Как и почему летает шмель

Почему полет шмеля не подчиняется законам физики

«Черный бархатный шмель, золотое оплечье,

Заунывно гудящий певучей струной.

Ты зачем залетаешь в жилье человечье,

И как будто тоскуешь со мной?»

И. А. Бунин

Приходит упоительное лето, расцветают ароматные цветочки, и все вокруг наполняется пением птиц и жужжанием насекомых. Порхают бабочки, стрекозки, трудятся над цветочные клумбами неутомимые пчелы и шмели. Шмель – уникальное создание природы. Неповоротливый, толстенький трудяга неустанно опыляет цветочки и приглашает посетить шмелиный сказочный мир, полный тайн и загадок.

Знакомство со шмелем

Шмель (земляная пчела или Bombus) относится к перепончатокрылым из семейства пчелиных. Они обитают везде (даже в прохладной Гренландии, снежной Аляске и суровой Чукотке), но вот Австралию толстые мохнатые насекомые не любят – их завезли туда недавно. В зоологическом мире 250 видов земляных пчел.

Шмель большое насекомое, его тельце с густыми черными волосками, достигает длины в 3,5-4 сантиметра. Бомбусы – существа миролюбивые и доброжелательные. Они умеют жалить, но, в отличие от пчел, кусаются неповоротливые создания редко и гораздо слабее.

Хотя при кусании земляные пчелы не оставляют жало в теле, но их яд содержит серотонин, понижающий кровяное давление. При наличии у человека аллергии, возможна сильнейшая реакция организма вплоть до анафилактического шока.

Как живет шмель. Шмели могут быть одиночками и создавать семьи. Виды насекомых, обитающих в условиях севера (где короткое одномесячное лето), обитают в гордом одиночестве. А в благодатных, теплых районах земляные пчелы успевают за летний сезон создать семью (проживет шмелиная семья ровно одно лето).

В зонах тропика некоторые виды шмелей создают многолетние семьи с огромным количеством домочадцев (до 500 особей). Бомбусы подразделяются на три группы:

Королева, выводящая потомство.
Рабочие шмели, следящие за строительством гнезда и сбором нектара.
Трутни, оплодотворяющие самку. Трутень не умеет кусать – вместо жала у него половые железы.

У мохнатых насекомых существуют зимние подземные норы – там проживает матка. По весне шмели выстраивают гнезда. Шмелиные жилища похожи на пчелиные. Личинки шмелей (в отличие от иных представителей мира насекомых), вылупляются и обитают в одной капсуле. В остальных отсеках гнезда шмели оборудуют медовые склады.

Там же они хранят и перги (пчелиный «хлеб»), оно спасает мохнатых, черно-золотых созданий от периода непогоды. У шмелиной семьи есть иерархия и четкое распределение обязанностей. Кто-то строит гнездо, другие собирают пыльцу.

Матка за жизнь откладывает 300-400 яиц для вывода рабочих существ. Ее последний выводок состоит из новых маток, которые и остаются зимовать, чтобы по весне дать жизнь новому потомству. Старая матка умирает.

Гнездо шмеля (или бомбидарий) – овальные, неправильной формы ячейки, созданные из буроватого либо красного воска. Жилища шмели обустраивают в дуплах, между каменистыми зазорами, на земле рядом с моховыми растениями, ветками. Земляные пчелы могут занять птичьи гнезда, норы кротов или мышей.

Они не следят за состоянием гнездовья и не пользуются одной сотой дважды для выведения потомства. Новые соты строятся на старых, полуразрушенных, поэтому шмелиные гнезда выглядят неряшливо.

Шмели умеют вентилировать жилище. Они зависают у входа в гнездо и активно трепещут крылышками, прогоняя в жилье потоки свежего воздуха.

А в холода насекомые превращаются в обогреватели. Они дружно сокращают мышцы, находясь на одном месте, издавая знакомый гудящий звук. Совместное гудение обогревает воздух в гнезде и поднимает его до комфортного для насекомых режима в +30-35⁰ С.

Чем питаются. Любимая пища земляных пчел – нектар. Они собирают его с распустившихся бутонов. У мохнатых насекомых есть одна удивительная способность – при интенсивной работе грудных мышц, насекомые поднимает у себя температуру тела до +40 ⁰ С.

Благодаря такой возможности, шмели принимаются за работу над цветами ранним утром, когда воздух еще не прогрелся. Из-за этого мохнатых насекомых называют «теплокровными». Такая способность разрешает бомбусам обитать в северных районах. В отличие от обычных, земляные пчелы не создают запасов меда – он им нужен лишь для спасения от голода при ненастной погоде.

Когда появились шмели. Когда бомбус впервые увидел мир – неизвестно, хотя найденные окаменелые остатки насекомых датируются в 25-40 млн. лет. Окаменелый шмель – редчайшая находка, попасть в смолу крупному насекомому и утонуть в ней сложно. Такие находки обнаруживали в Азии.

Польза шмеля. Земляная пчела – ценнейший опылитель. Благодаря длинному хоботку, это насекомое опыляет такие растения, с которыми не справляются обычные пчелы. Человечеством создана отрасль, посвященная выведению шмелей – шмелеводство. Мохнатых насекомых искусственно разводят для опыления растительных культур с целью увеличения урожайности.

Это любопытно

Шмели-паразиты. В природе проживают дальние родственники земляных пчел: шмели-кукушки. Это паразитические насекомые, социальные клептопаразиты, разучившиеся собирать и хранить пыльцу. Они ее воруют у своих собратьев, не забывая подкинуть в шмелиные гнезда своих личинок.

