиены с пчелиным воском

Люди веками использовали пчелиный воск, содержащийся в сотах, благодаря его многочисленным свойствам, разглаживающим кожу. После того, как вы отделите пчелиный воск от меда, очистите его и примените для использования в продуктах личной гигиены, его полезность станет неограниченной.

У нас есть обучающие видео и руководства в Beepods Lab, нашей зоне только для участников, которые проведут вас через процесс извлечения меда из сот, очистки и обработки пчелиного воска, а также подготовки его для использования в продуктах личной гигиены.Эти шаги жизненно важны для самостоятельного изготовления качественных средств по уходу за кожей и волосами, поэтому обязательно ознакомьтесь с нашими советами!

Лосьоны

Пчелиный воск — идеальный ингредиент для лосьонов, поскольку он естественным образом увлажняет и защищает кожу. При использовании в лосьоне пчелиный воск образует герметичный (но дышащий) слой, который задерживает влагу и смягчает кожу. Он также богат витамином А, способствующим регенерации клеток (то есть антивозрастным) и повышающим гидратацию. Мыло

Пчелиный воск — популярный элемент во многих мылах, сделанных своими руками, и не зря.Его увлажняющие свойства, описанные выше, идеально подходят для мытья всего тела, особенно в сухом и холодном климате. Кроме того, пчелиный воск служит в мыле как укрепляющий элемент, предотвращая его слишком быстрое растворение и продлевая срок его хранения в ванне, душе или на раковине.

Дезодорант

Пчелиный воск — полезный ингредиент для тех, кто любит отказываться от химикатов, содержащихся во многих дезодорантах в аптеке, и делать свои собственные в домашних условиях. Его стабилизирующие свойства помогают вашему дезодоранту, сделанному своими руками, сохранять свою «палочную» форму или любую другую форму, которую вы хотите.Кроме того, его антимикробные и увлажняющие свойства полезны для чувствительной и, скажем так, потенциально вонючей кожи подмышек.

Бальзамы и бальзамы

Вы можете использовать пчелиный воск из пчелиных сот для создания бальзамов и мазей, которые защищают вашу кожу и лечат различные заболевания. Бальзамы обычно содержат большее количество пчелиного воска, а их более густая консистенция делает их идеальными для нанесения на кожу, чтобы предотвратить сухость кожи. Бальзамы содержат меньше воска, имеют более гладкую текстуру и идеально подходят для лечения таких вещей, как солнечные ожоги и сыпь.

Готовы делать свои собственные бальзамы и мази? Посетите наш бесплатный онлайн-класс. Мы научим вас использовать уже имеющееся у вас оборудование, обрабатывать и готовить ингредиенты и даже как хранить и упаковывать конечные продукты.

Использование пчелиного воска по дому

Свечи

Одно из самых популярных применений пчелиного воска в домашних условиях — это изготовление свечей. Свечи из пчелиного воска горят дольше, чем свечи из парафина, и не выделяют канцерогены в окружающую среду.Изготовление свечей из пчелиного воска — тоже довольно простой процесс из очищенного и расплавленного воска, который вы удалили из сот. Вы можете легко создать свечи для безопасного использования в любой комнате вашего дома.

Полироль для мебели и кожи

С помощью пчелиного воска и оливкового или минерального масла пчеловоды могут использовать пчелиные соты для полировки мебели, которая осветляет деревянную мебель и ухаживает за ней. Пчелиный воск можно использовать в качестве последнего шага в отделке деревянной мебели для ухода за ней и осветления необработанной древесины.

Для полировки кожаных изделий простой блок пчелиного воска украсит все, от пары ботинок до любимого дивана!

Мелки для детей

Пчелиный воск — отличная основа для изготовления цветных карандашей для детей или для себя! Делать цветные карандаши из пчелиного воска — это весело, легко, и вы можете сделать любой цвет, какой захотите.

Порадуйте свою форму для выпечки

Держите сковороды в идеальном состоянии с помощью обычного пчелиного воска. Нанесите пчелиный воск на формы для выпечки и противни для печенья, чтобы они оставались свежими.Используйте ткань, чтобы натереть их поверхность пчелиным воском, прежде чем использовать их, и со временем на них будет постоянный слой воска. Со временем вы можете забыть о смазке или смазке каждый раз, когда будете их использовать!

Заключение

Bee обязательно добавьте этот пост в закладки, чтобы вернуться к нему, когда будете собирать свои соты в этом году. Есть так много способов использовать соты в своей жизни, от поедания их до ухода за мебелью, и нет причин, по которым какой-либо из с трудом заработанных пчелами сот пропадет.Дайте нам знать, как использовать ваши соты, и, конечно же, получайте от этого удовольствие!

Следующие две вкладки изменяют содержимое ниже.

Каноэ Ридель — писатель-фрилансер, которому нравится узнавать новые и интересные темы. Уроженка Гуама, она любит путешествовать, пробовать что-то новое и проводить время со своим мужем и их отважным малышом.

Какой вкус у сот? Есть ли на вкус соты?

Вкус мёда знает каждый. Но есть загвоздка — это покупной мед.Некоторые люди считают, что сырые соты несъедобны.

Однако соты не только съедобны; это вкусно.

Эти шестиугольные восковые карманы обладают освежающим вкусом, с которым не могут сравниться лучшие из представленных на полках магазинов.

Соты — это, конечно, комбинация этих восковых емкостей с медом.

Так что же на вкус соты? Он восковой, жевательный или сладкий?

Ниже приведено описание вкуса сот с указанием пищевой ценности.Мы также поделимся советами о том, как лучше всего есть соты.

Что такое соты?

Соты — это масса призматического воска, содержащая мед и личинки пчел.

Согласно Википедии, структура пчел естественная и имеет шестиугольный узор.

Интересно, что для выделения 1 фунта воска пчелы должны потреблять около 8,4 фунта меда.

Пчеловоды всего мира собирают соты и извлекают мед с помощью медогонки, чтобы предотвратить повреждение сот.

Это важно для того, чтобы пустые соты можно было вернуть в улей.

Однако свежие соты также продаются, если мед используется в качестве расширителя, а не подсластителя.

Свежие соты обладают сладким нежным вкусом, который абсолютно освежает. Мед сладкий, но не подавляющий.

Гребни вначале имеют шелушащуюся текстуру. Однако, когда вы начинаете перемещать его во рту, он становится жевательным, почти как кусок жевательной резинки.

Хотя соты имеют отчетливо сладкий вкус, основной аромат может отличаться от одного соты к другому.

Цветы, которые посещают пчелы, в разных регионах разные. Таким образом, нектар цветов влияет на окончательный вкус и цвет меда в сотах.

Соты становятся безвкусными и превращаются в мягкую восковую массу после того, как полностью очистятся от меда. На этом этапе соты отбрасываются.

Пищевая ценность сот по сравнению с другими.

Хотя пчелиный воск не обладает исключительной питательной ценностью, польза сырого меда хорошо известна.

Итак, информация о пищевой ценности меда на 100 г, согласно USDA, выглядит следующим образом:

• Сахар — 82,12 г, из которых 35,75 — глюкоза, 40,94 — фруктоза, 3,1 — галактоза и 0,89 — сахароза.
• Углеводы — 82,4 г с 0,2 г пищевых волокон
• Белки — 0,3 г
• Зола — 0,2 г
• Вода — 17,1 г
• Минералы — следы меди, цинка, селена, марганца, калия и кальция.
• Витамины — следы витаминов B6, C, ниацина и тиамина.

Общее количество калорий на 100 г меда составляет 1272 кДж.

Употребление в пищу сот не требует предупреждения о безопасности. Однако детям младше одного года и беременным женщинам следует избегать его, чтобы предотвратить любую форму аллергии.

