ربما يكون النحل أكثر الحشرات التي تثير افتتاننا وفضولنا. باستثناء القارة القطبية الجنوبية ، توجد في جميع القارات ، في جميع الموائل التي تحتوي على النباتات المزهرة الملقحة بالحشرات. تعود صور البشر الذين كانوا يجمعون العسل من النحل البري إلى 15000 عام مضت ، وقد تم العثور على أواني من العسل في مقابر الفراعنة المصريين مثل توت عنخ آمون. على الرغم من أننا عمومًا لدينا فكرة ثابتة حول شكل نحل الكرتون ، إلا أن هناك آلاف الأنواع حول العالم ، بأحجام وألوان وسلوكيات مختلفة. حتى أن هناك العديد من الأمثلة على النحل الانفرادي ، والكثير منها لا يحتوي على اللسعات ، وحتى بعض الأنواع التي تعيش عن طريق نهب مستعمرات أخرى أضعف. لكن الشيء الذي أثار إعجاب الباحثين باستمرار هو تنظيم خلاياهم ، وهي بالفعل مدن مكتظة بالسكان ولديها كفاءة تجعل أي مخطط حضري يشعر بالغيرة.
مجتمعات النحل معقدة ومقسمة إلى مجموعات هرمية. بين الإناث ، هناك ملكة النحل ، أكبر بكثير من غيرها ، المسؤولة عن وضع البيض. هناك أيضًا عمال يقسمون أنفسهم لأداء جميع الوظائف الأخرى في الخلية ، مثل بناء خلايا الحضنة ، والتغذية ، وجمع الطعام خارج الخلية ، والدفاع عن العش وتنظيفه. ذكور المستعمرة هي ذكور ، بأعداد أقل ، وظيفتها الوحيدة هي تخصيب الملكة أثناء رحلة الزواج. هذه المنظمة لديها اختلافات طفيفة بين الأنواع. على سبيل المثال ، فإن نوع Mirim Droriana ، الشائع في البرازيل ، يحتفظ دائمًا بنحلة أميرة سجينة (ملكة نحل غير مخصبة) ، جاهزة لممارسة وظيفتها في حالة وفاة ملكة النحل.
عندما نقترب من الهياكل المادية للخلايا ، فإن مجموعة متنوعة من أنواع البناء ضخمة أيضًا. بينما تقوم Apis Melifera بتخزين العسل في أمشاط سداسية تقليدية ، هناك أنواع تخلق ناطحات سحاب متداخلة حقيقية. النوع الأسترالي Tetragonula carbonaria ، على سبيل المثال ، هو النوع الذي يفتقر إلى الذخائر الدفاعية المعروفة والمرعبة. لكن هذا لا يعني أنه ليس لديهم آليات حماية. تم بناء العمارة داخل خلاياهم بطريقة تجعل الخنافس والحشرات الغازية الأخرى التي تحاول التسلل إلى الأعشاش تضيع في المتاهة وتقتل بمزيج من الشمع والطين وراتنج الخضروات.
تمت دراسة هذا النوع على وجه الخصوص كثيرًا بسبب التصاميم المكتشفة في خلاياها. لاحظ العلماء مجموعة متنوعة من الهياكل في أقراص العسل في ثلاثة أبعاد يمكن تصنيفها إلى أنماط مستهدفة وأنماط لولبية ، والتي يمكن أن تصل إلى 20 طابقًا. ما أثار فضول الباحثين هو كيف يعرف العمال نوع الهيكل الذي يجب اتباعه. كيف يعرفون من أين يبدأون في بناء الخلية التالية وما هي الأبعاد الدقيقة التي يجب اتباعها ، بدون مشروع أو مخطط رئيسي؟
كل خلية دائرية صغيرة عبارة عن حجرة بيضة ، بناها نحلة عاملة تفرز الشمع هناك لتشكيل الهيكل. يتم تزويد هذه الخلية بالطعام الذي تقوم به نحلة ممرضة ثم تملأها ملكة النحل بالبيضة. داخل هذه الخلايا ، ينمو النحل من البويضة إلى مرحلة البلوغ في حوالي 50 يومًا. عند الانتهاء من بناء الخلية ، ينتقل العمال إلى الخلية التالية ، والبناء للخارج وللأعلى في نمط حلزوني. أي أنه كلما ارتفع المستوى ، قل نصف القطر.
في هذه الورقة المنشورة في مجلة الجمعية الملكية ، لاحظ العلماء أن التشكل الناتج مشابه لنمط نمو البلورات. وفقًا للباحثين ، في كل من البلورات وأمشاط هذا النوع من النحل ، يحدث النمو في طبقات. تنمو كل طبقة من خلال إضافة وحدات فردية ، ويمكن وصف كلاهما ضمن الهيكل الرياضي للوسائط المثيرة. يمكن أن تعمل البلورات ، والفطريات اللزجة ، والدماغ ، والقلب ، والمذبذبات الكيميائية ، وحرائق الغابات والعديد من الأنظمة الأخرى كوسائط مثيرة ؛ في هذه الحالة ، يقوم النحل بصنع أمشاطه أيضًا. ما تخبرنا به الرياضيات هو أن العمليات التي تدفع الذرات أو الجزيئات إلى التجمع مثل البلورة لها نفس البنية الرياضية مثل العمليات التي تدفع النحل عند بناء أمشاطهم ، بحيث يكون لكل منهما نفس الأنماط الحلزونية والهدف. “هناك تكافؤ رياضي جميل بين كيفية بناء الجزيئات للبلورة وكيفية قيام النحل ببناء قرص العسل.”