Как летает шмель. Крупные создания летают со скоростью в 18-20 км/час. В полете 90% энергии насекомого преобразуется в тепло. Летая, мохнатое существо имеет температуру тельца на 20-30⁰ выше окружающего пространства. У насекомых природа предусмотрела механизм охлаждения. Когда земляные пчелы в полете перегреваются, из специальных желез они выпускают на себя каплю прохладной жидкости.

Бомбусы, как и остальные насекомые, не могут летать спиной вперед. Это умеет делать лишь колибри. Из-за маленького размера птичку часто принимают за толстенького шмелика, поэтому существовало мнение, что шмель умеет летать таким неординарным способом.

Рекордсмены. Самый крупный бомбус обитает в центральных районах Америки. Длина его тела достигает 5 сантиметров. А самое маленькое шмелиное создание облюбовало ареал проживания в Центральной Европе, длина насекомого всего полтора сантиметра.

Загадочный миф. У людей существует распространенное мнение, что земляная пчела летает вопреки признанным законам аэродинамики. Это миф или летающее насекомое действительно «рушит» основы физики и обладает уникальной способностью? Или это представитель иной, развитой цивилизации, живущей по другим понятиям?

Почему шмель летать не должен?

Родилась такая легенда в начале XX века, когда бурно развивалось самолетостроение. Ученые того времени применяли к насекомому условия полетов по законам аэродинамики (вычисления силы, предназначенной для подъема в воздух тяжеловесных лайнеров).

Почему выбор пал на мохнатое насекомое? У бомбуса относительно грузной массы тела маленькие по размеру крылышки. Это и привлекло внимание ученых.

Математические исчисления подходили для пчел, мух, бабочек, а вот к шмелям это применение по законам физики оказалось невозможным. Загадочное насекомое опровергало все математические выводы ученых. Что они сделали? Попытались вписать шмелиный полет к формулам, исчисляющим подъемную силу авиалайнера, забыв о том, что самолет не умеет махать крыльями.

В итоге, получив парадоксальный вывод о невозможности полета земляной пчелы, ученые заявили, что «шмель летать не может, но летает, нарушая законы физики». Но мохнатое насекомое физику не изучало и на лекциях не сидело. Ежедневно шмелики, радостно гудя крыльями, показывали, насколько наука бессильна. Почему шмель летает?

Разгадка тайны шмелиного полета

Наука развивалась. Полет насекомого, то, с какой скоростью и как именно оно летает, удалось досконально снять на камеру. Взмахи крыльев просматривали в замедленном темпе, изучали траекторию движения. Какие выводы получили?

При интенсивной работе крылышек, их края образуют воздушные завихрения. Завихи убираются, как только крыло перестает взмахивать.
Эти завихрения воздуха обладают различной плотностью воздушного потока.
Разница в давлении воздуха создает силу подъемную, которая и поднимает бомбуса в воздух.

Та же бабочка или комар не могут сбрасывать воздушные завихрения, их полет заложен на планировании в потоке воздушных масс. Шмель летает вопреки законам аэроанализа, ведь его работающие крылышки рождают большую аэродинамическую силу. А возвратно-поступательные взмахи крыльев делали исследования передвижения насекомого слишком сложными и непредсказуемыми для аналитики.

Аэродинамическая поверхность с подвижной амплитудой генерирует гораздо большую подъемную силу, чем жестко фиксированное крыло. И крылышки шмеля создают одновременно не только возвратно-поступательные, но и ритмически-колебательные движения (за секунду крыло бомбуса совершает 300-400 таких взмахов).

Доказательную базу привела в середине XX века женщина-физик из Корнельского университета Чжэн Джейн Ван.

Она потратила много часов, моделируя за сверхмощным компьютером схему движения вихревых потоков, создаваемых шмелиными крыльями, и сделала окончательный вывод: «Шмель не нарушает аэродинамические законы. Его полет зависит от крыльевых завихрений. А при полете самолета воздух обтекает его».

Чжэн отметила, что миф о полете земляной пчелы – это следствие неграмотного понимания инженерами-авиаконструкторами нестационарной газово-вязкой динамики.

Лайнер, выстроенный со строгим соблюдением шмелиных пропорций, никогда бы не взлетел. Принципы работы крыльев земляной пчелы невозможно применить для авиастроения. Но в будущем, если появится модель вертолетов с гибкими, эластичными лопастями, полет шмеля пригодится авиаконструкторам!

Поживем-увидим!

Источник: https://propochemu.ru/poznavatelnoe/pochemu-polet-shmelya-ne-podchinyaetsya-zakonam-fiziki

Почему летает шмель — А почему шмель летает? — 22 ответа

В разделе Естественные науки на вопрос А почему шмель летает? заданный автором Зверь по фамилии Лесной лучший ответ это рожденый ползать летать не может.а он не рожденый ползать.

и значит нет ничего, что бы помешало ему летать. дескать, доказательство методом от противного

Ответ от ***Ирина[гуру]
Потому что жужжит.
Ответ от Косолапый[активный]Физик Джейн Ванг (Jane Wang) из Корнелльского университета (США) доказал, что полет насекомых не нарушает физических законов, и наконец развеял старый миф о том, что по законам аэродинамики шмели летать не могут.

Для этого потребовалось много часов моделирования на суперкомпьютере сложного движения воздуха вокруг быстро движущихся крыльев. Старый миф о шмеле – просто следствие плохого понимания авиаинженерами нестационарной вязкой газовой динамики, отметил Ванг. Жесткое неподвижное крыло самолета поток воздуха обтекает почти без завихрений, и его вязкость можно не учитывать.