Как приготовить / Использовать соты в рецептах

Одно из лучших достоинств сот — это то, что их можно есть прямо из улья.

Однако вы также можете добавить гребешки в рецепты, чтобы насладиться его сладким и нежным вкусом.

Вот как это сделать:

• Действуйте традиционным путем.

Вычерпывать соты ложкой — это классический способ их съесть. После того, как вы закончите наслаждаться сладостью меда, пожуйте воск, как жевательную резинку, или просто выбросьте его.

• Добавьте соты на завтрак.

Соты — отличное дополнение к продуктам для завтрака. Будь то овсянка, йогурт, блины, вафли или теплые ломтики хлеба, он значительно улучшает вкус.

• Дополнение сырной доски.

Неудивительно, что соты прекрасно сочетаются со многими видами сыров. Козий сыр и сыр с плесенью — классическая пара, но и другие подойдут не хуже. Так что не стесняйтесь класть на сырную доску куски соты.

• В салатах и ​​мясных закусках.

Еще один отличный способ насладиться вкусом соты — добавить его в салаты и мясную доску.Сладость и шелушение сот превосходно дополняют вкус овощей, фруктов и мяса.

Заключение

Вкус сот несомненно сладкий и освежающий. Тем не менее, вы сможете в полной мере оценить его подлинный вкус, только когда съедите его.

Итак, не сомневайтесь, попробуйте соты, в следующий раз у вас будет возможность попробовать соты.

Держите кусочки умеренными и оцените работу медоносных пчел, тающих во рту.

Совместное использование — это забота!

Пчеловодство и устойчивые средства к существованию

Пчеловодство и устойчивые средства к существованию

---

Пчелиный воск — это материал, из которого пчелы строят свои гнезда. Это производится молодыми пчелами, которые выделяют его в виде жидкости из специального воска. железы. При контакте с воздухом воск затвердевает и образует чешуйки, которые выглядят как маленькие хлопья воска на нижней стороне пчелы. Около миллиона восковых чешуек сделать 1 кг воска.Пчелы используют воск для создания хорошо известных шестиугольных ячеек, которые составляют их гребешок, очень прочную и эффективную структуру. Пчелы используют гребешок ячейки для хранения меда и пыльцы; в них королева откладывает яйца, а молодые пчелы развиваются в них. Пчелиный воск производят все виды медоносных пчел, хотя воски, произведенные разными видами, имеют немного разные химические и физические свойства.

Пчелиный воск

Пчелиный воск ценится по чистоте и цвету.Светлый воск более ценится, чем воск темного цвета, потому что темный воск, вероятно, будет иметь были загрязнены или перегреты. Лучший пчелиный воск — из восковых покрытий, которые восковые печати, которыми пчелы покрывают спелые соты. Этот новый воск чистый и белый. Присутствие пыльцы делает его желтым.

РИСУНОК 12 Пчелиный воск.

Доход от пчелиного воска

Пчелиный воск по нескольким причинам является отличным товаром для сельские общины для использования в качестве товарной или экспортной культуры.

· воск пчелиный обработка проста. Приведение пчелиного воска к качеству, подходящему для экспорта, включает: только простые методы нагрева и фильтрации, чтобы пчелиный воск был чистым. Его можно формовать в блоки, используя контейнеры любого подходящего размера в качестве форм. В блоки разбиваются на мелкие кусочки, чтобы убедить покупателей, что пчелиный воск чистый и чисто.

· Транспортировка и хранение пчелиного воска просты, потому что нет специальной упаковки. требуется.Пчелиный воск обычно экспортируется в виде небольших неупакованных комочков в гессиане. мешки.

· Пчелиный воск не портится с возрастом. Индивидуальные пчеловоды или кооперативы могут храните небольшие количества, пока их не хватит на продажу.

· Как с медом пчелиный воск можно считать подходящей экспортной культурой для развития страны, потому что пчеловодство не использует землю, необходимую для местной еды производство.

· дюйм районы, где большая часть или весь производимый мед потребляется на месте и где для местного применения пчелиный воск не используется, соты часто выбрасываются, даже хотя они могли дать дополнительный доход.Пчеловодам иногда нужно обучены методам обработки и сохранения пчелиного воска и поощряются к продаже их комбинированный урожай за одну операцию.

РИСУНОК 13 Обработка пчелиного воска в Объединенной Республике Танзания.

Применение пчелиного воска

Пчелиный воск имеет множество традиционных применений. В некоторых странах Азии и в Африке, он используется в создании тканей для батика и в методе выплавляемого воска. литье мелких металлических предметов.Пчелиный воск широко используется в качестве гидроизоляционного средства для дерево и кожа, а также для укрепления ниток; это используется в деревне в таких отраслях, как производство свечей и в качестве ингредиента мазей, лекарств, мыла и полироли. Пчелиный воск пользуется большим спросом на мировом рынке. Есть более 300 промышленных применений пчелиного воска. Косметика и фармацевтика отрасли являются основными пользователями, на долю которых приходится 70 процентов мировой торговли, и требуются первоклассный пчелиный воск, который не был перегрет.Диапазон цен от 4 до 8 долларов за кг. Другими значительными пользователями являются пчеловодство. в промышленно развитых странах, где пчелиный воск нужен для косметической основы и для изготовление свечей. Пчелиный воск используется в производстве электронных компонентов и Компакт-диски, моделирование и литье для промышленности и искусства, полироли для обуви, мебель и полы, в прививочных восках и в специализированных промышленных смазочные материалы.

ТАБЛИЦА 2 Мировая торговля пчелиным воском, 1994

	Производство (тонн)	Экспорт (тонн)	Импорт (тонн)
Ангола	1 500
Аргентина	1 500
Австралия	482	317
Чили	500	264
Китай	12 800
Доминиканская Республика	350	206
Эфиопия	2 100	210
Франция			1 563
Германия			1 275
Япония			766
Кения	1 050	1 615
Мексика	9 150		50
Португалия	375
Испания	730
Южная Корея	600
Таиланд	2 302
Уганда	780
Соединенное Королевство			421
Объединенная Республика Танзания	1 050	437
США	3 027		847

Источник: данные «Пчелы для развития».
Примечание: Хорошая сделка по пчелиному воску вывозится из Африки по неофициальным маршрутам.

Промышленно развитые страны используют рамочные ульи для пчеловодства. Пустые соты — это вернулся в улей после добычи меда, что означает, что относительно собирают немного пчелиного воска. При каркасных ульях соотношение меда и пчелиного воска производительность составляет примерно 75: 1. Охота за медом или использование традиционных или ульи с верхней перекладиной дают больший урожай пчелиного воска, однако нежные соты ломается при добыче меда и не может быть возвращен в гнездо или улей.Соотношение производства меда и пчелиного воска с использованием этих ульев составляет около 10: 1. По этой причине страны Африки, Азии, Центральной и Южной Америки производят большое количество пчелиного воска, который может стать ценным экспортным урожаем (см. Таблица 2). Пчелиный воск является ценным экспортным товаром для Эфиопии, например, пчеловоды на северо-западе Замбии собирают воск и мед из гнезд пчел. в коровых ульях как товарные культуры на экспорт в Европу.

РИСУНОК 14 Торговцы в Пакистане обсуждают цены на пчелиный воск собран из семей диких пчел.

---

Как получить пчел в Minecraft: улей и пчелиная ферма

Хотите знать, как находить и разводить пчел в Minecraft? Пчелы очаровательны и полезны, так как они с нежным жужжанием жужжат вокруг ваших цветов. Если вам нравится заниматься садоводством в Minecraft или вы просто хотите добавить яркости своему дому, то вы попали в нужное место!

Это руководство проведет вас через все, что вам нужно знать о пчелах, включая различия между ульями и пчелиными гнездами, , как делать ульи , как ведут себя пчелы и как собирать мед и соты.

