Для того чтобы зависнуть над цветком, шмели быстро машут крыльями. Этот метаболический процесс генерирует огромное количество внутреннего тепла. Их полетные мышцы работают настолько интенсивно, что могут поднять температуру тела насекомого на 30–35 градусов Цельсия выше окружающей среды. В жаркий летний день это может привести к перегреву, который грозит летальным исходом.
Когда температура повышается, у шмелей есть несколько способов охладиться, например, отводить тепло от груди к брюшку. Теперь ученые обнаружили еще один метод, которым пчелы спасаются от жары. Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society B, сообщает, что при зависании поток воздуха от крыльев действует как вентилятор, охлаждая насекомое.
Чтобы прийти к этому выводу, исследователи измерили силу ветерка, создаваемого шмелем. Они использовали высокоскоростные камеры, снимающие 1500 кадров в секунду, чтобы понять движения крыльев, и датчики для измерения скорости воздуха. Выяснилось, что зависающие пчелы создают существенный нисходящий поток, движущийся со скоростью до 1,22 метра в секунду.
Для визуализации движения ветра команда использовала пар сухого льда и наблюдала, как воздух сужается в форму воронки над пчелой и выталкивается вниз как турбулентная струя. Затем ученые проверили, обеспечивает ли этот самоиндуцированный бриз какое-либо охлаждение. Они поместили 18 свежеубитых пчел в аэродинамическую трубу, нагрели их до 50 градусов и измерили скорость остывания под потоком воздуха.
Финальным шагом стало использование компьютерных моделей для расчета теплового баланса пчел в разных погодных условиях. Симуляции показали, что в жаркие солнечные дни и маленькие, и большие пчелы перегрелись бы за минуту без своего ветерка. Однако модели также выявили, что прохладным утром маленькие пчелы могут столкнуться с обратной проблемой: они остывают так быстро, что им трудно поддерживать тепло полетных мышц.