Насекомые же полностью зависят от сложных завихрений вокруг их крыльев, особенно когда они висят на одном месте.Биологи сняли движение крыльев стрекозы с помощью скоростной видеокамеры.

Эти движения были заложены в программу, и после сотен часов перемалывания чисел на суперкомпьютере удалось убедиться, что крылья стрекозы создают достаточную подъемную силу, чтобы она висела в воздухе. Стрекоза была выбрана как самый сложный случай для теории.

Как ожидается, компьютерное моделирование позволит создать в будущем маленьких летающих роботов, похожих на насекомых, которые, скорее всего, будут ловить надоевших нам комаров и мух.По информации “Компьютерры”.ht tp://elvisti.com/node/8966Кстати, шмель гудит, что бы не замёрзнуть.Сегодня уже установлено, что температура тела шмеля в среднем равна 40° С.

Это намного превышает температуру окружающей среды. Чтобы не остыть, шмель должен разогревать себя, энергично сокращая грудные мышцы.

Отсюда его знаменитое гудение. Негудящий шмель может просто замерзнуть. Такая удивительная терморегуляция позволяет жить шмелю в высоких широтах. Поэтому его можно встретить и на Чукотке и на Новой Земле.

Ответ от Просигнализировать[гуру]
крылья есть вот и летает
Ответ от Невропатолог[активный]
крыльями машет
Ответ от Андрей Опариенко[новичек]
При очень большой частоте движений крыльев у их краев образуются завихрения воздуха, которые убираются при завершении взмаха крыла. В завихрениях имеется разность давлений воздуха, которая и создает подъемную силу.
Ответ от Ёветочка[гуру]
Он бытро крылышками машет
Ответ от Мертвый_белый_снег[гуру]А Вы изучали полет шмеля, чтобы говорить, что по законам аэродинамики он летать не должен?

Крылышками можно по разному махать. Шмель например восьмерки выписывает, ему подъемной силы хватает в этом случае.

Ответ от Маска Сброшена[гуру]
Потому что не знает, что строение его тела противоречит законам аэродинамики.
Ответ от Mikhail Levin[гуру]значит ты не знаешь “всех законов аэродинамики”. Конкретно, назови хоть один “закон аэродинамики”.Летает не только шмель, но и его модели.Никаких чудес. Важна не только площадь крыльев, но и число взмахов в секунду, а конкретнее – масса отбрасываемого вниз воздуха в секунду.

Вертолет еще тяжелее. И площадь лопастей сосвсем мизерная. И летает не нарушая законы.

Источник: http://22oa.ru/pochemu-letaet-shmel/

Почему шмель не может летать?

Вы их больше слушайте, этих говорунов))) Начнем с того, что шмели летают. Если летают, значит, могут.Байку про шмелей я слышал еще в школьные годы, когда занимался авиамоделизмом. Шмель не может летать, как самолет. Расчеты подъемной силы для самолетов неприменимы к шмелю. Его крылья не являются аэродинамическими плоскостями, которые создают подъемную силу за счет встречного потока воздуха. Если крылья шмеля жестко закрепить, он не сможет разогнаться до такой скорости, чтобы взлететь. Но он летает по другим принципам. Подъемная сила создается двумя парами крыльев, которые взаимодействуя, описывают этакие quot;восьмеркиquot;. В этом смысле шмель летает подобно вертолету. И укладывается во все аэродинамические формулы. Просто это другие формулы, отличные от самолетных или планерных)))
По законам физики шмель не может летать, потому что площадь его крыльев слишком мала, чтобы поднять его увесистое тело от земли. Но я видела как шмели летают, с цветка на цветок. Может эти шмели на диете сидят?
Шмель не может летать потому, что по законам физики и аэродинамики размер площади его крыльев не может создать той подъемной силы, которая необходима для отрыва его толстенького тельца от поверхности листа или земли. А он летает наперекор всем известным человеку законам. Может это и не парадокс вовсе а просто шмель представитель какой то другой, более рзвитой цивилизации
Мне история с полетом шмеля почему-то сразу напоминает историю из жизни греческих философов рассказанную Пушкиным:Как же шмель не может летать, если каждое лето мы легко убеждаемся в обратном. Летает и еще как! Были конечно рассказы про непризнанного гения аэродинамики, который любопытства ради посчитал подъемную силу крыльев шмеля и пришел к выводу, что ее недостаточно чтобы поднять упитанное тело в воздух. Я эти формулы не знаю, но верю, что пользовался тот ученый неверными. Ведь считал он в 20 годах прошлого века, а тогда аэродинамика была в поре становления – раз, и не учитывал он скорость взмахов крыльями – два, а также создаваемые при этом завихрения и их гашение-сбрасывание на верхней траектории взмаха -три. Умеет все-таки шмель летать и это прекрасно!
Есть такое мнение среди научных деятелей, что согласно законам аэродинамики шмель не должен летать. Но такой вывод сделали согласно уравнениям аэродинамики, которые используют при расчте подъмной силы самолтов, а полет шмеля происходит при других числах Рейнольдса и не нарушает никаких законов. Все просто.
Некоторые ученые считают, что шмель не должен летать, и об этом свидетельствуют законы аэродинамики. Но на самом деле, шмель летает благодаря абсолютно другим физическим явлениям, поэтому никаких законов его полет не нарушает.
Наверное, шмель – это иноплянетянин! Раз вопреки всем законам физики берет и летит!А если серьезно – люди много чего говорят… Нужно умнее быть и не слушать всякую чепуху. Тем более тогда, когда каждый из нас своими двумя глазами каждый летний сезон лицезреет обратное!
Еще много неизведанных загадок стоит перед учеными. В соответствии с законами физики и аэродинамики шмель летать не должен. Но, как всем известно, шмель очень хорошо летает. Матушка природа все предусмотрела. А ученым еще только предстоит найти очередное научное объяснение.
Если шмель не может летать, значит, он приболел или лишился своих небольших по площади, но очень подвижных крылышек, способ функционирования которых тщательно исследовался учными (почитать можно здесь). Как видим, полт осуществляется за счт вращения – возникающей силы достаточно, чтобы поднимать, удерживать в воздухе и перемещать даже такую quot;бомбочкуquot;.
Да, по законам физики у шмеля слишком маленькие крылья для полета. Но скорость их движения очень быстрая. За одну секунду он делает 300- 400 взмахов крыльями.Шмель ни в коем случае не нарушает законы аэродинамики физики. Полет насекомого зависит от завихрения крыла. А крыло самолета не подвижно и воздух его обтекает. Поэтому можно считать мифом про закон аэродинамики.
Если бы шмель не мог летать, он бы и не летал, а он летает, да, грузно, да неловко, но летает.Я тоже читала, что по расчтам каких-то там умных людей, шмель, по идее, не должен летать. Но, вполне вероятно, что их расчты основывались на каких-то стандартных шаблонах самолетостроения и авиамоделизма. Но шмель, quot;плеватьquot; хотел на все выводы знающих людей и полетел себе за нектаром!