Как получить пчел в Майнкрафт

Пчелы естественным образом появляются группами по 3 человека внутри пчелиных гнезд. Пчелиные гнезда будут появляться только на дубах и березах в определенных биомах.

Вот возможные биомы, в которых могут появляться пчелиные гнезда, от самого высокого до самого низкого шанса:

• Подсолнечная равнина (5%)
• Равнины (5%)
• Цветочный лес (2%)
• Лес (0,2%)
• Березовый лес (0,2%)
• Высокий березовый лес (0,2%)
• Холмы Березового Фореста (0.2%)
• Высокие березовые холмы (0,2%)
• Лесные холмы (0,2%)

---

Улей и пчелиное гнездо: в чем разница?

Основное различие между пчелиным гнездом и ульем заключается в том, что ульи создаются игроком, а пчелиные гнезда естественным образом появляются во время генерации мира.

Они также выглядят по-другому: пчелиные гнезда имеют более знакомый узор в виде полос, в отличие от чуть более кирпичной текстуры пчелиного улья. Но в остальном они работают точно так же: оба являются жилыми домами для 3 пчел.

Чтобы сделать улей на верстаке, поместите любые деревянные доски вдоль верхнего и нижнего рядов и заполните средний ряд тремя сотами (см. Пример ниже).

Как разводить пчел

Чтобы заставить двух пчел размножаться, просто дайте каждой по цветку. Пчелы будут следовать за любым ближайшим игроком, держащим цветок, и если вы отдадите его Пчеле, они войдут в «Режим любви».

Как и другие племенные животные, такие как лисы, лошади, козы и аксолотли, в режиме любви пчелы будут искать других ближайших пчел в режиме любви.Когда они находят такую ​​пару, они объединяются в пары и размножаются, производя детеныша Пчелы. Это даст игроку небольшое количество опыта.

Для того, чтобы детеныш Пчелы стал взрослым, требуется один игровой день, но это можно ускорить, «накормив» малышку Пчелой большим количеством цветов (каждый цветок сокращает оставшееся время на одну десятую дня). Только что разводившиеся пчелы не могут снова размножаться, пока не пройдет 5 минут.

Одно важное замечание: и время восстановления, и скорость роста приостанавливаются для любой пчелы, находящейся внутри улья или пчелиного гнезда, поэтому при попытках разведения пчел часто бывает полезно разбить ульи и заменить их позже.

---

Поведение пчел и опыление

Как вы знаете, если читали наше руководство по мобам Minecraft, пчелы — нейтральные мобы, а это значит, что они будут атаковать вас, только если их спровоцировать. Вы провоцируете пчелу:

1. Атака ближайшей пчелы;
2. Уничтожение ближайшего улья / пчелиного гнезда;
3. Извлечение меда / сот из гнезда, под которым нет костра.

Если Пчела злится на игрока, она попытается ужалить его, нанося урон и отравляя игрока на короткое время.Вы можете уменьшить эффект от этого, используя зелья. Пчела потеряет жало после атаки, а это значит, что она не сможет атаковать снова; и вскоре он умрет.

Если вы хотите убить пчелу, то хорошо запомнить: она классифицируется как членистоногие, а это означает, что чары Bane Of Arthropods увеличивают ваш урон против нее. Альтернатива — убежать, потому что пчелы перестанут быть враждебными, если они не укусят свою цель в течение 25 секунд после того, как их спровоцировали.

Большая часть поведения пчелы — это опыление .Ночью пчелы остаются в своих ульях, но днем ​​они блуждают на расстояние до 22 кварталов от своего дома в поисках пыльцы.

Если они найдут цветок (не в цветочном горшке) или ягодный куст, потребуется время, чтобы собрать с него пыльцу. Затем пчела вернет пыльцу в свое гнездо, и любой выращиваемый урожай, над которым они летают по пути, будет опылен, что имеет тот же эффект, что и костная мука: это ускорит рост этого урожая.

Как собирать мед и соты на пчелиной ферме

Пчел нельзя обучить сражаться за вас, поэтому не ждите, что они помогут против слизней или босса-иссушителя.Однако пчелиные фермы полезны для сбора как меда, так и сот, двух ресурсов, которые имеют разные цели.

Чтобы собрать соты , вам нужно использовать ножницы для улья или пчелиного гнезда, достигшего «уровня меда» 5.

Соты используются для создания ульев и свечей, а также для «воска» различных видов медных блоков.

Чтобы собрать мед , щелкните правой кнопкой мыши улей или пчелиное гнездо с пустой стеклянной бутылкой.Это наполнит бутылку Медом.

Мед можно поместить в окно крафта, чтобы получить 3 сахара, или вы можете поместить 4 меда в сетку 2×2, чтобы создать блок меда, блок, который отпугивает и замедляет мобов и снижает урон от падения для всего, что приземляется на него.

Убедитесь, что вы поставили зажженный костер под любым ульем или пчелиным гнездом, из которых вы собираетесь собирать мед или соты, так как это предотвратит нападение пчел на вас, когда вы это сделаете.

Чтобы сделать Campfire в окне крафт-стола, заполните нижний ряд 3 бревнами, поместите 1 уголь в середину сетки, а затем поместите 3 палки выше, слева и справа от угля, как вы видите. ниже:

Пчелы могут быть опасными при определенных обстоятельствах, но я всегда считал их прекрасным видом на открытом воздухе, исследуя новые миры Minecraft.Если вам не терпится исследовать и открывать новые земли, обязательно ознакомьтесь с нашим списком лучших семян Minecraft. И если вы действительно хотите сделать свой новый мир популярным, обязательно загляните на нашу страницу о лучших пакетах шейдеров Minecraft. Если вам не терпится построить новую базу, взгляните на наши списки идей замков и башен для вдохновения!

Анализ навесного оборудования модели

Abstract

Медоносные пчелы строят гнезда, состоящие из правильно расположенных шестиугольных цилиндров.На первом этапе построения соты строят линейную последовательность структур четвероногих, которые составляют основу соты. Однако, учитывая их физиологические ограничения, неизвестно, как пчелы создают этот первоначальный образец. Здесь, в попытке понять механизмы сотовой конструкции, мы предлагаем агент-ориентированную модель, модель прикрепления-раскопки, в которой рабочие медоносные пчелы классифицируются на аттачеров, которые выделяют и прикрепляют воск, и экскаваторов, которые удаляют прикрепленный воск.Модель предполагает, что рабочие инстинктивно воздерживаются от раскапывания тонких частей воскового кластера. Затем мы проводим двумерное (2D) моделирование, которое показывает, как рисунок штатива можно рассматривать как проекцию четвероногих на плоскость. Результаты моделирования показывают, что рисунок штатива возникает из-за конкуренции между монтажниками и экскаваторами. Со временем изотропный рост парафина заставляет штативы соединяться планарно. Поскольку однородно расширенные структуры не соответствуют структуре естественной соты, мы используем анизотропный рост воска для получения линейной последовательности построенных треножников, тем самым предполагая, что анизотропия вносит значительный вклад в первую стадию построения сот.Из результатов нашего моделирования мы пришли к выводу, что пчелы используют самоорганизацию для достижения сложности на первом этапе строительства сот. Ожидается, что результаты нашего исследования позволят понять, как можно достичь сложности в иерархии.

Образец цитирования: Наруми Т., Уэмичи К., Хонда Х, Осаки К. (2018) Самоорганизация на первом этапе сотового строительства: Анализ модели навесного оборудования. PLoS ONE 13 (10): e0205353.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205353

Редактор: Стивен К. Пратт, Университет штата Аризона, США

Поступила: 27.04.2018; Одобрена: 24 сентября 2018 г .; Опубликован: 24 октября 2018 г.