Источник: http://info-4all.ru/zhivotnie-i-rasteniya/pochemu-shmel-ne-mozhet-letat/

Все ли шмелиные тайны раскрыты?

Одна из первых тайн, с которой столкнулись ученые: каким образом шмель создает подъемную силу в полете? Тайну эту удалось раскрыть только благодаря высокоскоростной киносъемке. В чем же состояла интрига?

А вот в чем. Длительное время наука при помощи традиционного аэродинамического анализа не могла полностью описать шмелиный полет. В финале расчетов всегда получалось, что это насекомое не имеет права летать.

А шмель, не зная про расчеты, продолжал прекрасно летать! Парадокс? Вся особенность его в том, что шмель летает своим способом, который более всего близок к вертолетному и полностью противоречит самолетному. У ученых не хватало воображения.

Лишь скоростная съемка позволила при покадровом замедленном просмотре увидеть, на первый взгляд, невероятное.

Вот в сжатой форме словесное описание полета шмеля из заключения ученых: «Верхняя часть каждого крыла описывает тонкий овал под большим углом. Также крылья „переворачиваются“ во время каждого взмаха: верхняя часть крыла направлена вверх во время взмаха вниз, и поворачивается вниз во время движения вверх».

Даже мысленно, закрыв глаза, представить себе это сложно. Приблизительно это соответствовало бы тому, что лопасти у вертолета гибкие и при вращении изгибаются в разные стороны и с разными периодами во времени. Полный бред с технической точки зрения! Такого быть не может в мире авиационной техники.

Но такое давным-давно природа дала шмелям.

Математически шмелиный полет до сих пор не удается описать в полном объеме. Даже у компьютера не хватает «воображения»! А ведь шмель сложнейшие «переворачивания» крыльев в полете производит без знания математики со скоростью от 300 до 400 взмахов в секунду! Сравнить можно лишь, пожалуй, с полетом колибри.

Шмели, как и пчелы, занимаются опылением растений, собирают нектар, производят мед. А для этого надо облететь множество цветов. И вот новая тайна, подмеченная учеными совсем недавно.

Шмели на облет цветов всегда затрачивают минимум сил и времени, «просчитывая» свой маршрут намного быстрее компьютера! Вопрос: каким образом это делает шмель? Ответа пока нет. Предположительно, шмели «фотографируют» свои полеты и потом на такой «карте» видят наиболее короткий путь к каждому цветку.

А из разряда фантастических предположений — шмели, мол, телепатически «обмениваются» информацией о наиболее коротких маршрутах.

Как бы там ни было, но факт остается фактом: компьютер на таких вычислениях «зависает», поскольку задача имеет сразу несколько сложных параметров. В частности, надо учитывать меняющуюся скорость ветра; обширность площади, с которой берется нектар; количество цветов, уже посещенных другими шмелями; влажность воздуха, влияющую на количество взмахов крыльями в секунду…

Еще одна удивительная тайна шмелей — они видят быстрее всех живых существ на нашей планете, включая и человека! В очень сложных экспериментах учеными зафиксировано с помощью приборов, что импульсы по нервам шмеля от глаз к крошечному мозгу идут в пять раз быстрее, чем у нас с вами. Каким образом природа дала этим мохнатым гудящим насекомым столь качественное зрение?

Не полностью еще раскрыта и загадка, что заставляет шмеля басовито гудеть? Вариантов с предположениями уже несколько. Самый вероятный, на первый взгляд, для малопосвященных в шмелиные тайны людей — гудение создается крыльями. Но у пчел тоже сложно работают в полете крылья, а столь громкого гудения они почему-то не создают.

Давно замечено, что шмели начинают трудиться ранним утром (еще задолго до восхода солнца). А это, как правило, самое холодное время суток. По этой причине логично, вроде бы, выглядит предположение на тот счет, что шмели гудят от холода, стараясь учащенным сокращением мышц согреться.

Но это предположение не выдерживает критики, так как шмели — одни из самых холодостойких насекомых! Они встречаются, например, в Гренландии и на Аляске. Примечательно, что около 300 видов шмелей живут в Северной Евразии, в Северной Америке и в горах. Но только два вида обнаружены учеными в теплых краях.