Авторские права: © 2018 Narumi et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Набор данных на рис. 8 был загружен на figshare и доступен по адресу: doi: 10.6084 / m9.figshare.7011263. Другие соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Эта работа была поддержана грантом № JP26400180 Японского общества содействия науке (JSPS) (https://www.jsps.go.jp/english/index.html). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Узоры существуют во всех областях природы, от микроскопических до макроскопических. Сложные паттерны могут появляться без использования нисходящих методов. Один восходящий подход — это процесс формирования самоорганизации более высокого уровня, который спонтанно возникает из локальных взаимодействий между компонентами более низкого уровня. Самоорганизация наблюдается как в физико-химических [1], так и в жизненно важных системах, таких как клеточная дифференцировка [2], полосы на коже животных [3], клеточная биология [4] и динамика цитосистем [5].Живые организмы, в частности, демонстрируют множество типов самоорганизованных паттернов, таких как рост бактериальных колоний, синхронизированное световое излучение светлячков и динамика роя рыб и птиц [6–8]. Кроме того, некоторые процессы строительства с участием социальных насекомых, таких как муравьи ( Temnothorax albipennis ) [9] и термиты ( Macrotermes bellicosus ) [10], можно хотя бы частично объяснить с точки зрения самоорганизации. В этой статье мы предлагаем новую точку зрения, согласно которой первый этап сотового строительства можно понимать как самоорганизацию.

Apis mellifera , также известные как западные медоносные пчелы, являются ведущим примером социальных насекомых. Они живут вместе и совместно заботятся о своих детях. Конструкция пчелиного гнезда состоит из двухсторонних равномерно расположенных полостей. Оси этих полостей кажутся почти горизонтальными, но на самом деле они немного наклонены вверх к открытым концам [11]. Каждое отверстие создано в виде точной шестиугольной призмы. Строительство пчелиных гнезд, включая процесс изготовления сот из воска, выделяемого рабочими пчелами, давно привлекает научный интерес [12].

Есть две основные точки зрения на то, как рамки становятся шестиугольными. Во-первых, точная структура — это просто результат закона физики. Пирк и др. утверждал, что тепло тела пчел увеличивает температуру вблизи цилиндрических отверстий до тех пор, пока воск не достигнет состояния равновесия жидкости, после чего простое механическое поверхностное натяжение приводит к тому, что рамки отверстий становятся шестиугольными [13]. Между тем, Karihaloo et al. доказали, что согласно гипотезе жидкого равновесия, возникающей в результате поверхностного натяжения, размягченный воск может быть разбавлен так, что гексагональный каркас возникнет самопроизвольно [14].Однако Бауэр и Бинефельд показали, что пчелы, строящие соты, не нагревают воск до температуры, которая позволила бы ему достичь состояния жидкого равновесия [15]. Кроме того, Oeder и Schwabe заявили, что никаких потоков парафина, которые могут повлиять на геометрию ячейки, не происходит [16]. Другая точка зрения утверждает, что пчелы — компетентные инженеры, действующие по простым правилам. Олдройд и Пратт утверждали, что эусоциальные пчелы развивают клетки в соответствии с простыми правилами во время строительства клеток, и показали, что естественный отбор для небольших изменений этих правил может генерировать расходящиеся структуры гнезд [17].Кроме того, Nazzi провел численное моделирование с простыми правилами поведения, а затем показал правильно расположенные четырехугольные клетки под растущей клеточной стенкой [18]. Хотя остается спорным, какая точка зрения правдоподобна, мы считаем, что пчелы — инженеры, использующие самоорганизацию. Затем мы должны настроить простые правила поведения медоносных пчел для изучения формирования сотового рисунка.

Механизм, с помощью которого пчелы строят сотовые ячейки в таком точном порядке, до сих пор остается открытым.Перед началом строительства пчелы роются в таких местах, как дупла деревьев, прикрепляются к потолку в форме полусферического шара, а затем начинают строить соты внутри шара. Первоначально воск прикрепляется к потолку, и конструкция идет вниз в направлении силы тяжести (рис. 1a – 1c). Трехмерная структура достигается по мере того, как рабочие продолжают прикреплять воск последовательными слоями (рис. 1d). Если пчелы регулярно выстраивают шар при постройке своего гнезда, точный порядок должен быть легко обнаружен.Однако пристальные наблюдения за рабочими, занятыми строительством гнезд, показывают, что это не всегда так. Фактически, наши наблюдения показывают, что несколько рабочих часто наносят воск по очереди при строительстве одной ячейки (см. S1 Video).

Рис. 1. Сотовая конструкция.

Реальные конструкции из пчелиного воска на деревянном потолке (a-d) и схематические изображения сот (e-j), сделанные на первом этапе процесса строительства улья, где панели e-g представляют собой двухмерные (2D) узоры на плоскости (e.г., потолок), а панели h-j представляют собой трехмерные узоры. Основным строительным блоком мы считаем структуру четвероногих (а), размер которой аналогичен размеру пчелы. На плоскости несколько четвероногих соединяются горизонтально (b) в одном направлении (направление x ), которое затем удлиняется (c) в перпендикулярном направлении (направление y ). Структура также растет (d) в вертикальном направлении ( z -направление). Схематические изображения e-g соответствуют a-c соответственно.Таким образом, узор растет одновременно в каждом направлении.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205353.g001

Чтобы понять происхождение этих регулярных расположений, мы сосредоточим наше внимание на исходной структуре сот. Как показано на Рис. 1a и 1e, на ранней стадии строительства рабочие на потолке строят тетрапод конструкций. Эти конструкции можно рассматривать как основной строительный блок в сотовом строительстве.Линейное соединение нескольких четвероногих на плоскости становится нижней гранью сот (рис. 1b и 1f), и каждая ветвь одновременно удлиняется (рис. 1c и 1g). Как показано на рис. 1h, который представляет собой стереоскопический вид на рис. 1g, структура также растет в вертикальном направлении. На рис. 1i и 1j четвероногие изображены как часть каркаса сотовых ячеек. Таким образом, можно ожидать, что выяснение механизма образования четвероногих прольет свет на первую стадию процесса построения сот.Здесь мы предлагаем агент-ориентированную модель, которую мы назвали модель навесного оборудования , чтобы прояснить конструкцию четвероногих с точки зрения самоорганизации.

Методы

Обзор

Модель навесного оборудования предложена как способ понимания механизмов сотового строительства; В этой статье особенно первый этап строительства. На самом базовом уровне есть два типа рабочих: атташе , которые выделяют и прикрепляют воск, и экскаваторов , которые удаляют прикрепленный воск с помощью своих нижних челюстей.Два объекта, включенные в модель, — это прикрепленный воск, помещенный аттачером, и зоны раскопок (EZ), в которых экскаваторы удаляют прикрепленный воск. В природе каждый работник может выполнять обе роли, но в нашей модели их функции четко разделены, чтобы упростить разъяснение ролей.

Далее мы объясняем моделирование 2D. Однако следует отметить, что эту концепцию можно легко распространить на трехмерные случаи. Поскольку структура тетрапода проецируется в 2D-пространство как штатив , мы будем стремиться предложить минимальные допущения, необходимые для появления 2D-штативов.

Единица времени

Рассмотрим 2D-систему размером л _x × л _y . В качестве начального состояния модели в центр системы помещается фиксированное количество воска. В природе воск прикрепляется в нескольких местах в начале строительства сот. В нашей модели мы наблюдаем рост одной такой соты, потому что наше внимание сосредоточено на первой стадии конструкции сот, на которую не влияют другие места.

Аттачеры свободно перемещаются в системе, каждый из них выделяет одну ложку воска в единицу времени. Воск добавляется к границе случайно выбранного ранее существовавшего воска. В природе, поскольку рабочие пчелы работают стаями, два или более рабочих неизбежно будут поставлять воск одновременно в разных количествах в разные точки. Напротив, наша модель предполагает, что рабочий прикрепляет фиксированное количество воска к одной точке на границе на каждом шаге. Таким образом, единица времени рассматривается как среднее значение интервала поставки.

Аттачер и восковой рост

Вместо отслеживания движений аттачеров эта модель следует за восковым ростом, динамика которого моделируется правилом роста Эдена [19]. Системная область разделена на N _x × N _y ячеек решетки, где каждая ячейка имеет размер Δ x × Δ y с Δ x = l _x / N _x и Δ y = l _y / N _y .Присутствие парафина в системе выражается двоичным значением, присвоенным каждой ячейке решетки. Ячейка решетки, заполненная воском, обозначается как находящаяся во включенном состоянии, тогда как пустая ячейка решетки обозначается как находящаяся в выключенном состоянии. Следовательно, прилипание секретируемого парафина представлено переключением из выключенного состояния в активное, а присоединенный общий воск образует кластер ячеек решетки в открытом состоянии. После того, как ячейка решетки переходит во включенное состояние, она поддерживает это состояние до тех пор, пока не будет удалена экскаваторами.Правило роста Эдена гласит, что ячейки решетки в выключенном состоянии вокруг ячеек решетки в открытом состоянии являются кандидатами для подачи парафина на каждом шаге, после чего ячейка решетки, выбранная случайным образом из кандидатов, включается на следующем временном шаге.

Экскаваторы

Поскольку процесс выращивания воска по типу Эдема не приводит к образованию сот, экстракция воска также необходима для появления треног. В нашей модели механизм удаления реализован экскаваторами, которые свободно перемещаются в системе и выкапывают лишний прилипший воск.Здесь мы должны подчеркнуть, что экскаваторы сознательно не собираются строить регулярно расположенные сотовые ячейки; они просто удаляют воск на основе ряда простых правил.

Основываясь на наших наблюдениях, кажется, что вырезание играет еще более фундаментальную роль в построении четвероногих. Например, в более раннем исследовании один из авторов и соавт. заметил, что кусок цветного воска, который был намазан на строящуюся соту, был удален и перераспределен в другие места в соте, вдали от места его первоначального размещения [20].Это ясно говорит о том, что пчелы не только удаляют излишки воска, но и переносят его в другие места, где он нужен для постройки своего гнезда.

Рабочий-экскаватор моделируется как два соединенных сегмента (голова и тело) и антенны, как показано на рис. 2a и 2b. Сегмент головки может вращаться в пределах ± π /2 вокруг точки соединения. Обратите внимание, что головной сегмент может вращаться полусферически в трехмерных случаях. Передний край головы — это челюсть, которая иссекает лишний прилипший воск.Экскаватор движется вперед и назад по оси кузовного сегмента. При повороте сегмент корпуса вращается вокруг точки соединения.

Рис 2. Экскаватор.

(a) Экскаватор на силуэте пчелы. Экскаватор состоит из сегмента корпуса (синий), головного сегмента (желтый) и усиков (зеленый). В дальнейшем двойные антенны рассматриваются как единый орган. Черный кружок указывает точку соединения между сегментами. (б) Движение экскаватора.Сегмент головки может вращаться вокруг точки соединения в диапазоне от — π /2 до π /2. Экскаватор может двигаться вперед и назад по оси кузовного сегмента. (c) Зона раскопок (EZ). Желтая область указывает EZ, в которой удаляется прикрепленный воск, а зеленая полоса шириной d _s показывает область, обнаруженную антеннами экскаватора. Черный кружок указывает центр вращения.

https://doi.org/10.1371 / journal.pone.0205353.g002

Антенны пчелы не только обнаруживают объекты, но и определяют температуру, влажность и запах. Хотя их точная функция еще не полностью выяснена, очевидно, что они играют значительную роль в сотовом строительстве. Например, Мартин и Линдауэр обнаружили, что пчелы, у которых осязание было устранено удалением антенн, строили несовершенные соты, состоящие из полостей двойной толщины и / или восковых стенок с отверстиями [11, 21].

В нашей модели антенны экскаватора обладают двумя следующими возможностями.Один из них — способность распознавать близлежащие места, где был прикреплен воск, что позволяет рабочим медоносным пчелам строить свои гнезда в полной темноте, а другой — способность измерять глубину скопления воска только с одной стороны. Эта способность предотвращает их проникновение в кластер, меньший, чем длина d _w . Хотя еще предстоит экспериментально доказать, что рабочие пчелы обладают способностями к измерениям, Мартин и Линдауэр предположили, что их антенны определяют глубину с одной стороны, измеряя локальную деформацию восковых стенок [21].

Зона раскопок

Мы представляем идею EZ, в которой экскаваторы удаляют излишки парафина. Мы отслеживаем динамику ЭЗ, а не самих экскаваторов. Каждый EZ — это область, покрываемая сегментом головы, когда экскаватор движется вперед и назад, позволяя сегменту головы вращаться в ограниченном угловом диапазоне. Следовательно, как показано на рис. 2c, каждая EZ состоит из прямоугольника с полукругом спереди. Все EZ имеют одинаковый размер и форму, которые не меняются во время движения.Длина h _ex не зависит от длины сегмента кузова и соответствует глубине, на которую экскаватор копает. Когда EZ поворачивается, он вращается вокруг центра полукруга, в соответствии с тем, как вращаются экскаваторы. Поскольку экскаватор немедленно удаляет излишки воска, он не восстанавливается внутри EZ.

EZ динамика

По сути, в нашей системе EZ продвигаются линейно (рис. 3a). Это правило соответствует движениям корпуса экскаватора.Все EZ движутся с одинаковой скоростью v _ex . Чтобы аппроксимировать объемную систему, наблюдая небольшой участок, мы предполагаем, что граничное условие является периодическим. Другими словами, EZ, выходящая из системы, возвращается с противоположной стороны. Таким образом, количество EZs поддерживается системой.

Рис 3. Движение зон выемки (ЗЗ).

Схематический обзор, описывающий движение EZ (желтый), где белые области показывают скопления воска. (а) EZ могут свободно перемещаться в системе вдали от парафина.Все движутся с одинаковой скоростью. (b) Когда одна EZ сталкивается головой вперёд с другой EZ, последняя (EZ 2 в этом примере) мгновенно перемещается к краю системы. (c) Когда две EZ встречаются лицом к лицу, одна из EZ (EZ 4 в этом примере) мгновенно перемещается к краю системы. (d) Когда EZ (EZ 5) обнаруживает скопление парафина в пределах d _s , он приближается к парафину, вращая его тело. (e) Когда EZ (EZ 6) обнаруживает воск тоньше d _w , он избегает копания воска в этом месте, вращая корпус.(f) Когда EZ (EZ 7) окружен тонким воском, он останавливается на месте (состояние локального равновесия).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205353.g003

Линейное равномерное движение EZ прекращается только в следующих трех случаях: (i) когда одна EZ касается другой (рис. 3b и 3c), (ii ) когда экскаватор обнаруживает прикрепленный воск поблизости перед началом раскопок (EZ 5 на рис. 3d), и (iii) когда он распознает, что кластер впереди находится на пределе толщины (EZ 6 и EZ 7 на рис. 3e и 3f). .

Во-первых, когда EZ встречает другую такую ​​EZ, один из двух будет перемещен. То есть он исчезнет и снова появится в случайно выбранной точке на краю системы. Когда одна EZ сталкивается головой вперед с частью тела другой EZ, она затем переносится в другое место на границе, и движение другой EZ продолжается (EZ 2 на рис. 3b). Когда две EZ сталкиваются головой вперед, одна из двух EZ перемещается, а движение другой продолжается (например, EZ 4 на рис. 3c). Хотя этот процесс «телепортации» не является физическим, мы не думаем, что он влияет на процесс строительства, потому что перемещения от прикрепленного воска не имеют значения.Это также причина, по которой предполагается унифицированная скорость EZ. Важным моментом является то, что EZ касаются границы скопления парафина случайным образом.