Так что гудеть от холода, чтобы согреться, шмелям нет никакой необходимости.

Тогда для чего они гудят? Еще одно предположение — чтобы «отпугнуть» от цветов конкурентов. Но и здесь есть противоречие. На лугах и полях с клевером у шмелей нет конкурентов. Но они гудят и там.

Источник: https://ShkolaZhizni.ru/world/articles/63073/

Парадокс шмеля

«Шмель – это просто большая пчела, только не жалит и меда не делает. А еще не может летать по законам аэродинамики, но все равно летает!» Хотя, слово «просто» к шмелям применять не стоит, так как у них множество интересных и неожиданных граней.

Шмель, действительно, не просто похож на пчел, но и напрямую относится к их славному семейству. В общем-то, кроме шмелей и пчел в него больше никто и не входит, зато тех и других около 170 родов и более 5 000 видов. Шмели тут, правда, в меньшинстве – 40 родов и 300 видов, но числа все равно впечатляют.

Близкое родство очевидно даже при первом взгляде, но шмели крупнее медоносных пчел раза в два и значительно пушистее. Окраска шмелей, как правило, жёлто-чёрная, часто в полоску.

Кроме того, встречаются виды шмелей с красными или оранжевыми полосами, а некоторые виды окрашены в сплошной чёрный цвет. Предполагается, что окрас шмелей связан с необходимостью баланса между терморегуляцией и мимикрией (маскировочной или предупреждающей).

Как и все пчелы, они живут колониями от пятидесяти до двухсот особей, в которые входят неспособные к размножению самки-рабочие, половозрелые самки и самцы. Самцы имеют более длинные усики, чем у самок. Матки крупнее самцов и снабжены жалом, как и рабочие.

Лидер гнезда, строящий его в начале каждой весны с нуля – матка. Все яйца откладываются в одну камеру, где сперва выводится пара сотен рабочих, затем — полноценные самки и самцы для размножения.

Такие условия жизненно необходимы, ведь срок жизни пчелиного гнезда не превышает полугода. Сперва матка заботится о рабочих, выкармливает их и воспитывает, пока те не переходят на самообеспечение.

Продолжатели пчелиного рода, способные к размножению, появляются на свет лишь в конце лета, чтобы чуть-чуть полетать, поопылять растения, пособирать пыльцу, спариться и окончить на том сказочку. Самцы умирают, самки впадают в спячку, а старая матка погибает. Печальная, но на удивление эффективная схема. Весной самки проснутся, и цикл начнется с нуля.

Даже в чрезвычайно короткой жизни шмеля может найтись место для необычных моментов, по крайней мере, с человеческой точки зрения. К примеру, мед они производят не хуже, чем другие пчелы, но он жидкий, по внешнему виду скорее напоминает сахарный сироп и начинает бродить уже при температуре +4°С.

Несмотря на распространенное мнение, жалить шмели умеют, хоть делают это, действительно, реже обычных медоносных пчел. Зато если уж возьмутся за работу (например, оберегая гнездо), то могут наградить обидчика-человека доброй сотней уколов.

Жало шмеля больше напоминает жало осы и шершня – оно гладкое и легко вынимается из кожи для повторной атаки. Яд не более опасен, чем пчелиный, но учитывая размер шмелей, их лучше не провоцировать ни при каких обстоятельствах.

Густая «шерсть» на теле шмеля нужна ему не только для красоты: она хорошо хранит тепло, позволяя насекомому вылетать за пыльцой и нектаром спозаранку, когда воздух еще слишком холодный и другие насекомые сидят в своих укрытиях.

В итоге, первый нектар достается именно этим наиболее устойчивым к холоду труженикам. По сути, шмели являются живыми обогревателями, с помощью быстрого сокращения мышц груди повышающими температуру своего тела до 40°C.

Любопытно, что в большую жару шмель неспособен летать, так как перегревается. Правда, несмотря на всю свою «нордическую» природу, это насекомое обладает и механизмом охлаждения. Для этого в полете шмель выпускает каплю жидкости изо рта, которая испаряясь охлаждает ему голову.

Распространено заблуждение, будто шмели летают, нарушая законы аэродинамики: «Шмель не должен летать по законам физики, но не знает об этом и все равно летает». Звучит поэтично, спору нет, только вот к реальности это высказывание не имеет ни малейшего отношения.

Легенда гласит, что в начале XX века некий ученый попытался вычислить подъемную силу крыльев шмеля и пришел к неутешительному выводу, что те слишком малы и не могут поддерживать насекомое в воздухе.

Неизвестно, существовал ли подобный эксперимент на самом деле, поскольку из научных текстов можно найти лишь исключительно его опровержения. Механика крыльев у насекомых в целом довольно запутанная штука, но, разумеется, никаких законов аэродинамики и физики она не нарушает. Скорее напротив, является ярким их подтверждением.

Молниеносное движения крыльев шмеля можно сравнить с лопастями микроскопического вертолета, так как принцип более или менее тот же. Единственное, в чем данная байка хоть сколько-то права – летун из бочкообразного шмеля весьма посредственный.

Медоносные пчелы летают лучше шмелей, осы – тоже, а про каких-нибудь мух и говорить нечего. Но шмелиные крылья все же честно выполняют свою роль, доставляя хозяина по назначению безо всяких физических парадоксов.

Кажется, что в шмелином быте, за исключением короткой жизни, царит покой и дружелюбие. Но в семье не без черной овцы или же, в данном случае, кукушки. Шмели-«кукушки» – натуральные паразиты, выживающие исключительно за счет других. Они не собирают пыльцу, зато драться умеют за десятерых, и в этом им помогают более острые жала и челюсти, а также крепкий хитиновый скелет.