Во-вторых, когда EZ воспринимают восковую стену на расстоянии d _s , они приближаются к парафину вращательным движением (Рис. 3d), что связано с первой из двух вышеупомянутых способностей антенны.

Наконец, когда ширина парафина перед EZ меньше d _w , EZ не перемещается вперед, а вместо этого вращается, чтобы найти область, которая толще, чем d _w (рис. 3e) .Однако он не вращается, если ширина бокового парафина станет меньше d _w в результате вращения. Эта характеристика, которая проистекает из второй из двух вышеупомянутых способностей антенны, предотвращает проникновение EZ в восковой кластер. Если EZ окружена тонкой восковой областью, она останавливается и остается на месте (рис. 3f). Предполагая, что тонкие области стабильны, эта неактивная EZ рассматривается как находящаяся в состоянии локального равновесия.

Параметры моделирования

Было установлено несколько параметров для проведения численного моделирования с использованием модели навесного оборудования.Результаты, представленные в этой статье, были получены из набора параметров, приведенного в Таблице 1.

Используемая система имела форму квадрата с длиной стороны l , а количество перегородок составляло N _x = N _y = 100. Как показано на рис. 2c форма EZ характеризуется высотой h _ex и шириной w _ex . Соотношение тела пчелы составляет примерно 1: 2, что соответствует w _ex : h _ex + w _ex /2; Таким образом, мы устанавливаем h _ex = 3 w _ex /2.Обратите внимание, что небольшое изменение h _ex оказывает незначительное влияние на первом этапе конструкции сотовой конструкции, поскольку h _ex влияет на глубину каждой полости сотовой конструкции на более поздних стадиях. Параметр толщины d _w был определен как w _ex /5 из рис. 1. Для простоты чувствительная длина d _s была установлена ​​равной d _w .

Другим важным параметром является доля площади σ , которая представляет собой отношение общей площади всех EZs к размеру системы:

В случае малого σ EZ не часто касаются прикрепленного воска и не взаимодействуют друг с другом.Поэтому мы рассматриваем σ как меру, которую можно использовать для характеристики социальности пчел. Здесь следует отметить, что локальная плотность вокруг прикрепленного парафина превышает σ из-за притяжения существующего парафина. Количество парафина, прикрепленного на каждом временном шаге, можно контролировать с помощью размера и количества EZ (т.е. w _ex и s ) при постоянной подаче парафина. Мы определяем значение σ , чтобы уравновесить скорость поступления парафина и выемки грунта.

Угловая скорость каждой EZ определялась в зависимости от размера каждой ячейки решетки по следующей формуле:

Коэффициент указывает диагональ квадрата. Точно так же скорость каждого EZ была установлена ​​как

Коэффициент 1/5 был введен, чтобы упростить корректировку скорости выемки грунта.

Как обсуждалось в разделе «Результаты», предполагается, что аттачеры прикрепляют воск анизотропным образом. Другими словами, они распознают определенное направление (здесь — направление x ) и предпочитают добавлять воск в этом направлении.Степень анизотропии контролируется вероятностью p _x растущего парафина в направлении x [19]. Значение p _x = 1/2 указывает на изотропный рост, а p _x = 1 указывает на идеальный анизотропный рост, что означает, что прикрепленный воск не растет в направлении y . вообще. Рис. 4 демонстрирует рост прикрепленного воска без экскаваторов.

Рис 4.Восковой рост без экскаваторов.

Результаты моделирования роста парафина без экскаваторов для различных анизотропных параметров p _x = 0,5, 0,7 и 0,9. Поверхность системы (т. Е. Выключенное состояние) обозначена коричневым цветом, а ячейки решетки, которые содержат прикрепленный воск (т. Е. Включенное состояние), показаны белым. Параметры моделирования приведены в разделе «Методы».

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205353.g004

Результаты

Изотропный воск роста

На рис. 5 показана эволюция временного ряда присоединенного воскового кластера, в котором EZ не отображаются.Здесь можно увидеть, что образец штатива появляется около t = 200. Этот образец является результатом конкуренции между восковым креплением и выемкой грунта и основан на предположении, что экскаваторы не пробьют восковой кластер. С течением времени воск вырастает из каждой вершины треугольника и демонстрирует узор ветвления. Этот рисунок можно рассматривать как изотропное (2D) соединение треног. Однако он не совпадает с естественной гребенкой, которая представляет собой анизотропную (1D) линейную структуру, как показано на рис. 1b.

Рис. 5. Рост воска (изотропный случай).

Рост парафина, полученный при моделировании навесного оборудования и выемки грунта. Рамкой этих результатов является центр из девяти квадратов, разделенных внутри системы. Коричневая область показывает поверхность системы, а белая область показывает прикрепленный воск. EZ не отображаются на рисунках. Параметры моделирования приведены в разделе «Методы». Фильм, показывающий эволюцию во времени (с EZs и без них), загружен как S2 Video.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205353.g005

Поскольку это несоответствие предполагает необходимость наличия анизотропного эффекта, наше следующее рассмотрение — определение наилучшего способа добавления анизотропии к нашей модели. Отмечая, что Belic et al. и Skarka et al. объяснив позднюю стадию строительства анизотропных сот с использованием математической модели, которая включает взаимодействия между рабочими пчелами [22, 23], мы предполагаем, что анизотропия возникает из-за поляризованного движения рабочих пчел возле воскового скопления.Поскольку направление, в котором копают ЗЗ, зависит от местного распределения парафина вокруг них, анизотропное движение экскаваторов не оказывает существенного влияния на направление. Напротив, поскольку аттачеры следуют простому правилу добавления парафина к существующему парафину, их анизотропные движения, скорее всего, приведут к анизотропному росту парафина. Поэтому мы сохраняем динамику EZ изотропной, но добавляем анизотропию к направлению роста парафина.

Анизотропный воск роста

На рис. 6 показано изменение во времени прикрепленного кластера парафина для нескольких анизотропных параметров p _x , что представляет собой вероятность роста парафина в направлении x .Хотя результат p _x = 0,6 аналогичен результату p _x = 0,5, результаты p _x = 0,7 и 0,8 показывают 1D-соединение штативы на отметке t = 1000. Поскольку тенденции этих шаблонов качественно идентичны, если есть небольшие изменения в управляющих параметрах, таких как w _ex и σ , мы думаем, что шаблон не сильно зависит от значения управляющего параметра.Чтобы детально исследовать чувствительность, необходимо сначала установить количественный способ оценки воскового рисунка.

Рис. 6. Рост парафина (анизотропные случаи).

Рост парафина, полученный с помощью моделирования модели навесного оборудования для анизотропных параметров p _x = 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 и 0,9, где p _x = 0,5 соответствует изотропному росту . Остальные параметры моделирования приведены в разделе «Методы».Коричневая область обозначает поверхность системы, а белая область обозначает прикрепленный воск. ЗО не включены в эти цифры. Фильм, показывающий эволюцию во времени, загружен как S3 Video.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205353.g006

На рис. 7 в качестве примера мы покажем, как анизотропия влияет на одномерное соединение паттернов штатива в модели навесного оборудования и выемки грунта. Процесс строительства начинается, когда три EZ встречаются в непосредственной близости от прикрепленного воска.Три EZ не всегда возникают одновременно, но это не имеет значения, потому что EZ в состояниях локального равновесия никогда не проникают друг в друга. В случае рис. 7a, EZ 1 и 2 сначала достигают парафина, а затем начинают копать. Оба вскоре становятся неактивными, то есть переходят в состояние локального равновесия, потому что вокруг них нет толстой области. Затем прибывает EZ 3 и копает, пока не достигнет состояния локального равновесия, как показано на рис. 7b.