Кукушки, как следует из названия, проникают в чужие гнезда, чтобы подбросить хозяевам собственное потомство. Обычно для этого убивается матка и все рабочие, кто осмелится что-то прожужжать против, но ряд видов довольно мирно сосуществуют со своими жертвами. Объедают, конечно, но убивать не станут.

Причем, каждый отдельный вид «кукушек» выбирает себе целью лишь пару «собственных» видов обычных земляных шмелей, отыскивая тех по особым феромонным меткам. Захватив гнездо, паразиты заставляют чужих рабочих пахать на себя, так как собственных породить не в состоянии.

Индивидуальная сила не всегда спасает: периодически обитатели гнезда дают отпор и затыкивают вторженца жалами насмерть. Но самую оригинальную стратегию обороны выработали североамериканские шмели Bombus fervidus. Завидев в своем доме «кукушку», они тут же подносят ей «хлеб-соль», а точнее, сладкий нектар.

Сперва захватчик доволен теплым приемом, пока с удивлением не обнаружит, что нектара как-то многовато. Все тело «кукушки» покрывает клейкая масса, залепляющая глаза и усики, сковывающая крылья, не дающая дышать. Если незваный гость не уберется восвояси, мучительная смерть неминуема — сладкая, медленная и до чертиков ироничная.

Интересно, что несмотря на малые размеры мозга, шмели демонстрируют сложное социальное поведение, способности к логике и обучению. Так, в ходе исследования ученые провели эксперименты с земляными шмелями.

Насекомым были предложены три пластиковых «цветка», в центре которых размещался раствор сахарозы. При этом, «цветки» размещались под прозрачной перегородкой и были напрямую недоступны шмелям.

Специальные шнуры позволяли шмелям вытянуть «цветы» наружу. Сначала «цветки» были свободно доступны, но постепенно ученые все дальше и дальше прятали их под стекло, пока единственным способом добраться до сахара оказался – «дернуть за веревочку».

Из 40 подопытных шмелей с задачей смогли справиться 23. Затем исследователи помещали еще необученных шмелей так, чтобы те могли наблюдать за действиями других сородичей, которые добывали лакомство из-под прозрачной перегородки.

Более 60% из них быстро переняли новый навык и, в свою очередь, смогли извлечь сахар сразу из полностью скрытого «цветка», при этом максимально точно копируя действия «учителей».

Учитывая мирный нрав рядовых шмелей, а также выдающуюся способность к опылению, их понемногу используют на полях и в теплицах. Первая компания, специализирующаяся на разведении шмелей возникла в Бельгии в 1987 году, а следом подобные предприятия начали открываться по всему миру.

Сегодня их число уже выросло до почти четырех десятков. Что тут сказать? Если ты – пчела, пусть и необычная, волей-неволей придется дружить с человечеством. Отнюдь не худший расклад для обоих сторон.

Использованы материалы статьи Сергея Евтушенко с сайта oracle-today.ru

Другие статьи по теме:

Views All Time

20399

Views Today

Источник: https://mirtayn.ru/paradoks-shmelya/

Интересные факты о шмелях

Сегодня поговорим о шмелях. Шмель — летающее насекомое, очень близкий родственник обычной медоносной пчелы.

1

Внешне шмель очень похож на обыкновенную пчелу, только он крупнее, в длину до 2,5 см и больше, его толстенькое тельце густо покрыто волосками.

Спинка тёмная, чаще всего с жёлтыми полосками, но иногда полоски бывают оранжевого или красного цвета, редко встречаются чисто чёрные особи без полосок.

Тельце насекомого заканчивается гладким жалом без зазубрин, которое не видно в обычном состоянии. На спинке расположены 2 небольших прозрачных крылышка.

2

Всего ученые насчитали более 300 видов шмелей. Появились они на Земле около 30 млн. лет назад! Живут в северной части Евразии и Африки, в Северной Америке. Не так давно этих мохнатых насекомых завезли в Австралию и Новую Зеландию. Они прекрасно себя чувствуют и в горах, и в лесах, и в полях.

3

Как живут шмели Они строят гнезда в земле, листовой подстилке, дуплах, птичьих гнездах, кротовых, мышиных, беличьих норах.

В каждой семье насчитывается до 200-300 особей: матки, которые откладывают яйца, они самые крупные — в среднем 26 мм; рабочие, которые достраивают и ремонтируют гнездо, добывают пищу, они самые мелкие — до 19 мм; самцы, которые оплодотворяют маток, имеют средние размеры — до 22 мм.

Один из рабочих шмелей — это трубач. Каждое утро он первым вылетает из гнезда и особым гудением будит остальных.

4

5

6

Шмелиная семья живёт одно лето.

Осенью все насекомые погибают, кроме нескольких оплодотворенных молодых маток, которые зимуют и в апреле начинают строить гнездо, откладывают яйца и заводят новую семью.

Всего 4 стадии развития шмеля: яйцо — личинка (развивается 10-14 дней) — куколка (развивается 14 дней) — взрослое насекомое. Всего от яйца до появления взрослого насекомого проходит в среднем 1 месяц.

Шмели-кукушки Шмели-кукушки (паразитные шмели, шептуны; лат. Psithyrus) — подрод социальных паразитов из рода шмелей (Bombus), не строящих гнёзд и не собирающих пыльцу и нектар. До недавнего времени считался отдельным родом.

Отсутствие необходимости в добыче продовольствия привело к отличиям от прочих шмелей: волоски, покрывающие хитин, реже и короче; хоботок более короткий; хитиновый скелет значительно плотнее; корзинок для сбора пыльцы на задних лапках нет. Каста рабочих отсутствует. Для выведения потомства шмель-кукушка проникает в гнездо шмелей-хозяев, предварительно дав им примерно месяц на развитие.

Для поиска гнезда паразит ориентируется на запах, исходящий из сора, скапливающегося на дне гнезда. Звук полёта более тихий, чтобы не привлекать внимание хозяев. Паразит проникает тайно, первое время прячется от хозяев гнезда, пока не приобретёт их запах, затем выбирается и намеренно прохаживается перед ними, чтобы проверить их реакцию.

Шмелей, не обращающих на него внимания, он не трогает, а тех, кто пытается его атаковать, убивает. Его хитиновый скелет значительно прочнее шмелиного, жало длиннее, а челюсти острее, с крепкими зубцами, и ранят сильнее шмелиных. Но иногда шмели атакуют большой группой, и незваный гость гибнет, так как в его броне есть уязвимые места: конец брюшка и шея.

Обычно шмель-кукушка убивает матку-хозяйку, а затем выбрасывает из расплодных пакетов личинок и яйца (но не куколок — они производят тепло и не потребляют пищевые продукты). Но некоторые виды не трогают хозяев, и они оба (паразит и хозяин) выводят потомство. Но если два шмеля-кукушки проникнут в одно гнездо, то обязательно начнут драку, и один из них неизбежно погибает.

Каждый вид шмеля-паразита развивается в гнёздах одного–двух шмелей-хозяев, а их ареал распространяется почти до северной границы ареала распространения шмелей. Многие виды даже внешне копируют те виды, которые выбирают для развития (у одного вида — только самцы).

Личинки паразита развиваются быстрее хозяйских, а матки менее требовательны к условиям зимовки.

7

8

Интересные факты об шмелях Шмели (лат. Bombus) — род перепончатокрылых насекомых, которые являются близкими родственниками медоносным пчёлам. Около 300 видов шмелей обитают в Северной Евразии, Северной Америке, Северной Африке, а также в горах некоторых других регионов.

Шмели — одни из самых холодостойких насекомых. Они способны, быстро и часто сокращая мышцы груди, ускоренно разогреть своё тело до необходимых 40 °C. Это позволяет им вылетать рано утром и собирать первый нектар, когда воздух ещё недостаточно прогрелся, и даёт шмелям определённое конкурентное преимущество перед другими видами насекомых.

9

Помогает шмелю греться его «шерсть» — она уменьшает теплопотери в два раза.

10

В полете 90 % всей энергии преобразуется в тепло, и потому температура летящего шмеля постоянна: 36С при температуре окружающего воздуха 5°С, и 45°С — при 35°С в воздухе. При более высоких температурах шмель не может летать из-за перегрева. Хотя механизмы охлаждения у шмелей имеются: летящий шмель выпускает изо рта каплю жидкости, которая испаряется и охлаждает голову.

11

Шмель не способен поддерживать высокую температуру тела, когда сидит неподвижно.

12

Живут шмели колониями по 50-200 особей в каждой. В состав колонии входят три типа особей: самки, рабочие (неполовозрелые самки) и самцы. Основателем семьи является самка-матка, это одна из немногих перезимовавших оплодотворенных осенью самок. Ранней весной (конец апреля-май) матка в одиночку начинает устраивать гнездо.

Особенностью шмелей является то, что, в отличие от других общественных пчел, все личинки развиваются и выкармливаются вместе, в одной камере. В нормальных условиях самка, отложив 200—400 яиц, дающих рабочих, начинает откладывать яйца, из которых развиваются самки и самцы.

13

Уже очень давно было замечено, что в шмелиных гнездах перед рассветом появляется «трубач», который, как считалось, поднимает гудением соплеменников на работу. А оказалось, что он просто дрожит от холода. Ведь в предутренние часы температура у поверхности почвы сильно падает. Гнездо охлаждается и, для того чтобы согреть его, шмелям приходится усиленно работать грудными мышцами.

В жаркие дни можно увидеть шмеля у входа в гнездо, который трепещет крыльями. Он занимается вентилированием гнезда.

14

У шмелей, так же как и у пчёл, есть яд, но, в отличие от пчёл, шмели жало в коже человека не оставляют. А жалить соответственно могут много раз подряд.

15

Из-за малой агрессивности шмелей они могут широко использоваться на садово-дачных участках. Существует даже отрасль такая под названием шмелеводство — разведение шмелей для опыления сельскохозяйственных культур с целью повышения их урожайности.

16

Перезимовавшая самка шмеля (матка) ранней весной находит место для гнезда. Обложив гнездо снаружи мхом или сухими травинками, самка делает внутри первую круглую восковую ячейку. Она помещает в ячейку небольшой запас пищи – смесь цветочной пыльцы с медом – и откладывает несколько яиц. Запечатав эту ячейку, матка строит следующие.

17

Существует распространенное заблуждение, что шмель летает вопреки законам аэродинамики. Вероятно, оно возникло в начале XX века при попытке применить к шмелю вычисления подъемной силы, предназначенные для самолетов.

Физик Чжэн Джейн Ван из Корнелльского университета (США) доказала, что полет насекомых не нарушает физических законов. Для этого потребовалось много часов моделирования на суперкомпьютере сложного движения воздуха вокруг быстро движущихся крыльев.

Ван отмечает, что старый миф о шмеле — просто следствие плохого понимания авиаинженерами нестационарной вязкой газовой динамики.