Рис. 7. Линейная последовательность построенных треног в анизотропных случаях.

Схематическое изображение процесса построения штатива (a-d) и их одномерного соединения. EZ показаны на четырех верхних панелях, но опущены на нижних. Коричневая область обозначает поверхность системы, белая область обозначает прикрепленный воск, а желтый объект обозначает EZ.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205353.g007

На этом этапе восковая структура начинает проявлять узор штатива. После этого воск продолжает расти из вершин штатива.Из-за анизотропии воск растет к левой стороне EZ 1 и к правой стороне EZ 2 в случае рис. 7. Затем каждая EZ вращается, чтобы начать выемку в направлении, перпендикулярном росту парафина. Затем EZ 4 прибывает в участок дальнейшего роста, чтобы начать там работу в соответствии с правилом движения, показанным на рис. 3d. В результате восковая структура образует одномерное соединение шаблонов штатива (рис. 7d), как получено в результате моделирования p _x = 0.7 и 0,8 около t = 1000. Напротив, когда воск растет изотропно, EZs обращены в различных направлениях. Таким образом, двумерный связанный шаблон возникает как результат моделирования p _x = 0,5 и 0,6.

На рис. 8 показано количество прикрепленного парафина для различных уровней анизотропии. Здесь мы видим, что, за исключением p _x = 0,9, темпы роста демонстрируют аналогичную тенденцию к снижению. Это связано с тем, что EZ, которые существуют вокруг скопления парафина, увеличиваются с увеличением временных шагов.Обратите внимание, что количество парафина линейно увеличивается, когда нет EZs. Результат p _x = 0,9 указывает на отличия в поведении от других p _x . Фактически, результаты для p _x = 0,9 показывают двухэтапное построение; сначала тонкая структура, а затем очертания грубых узоров. Однако такая тонкая структура не встречается в природе. Эти результаты предполагают, что скорость роста парафина в p _x = 0.9 слишком быстро, чтобы можно было построить естественные структуры, и умеренная анизотропия роста парафина необходима для получения удлиненной структуры, характерной для настоящих сот.

Как упоминалось в разделе «Методы», модель предполагает, что EZ в воске движутся баллистически до остановки, что отличается от поведения реальных пчел. Мы предполагаем, что эти различия не влияют на паттерн после локального равновесия, но могут повлиять на переходный паттерн. Считается, что результаты на рис. 8 помогут нам оценить нашу модель при сравнении с фактическими данными.

Обсуждение

В целом наши результаты подчеркивают возможность того, что первый процесс построения сотовой структуры является результатом самоорганизации. Основные роли рабочих пчел в нашей модели — это прикрепление воска и выемка грунта, которые вызывают приток и отток парафина. Другими словами, система является открытой и неравновесной по отношению к парафину, и структуры в этой модели, таким образом, являются диссипативными структурами. Самоорганизация подразделяется на два процесса: самосборка в равновесных состояниях и образование диссипативной структуры в неравновесных состояниях.Взаимопомощь способствует достижению иерархической сложности модели [24]. На первом этапе сотовой конструкции структура четвероногих является диссипативной структурой, и ориентированную структуру четвероногих можно рассматривать как сформированную путем самосборки.

Медоносные пчелы издавна считались способными к самоорганизации. Например, рой медоносных пчел регулирует свою температуру по мере необходимости, чтобы отражать изменения в окружающей среде [25–27], и такая терморегуляция пчелиного роя моделируется путем самоорганизации [28, 29].Кроме того, пчелиные семьи ищут источники нектара в пределах своего ареала кормления и выбирают лучшие [30], а метод моделирования показал, что эффективная концентрация усилий может быть интерпретирована как самоорганизованный механизм [31]. Более того, само использование гребенчатого паттерна может быть описано восходящим процессом [32–36]. Как и в процессе строительства сот, пчелы выигрывают от самоорганизации [11, 22, 23, 37–40]. Наше исследование, основанное на первом этапе сотовой конструкции, представляет доказательства этого утверждения.

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы прояснить роль осязания, которое является важным допущением в модели прикрепления-раскопок. Что касается несовершенной сотовой конструкции пчел с отсутствующими антеннами, хотя мы интерпретировали это явление как следствие невозможности измерения толщины, Таутц предположил, что причина связана с неспособностью пчел, поврежденных антенной, измерять температуру окружающей среды. [11]. Следовательно, для проверки нашей модели потребуются дальнейшие исследования, чтобы определить, как пчелы определяют толщину воска через свои антенны.

В нашем моделировании более толстые перегородки полости появляются в картине, полученной для больших анизотропных случаев, хотя они редко наблюдаются в природе. Анизотропия увеличивает эффективную скорость подачи в анизотропном направлении. В результате восковой нарост густеет до того, как вокруг него собираются EZ. Кроме того, более высокое значение p _x приводит к тому, что внешний периметр прикрепленного воскового кластера становится длинным. Это упрощает касание EZ кластера, что приводит к редкому размещению EZ, которые впиваются в воск.В отличие от нашей модели, в которой скорость подачи постоянна, у натуральных медоносных пчел, скорее всего, есть способ регулировать скорость подачи, чтобы избежать образования таких комков.

Нашу модель также можно улучшить, добавив функцию, которая позволяет повторно использовать воск, удаленный EZ. Это важно, потому что, хотя восковое прикрепление не зависит от процесса раскопок в нашей текущей модели, вышеупомянутый эксперимент с использованием цветного воска показал, что восковые медоносные пчелы, вырезанные из одного места, могут быть повторно прикреплены в других местах [20].

С точки зрения улучшения модели, взаимодействие между EZ также может нуждаться в пересмотре. Однако неясно, как любые изменения повлияют на формирование паттерна. Поскольку рабочие не работают одновременно над созданием сотовой ячейки, некоторые пчелы будут удалять воск независимо от других пчел. Следовательно, будет необходимо включить взаимодействие пчелы и пчелы в процесс роста воска, а не сосредоточиваться исключительно на движениях EZ.

Заключение

Таким образом, в попытке лучше понять первый этап строительства сот, мы предложили агентную модель в качестве модели прикрепления-раскопки, в которой роли рабочих пчел смоделированы в росте пчел. пчелиный воск и динамика ЭЗ.Поскольку рабочие действуют в соответствии с простыми правилами, наша модель не требует от них каких-либо предварительных знаний о сложной форме, которую они строят. Используя численное моделирование для этой модели, конструкция штатива, которая является основным строительным блоком сотовой структуры в 2D сокращении, была результатом конкуренции между рабочими, прикрепляющими и удаляющими воск. Таким образом, штативную конструкцию можно рассматривать как диссипативную конструкцию. Кроме того, благодаря однонаправленной подаче воска также было получено анизотропное (1D) соединение рисунков штатива.Можно сделать вывод, что первый этап построения сот можно понимать с точки зрения самоорганизации, формирования структур тетраподов (диссипативная структура) и их одномерных связей (самосборка). Взятые вместе, они создают иерархическую сложность сот. Мы ожидаем, что наше исследование проложит путь к пониманию достижения сложности в иерархии. Более того, поскольку широко известно, что сотовые структуры являются прочными, могут быть построены с меньшими материальными затратами и имеют высокую емкость хранения, простой алгоритм, который мы предложили здесь, может способствовать построению снизу вверх других типов сотовых структур. .

Благодарности

Авторы выражают признательность профессору Такеши Отани и г-же Юи Хирасака за помощь, оказанную в форме продуктивных обсуждений. В частности, структура четвероногих как основной строительный блок была вдохновлена ​​их разговорами. Мы также благодарим г-жу Ю Мияки и г-жу Цукими Кавамори за помощь в сборе данных.

Список литературы

1. 1. Cross M, Hohenberg PC. Формирование паттерна вне равновесия.Rev Mod Phys. 1993. 65 (3): 851–1112.
2. 2. Тьюринг AM. Химические основы морфогенеза. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1952, 237 (641): 37–72.
3. 3. Кондо С., Асаи Р. Реакционная диффузионная волна на коже морского ангела Pomacanthus. Природа. 1995. 376 (6543): 765–768. pmid: 24547605
4. 4. Карсенти Э. Самоорганизация в клеточной биологии: краткая история. Nat Rev Mol Cell Biol. 2008. 9 (3): 255–262. pmid: 18292780
5. 5.Сасай Ю. Цитосистемная динамика в самоорганизации тканевой архитектуры. Природа. 2013. 493 (7432): 318–326. pmid: 23325214
6. 6. Йетс Ф.Е., редактор. Самоорганизующиеся системы: возникновение порядка. Springer; 1987.
7. 7. Камазин С., Денебург Дж. Л., Фрэнкс Н. Р., Снейд Дж., Тераулаз Дж., Бонабо Э. Самоорганизация в биологических системах. Princeton: Princeton University Press; 2001.
8. 8. Добреску Р., Пуркареа В.Л. Возникновение, самоорганизация и морфогенез в биологических структурах.J Med Life. 2011; 4 (1): 82–90. pmid: 21505578
9. 9. Franks NR, Deneubourg JL. Самоорганизующееся строительство гнезда у муравьев: индивидуальное поведение рабочего и динамика гнезда. Anim Behav. 1997. 54 (4): 779–796. pmid: 9344432
10. 10. Deneubourg JL. Приложение de l’ordre par Fluctuations а-ля описание определенных étapes de la construction du nid chez les termites. Insectes Soc. 1977; 24: 117–130.
11. 11. Тац Дж. Шумиха о пчелах — биология суперорганизма.Берлин: Springer; 2008.
12. 12. Дарвин К. О происхождении видов; 1859.
13. 13. Пирк CWW, Хепберн Х.Р., Рэдлофф С.Е., Тауц Дж. Гребни для пчел: создание с помощью процесса жидкого равновесия? Naturwissenschaften. 2004. 91 (7): 350–353. pmid: 15257392
14. 14. Карихалоо Б.Л., Чжан К., Ван Дж. Гребни для пчел: как круглые клетки превращаются в закругленные шестиугольники. Интерфейс J R Soc. 2013; 10 (86): 20130299. pmid: 23864500
15. 15.Бауэр Д., Бинефельд К. Гексагональные соты пчел не производятся с помощью процесса жидкого равновесия. Naturwissenschaften. 2013; 100 (1): 45–49. pmid: 23149932
16. 16. Oeder R, Schwabe D. Доказательства того, что процесс жидкостного равновесия не участвует в построении сот медоносных пчел (Apis Mellifera). Oberhess Naturwiss Zeitschr. 2017; 67: 8–27.
17. 17. Oldroyd BP, Pratt SC. Гребневая архитектура эусоциальных пчел вытекает из простых правил, используемых при строительстве клеток.В: Adv. В Insect Phys. т. 49. 1-е изд. Elsevier Ltd .; 2015. с. 101–121.
18. 18. Нацци Ф. Шестиугольная форма сотовых ячеек зависит от строительного поведения пчел. Научный доклад 2016; 6: 1–6.
19. 19. Иден М. Двумерный процесс роста. Беркли Symp Math Stat Probab. 1961; 4: 223–239.
20. 20. Осаки К., Мияки Ю., Кавамори Т., Наката Р., Отани Т. Процесс построения сот и его пространственно-временная однородность. Hyogo Biol.2016; 15 (2): 59–64.
21. 21. Martin H, Lindauer M. Sinnesphysiologische Leistungen beim Wabenbau der Honigbiene. Z Vergl Physiol. 1966. 53 (3): 372–404.
22. 22. Белич М.Р., Шкарка В., Денебург Ю.Л., Лакс М. Математическая модель сотовой конструкции. J Math Biol. 1986; 24: 437–449.
23. 23. Шкарка В., Денебург Ю.Л., Белич MR. Математическая модель строительного поведения Apis mellifera. J Theor Biol. 1990. 147 (1): 1–16.
24. 24. Ямагути Т., Суэмацу Н., Махара Х.Иерархическая самоорганизация и самосборка: металлические наночастицы в полимерных матрицах. В: Muller SC, Parisi J, редакторы. Самоорганизация снизу вверх Супрамол. Мягкая материя. Швейцария: Шпрингер; 2015. с. 1–11. Доступно по ссылке: http://link.springer.com/10.1007/978-3-319-19410-3.
25. 25. Генрих Б. Энергетика терморегуляции пчелиного роя. Наука (80-). 1981, 212 (4494): 565–566.
26. 26. Генрих Б. Механизмы и энергетика температурной регуляции пчелиного роя.J Exp Biol. 1981; 91: 25–55.
27. 27. Генрих Б. Социальная физиология регуляции температуры у медоносных пчел. В: Holldobler B, Lindauer M, редакторы. Exp. Behav. Ecol. Sociobiol. Сандерленд: Sinauer Associates, Inc .; 1985. с. 393–406.
28. 28. Myerscough MR. Простая модель регулирования температуры в пчелиных стаях. J Theor Biol. 1993. 162 (3): 381–393.
29. 29. Watmough J, Camazine S. Самоорганизованная терморегуляция скоплений медоносных пчел.J Theor Biol. 1995. 176 (3): 391–402.
30. 30. Сили Т.Д. Мудрость улья. Кембридж: издательство Гарвардского университета; 1995.
31. 31. Камазин С., Снейд Дж. Модель коллективного выбора источника нектара медоносными пчелами: самоорганизация с помощью простых правил. J Theor Biol. 1991. 149 (4): 547–571.
32. 32. Camazine S, Sneyd J, Jenkins MJ, Murray JD. Математическая модель формирования самоорганизованного рисунка на сотах пчелиных семей.J Theor Biol. 1990. 147 (4): 553–571.
33. 33. Камазин С. Самоорганизующееся образование рисунка на сотах семей медоносных пчел. Behav Ecol Sociobiol. 1991. 28 (1): 61–76.
34. 34. Дженкинс MJ, Sneyd J, Camazine S, Murray JD. Об упрощенной модели формирования рисунка в семьях медоносных пчел. J Math Biol. 1992. 30 (3): 281–306.
35. 35. Джонсон BR. Формирование рисунка на сотах пчел: повышение приспособленности за счет совмещения самоорганизации с помощью шаблонов.Proc R Soc B. 2009; 276 (1655): 255–261. pmid: 18782746
36. 36. Монтован К.Дж., Карст Н., Джонс Л.Э., Сили Т.Д. Местные правила поведения поддерживают структуру распределения клеток в сотах семей медоносных пчел (Apis mellifera). J Theor Biol. 2013; 336: 75–86. pmid: 23876764
37. 37. Хепберн HR. Медоносные пчелы и воск: экспериментальная естественная история. Берлин: Springer; 1986.
38. 38. Денебург Дж. Л., Госс С. Коллективные модели и принятие решений. Ethol Ecol Evol.1989. 1 (4): 295–311.
39. 39. Pratt SC. Коллективный контроль сроков и типа строительства сот медоносными пчелами (Apis mellifera). Apidologie. 2004; 355: 193–205.
40. 40. Хепберн Х. Р., Пирк CWW, Дуангпхакди О. Гнезда медоносных пчел: состав, структура, функции. Springer; 2014.

.