18

Время появления шмелей точно не известно. Самые ранние окаменелости рода Bombus датируются Олигоценом (38 – 26 млн лет), но время возникновения группы пока точно неизвестно. Окаменелость шмеля является очень редкой находкой, поскольку попасть в смолу такому большому насекомому, чтобы полностью потом быть окутанным ею и отвердеть в янтарь, очень сложно.

Находки указывают на Азию, как место, где впервые появились шмели. До сих пор в этой части света обитает наибольшее разнообразие шмелей.

19

Источник: http://zefirka.net/2016/11/09/interesnye-fakty-o-shmelyax/

Интересные факты о шмелях

Шмели, имеющие характерное для русского уха латинское имя Bombus, являются родом перепончатокрылых насекомых, которые приходятся близкой родней медоносным пчелам.

Примерно триста видов шмелей обитают в Северной Африке, Северной Америке и Северной Евразии. Также они встречаются в горах некоторых других регионов земного шара.

Шмель — наиболее устойчивое к холодам насекомое.

Как видно из вышеизложенного, шмели предпочитают северные регионы, что неудивительно, ввиду того, что они относятся к числу наиболее устойчивых к холоду насекомых.

Они могут разогреть свое тело до температуры в 40 градусов Цельсия, которая необходима для полноценной жизнедеятельности насекомого. Для этого шмели используют частые и быстрые сокращения мышц груди.

Благодаря своей развитой терморегуляции они могут вылетать на сбор нектара рано утром, когда воздух еще слишком холодный и другие насекомые еще сидят в своих укрытиях. В итоге, первый нектар достается именно этим морозоустойчивым труженикам.

Благодаря пушку на теле шмель контролирует температуру своего организма.

Другим фактором, который способствует поддержанию нормальной температуры тела, является хорошо известный, всем кто видел шмеля, пушок по телу. Благодаря нему потери тепла сокращаются вдвое.

При температуре окружающего воздуха в 5 градусов шмель удерживает температуру в 36 градусов, а при 35-ти – 45 градусов. По этой же причине шмели не могут летать при слишком высоких температурах – они перегреваются.

Правда, несмотря на всю «нордическую» природу шмеля, обладает он и механизмом охлаждения.

Для этого в полете шмель выпускает каплю жидкости изо рта, которая испаряясь охлаждает голову насекомого.

Когда же шмель сидит неподвижно, высокую температуру тела он поддерживать не способен.

Летящий шмель может развить скорость около 18 километров час. Обитают эти насекомые не поодиночке, как это принято думать, а колониями. Каждая из них состоит из 50-200 особей. Состоит колония из шмелей трех типов: самцов, рабочих пчел (неполовозрелых самок) и самок.

Интересным отличием шмелей от прочих общественных пчел является то, что все личинки выкармливаются и развиваются в одной камере – вместе. Если условия нормальные, то самка откладывает от 200 до 400 яиц дающих рабочих пчел, после чего переходит к откладыванию яиц, из которых вырастут самцы и самки.

Много лет назад было замечено, что в шмелиных гнездах незадолго до рассвета появляется своего рода «трубач». Долгое время считалось, что своим гудением он поднимает пчел на работу. Но исследования показали, что «трубач» просто дрожит от холода, поскольку температура почвы в предрассветные часы сильно понижается.

Гнездо охлаждается и чтобы поддержать его температуру, шмелям приходится изо всех сил работать своими грудными мышцами.

Основателем колонии является одна из немногих перезимовавших оплодотворенных осенью самок (самка-матка).

В жару у входа в шмелиное гнездо тоже можно увидеть трепещущее крыльями насекомое. Однако на этот раз шмель делает это не для повышения температуры, а для вентиляции жилища.

Так же как и пчелы, шмели обладают ядом, однако в отличие от своих дальних родственников жало в коже человека они не оставляют. Соответственно, они могут жалить не один, а много раз подряд.

Существуют так называемые шмели-кукушки, которые ведут паразитический образ жизни, подкладывая свои личинки другим шмелям в их ульи. К тому же они мимикрируют под их окраску.

Скорее всего, это заблуждение возникло в начале двадцатого века, когда к шмелям попытались применить вычисления подъемной силы, которые предназначались для самолетов. Однако физиком Корнелльского университета Чжэн Джейн Ван было доказано, что никаких физических законов полет насекомых не нарушает.

Шмель может ужалить человека.

Чтобы прийти к таким выводам, физику пришлось очень долго моделировать на суперкомпьютере сложные перемещения воздуха вокруг быстро машущих шмелиных крыльев. Как отметила сама Чжэн Джейн Ван, миф о «неправильно» летающем шмеле возник от недостаточного понимания авиационными инженерами нестационарной вязкой газовой динамики.

Ввиду того, что шмели не являются агрессивными насекомыми, их можно широко использовать на садово-дачных участках. Более того – имеется даже такая малоизвестная отрасль как шмелеводство. Эта отрасль занимается разведением шмелей для опыления сельскохозяйственных культур с целью повышения урожайности последних.

Широко известна песня «Мохнатый шмель» из кинофильма «Жестокий романс».

На самом деле текст этой песни является вольным переложением стихотворения Редьярда Киплинга «Цыганская тропа» (The Gipsy Trail), которое было опубликовано в 1892 году, в декабрьском номере журнала The Century.

К слову, после того как Дмитрий Медведев, который в ту пору еще не был президентом России, исполнил эту знаменитую песню на свадьбе у своего друга в костюме цыгана, он приобрел прозвище «Шмель».

Источник: https://animalreader.ru/interesnye-fakty-o-shmelyah.html