מנגנון מתוחכם שפיתחו דבורי הדבש, יהווה השראה לייצור ועיבוד חומרים רכים

דבורה בזמן פעולת ההאבקה, צילום: דורון צוקר - באדיבות מועצת הדבש

נוכח היעלמותן המאסיבית של דבורי הדבש בעולם, הורחבו בשנים האחרונות המחקרים על חייהן ופעולת ההאבקה שהן מבצעות, בלעדיה לא יהיה לאנושות מזון מן הצומח. מחקר חדש בהובלת המכללה להנדסה של ג'ורג'יה טק, אשר ביקש לבחון את פעולת ההאבקה שמבצעת דבורת הדבש, מצא כי הדבורים פיתחו מנגנון מתוחכם להפיכת חלקיקי אבקת פרחים לצורת גוש כדורי ויסקואלסטי, בעל תכונות של צמיגיות ואלסטיות, המאפשר להן להוביל את אבקת הפרחים שאספו באופן יעיל, מהיר ומהימן לאיסום בכוורת.

» רוצים לקבל עדכונים נוספים ? הצטרפו אלינו לווטסאפ / טלגרם / פייסבוק

התגלית עשויה לשמש בסיס לפיתוח שיטות חדשות ליצירה ועיבוד של 'חומרים רכים', שקיים קושי לשמרם, מאחר והם ניתנים לעיוות בקלות, כגון נוזלים, פולימרים, קצף ומרבית החומרים הביולוגיים הרכים.

מהמחקר עולה, כי בכדי לאסוף ולהעביר אבקה לכוורת, מערבבות דבורי הדבש חלקיקי אבקנים עם צוף, ומהן יוצרות גוש כדורי הנצמד לכל אחת מרגליהן האחוריות. לצורך הנחת הכדורים בתא בכוורת, הן מגרדות אותו באיטיות ובזהירות באמצעות רגליהן הנוספות. המחקר שנערך במעבדה של פרופסור דיוויד הו, מבית הספר להנדסת מכונות של ג'ורג' 'וו. וודרוף, ניסה להבין טוב יותר את המכניקה המורכבת של תהליך זה, העשוי לתת השראה לייצור ועיבוד חומרים רכים בדרכים חדשות.

דוקטור מרגרט מאטרן, מהפקולטה להנדסת מכונות בג'ורג'יה טק אומרת: "מדדנו את התכונות הוויסקואלסטיות של צמידות האבקה לדבורה וגילינו שלגושים הכדוריים זמן תפוגה (רלקסציה) מאד ארוך, דבר המעיד על כך שהן נותרות בצורה שרובה מוצקה במהלך השינוע לכוורת וכך נשמרות מפני המסה או התפרקות עקב תנודות הרטט במהלך התעופה של הדבורה".

מאטרן מציינת את חשיבות הבנת תהליך ופעולת ההאבקה על ידי דבורת הדבש, מאחר ומעל 35% מייצור הגידולים החקלאיים וגידולי הבר בעולם, תלויים בה. "דבורי הדבש הן המאביקות החשובות ביותר בעולם. אם אנחנו רוצים לשמור על העולם, בו נוכל לחיות ולאכול מזון, עלינו לעשות הכל בכדי להגן על המאביקים ולכן חשוב מאוד שנבין כיצד פועלת דבורת הדבש לביצוע האבקה" אומרת מאטרן.


אוספות אבקה מפרחים במרחקים עצומים, צילום: דורון לב - הפורטל לחקלאות טבע וסביבה

כחלק מהמחקר, ניסו מאטרן וצוות המחקר בג'ורג'יה טק, לשחזר במעבדה את תהליך הסרת כדורי החומר מהרגליים האחוריות של הדבורים לכוורת, באמצעות מכשיר שבנו וביצע את גירוד האבקה מרגלי הדבורה. הניסוי הניב שתי תגליות חשובות: דבורי הדבש היו הרבה יותר יעילות בהסרת הגושים, מאשר מכשיר הגרידה המלאכותי (המכשיר הותיר הרבה שאריות אבקה על הרגל). בנוסף, מצאו שהסרת האבקה באופן איטי מפחיתה את עוצמת הכוח והעבודה הנדרשים להסרת הגושים, שכן חרקים מסירים אבקה מגופם במהירות איטית פי 2-10 מהמהירות הרגילה בהסרת חומרים אחרים.

פרופ' הו מסביר: "אם מסירים את אבקת הפרחים באיטיות מרבית, ניתן להימנע מהפעלת כוח הנדרש להסרתו במהירות. הסרת הגוש הכדורי היא בעצם ההיפך מתלישת פלסטר. ישנם שני מרכיבי מפתח ליעילות הובלת האבקה על ידי דבורי הדבש, הגושים הכדוריים הינם דביקים, דבר המאפשר להם להיצמד לרגליים האחוריות, בנוסף, לדבורי הדבש מבנה מיוחד על גבי הרגליים, הנקרא סל אבקה (קורביקולה) ומוקף שערות דקיקות, ארוכות ומעוקלות, המשתלבות בתוך הגוש הכדורי ומאפשרות את הדבקתו לרגליים.

דבורי הדבש אוספות אבקה מפרחים במרחקים עצומים של קילומטרים. האבקה עלולה להיות שונה בגודלה מפרח לפרח והן חייבות לאסוף את כל החלקיקים האינדיבידואליים ולהביאם למקום אחד, תוך ביצוע עשרות סיורי איסוף ביום ושמירה על ניקיון גופם. הן פתרו אתגרים אלו באמצעות פיתוח של שיטה מיוחדת ומתוחכמת, המנצלת את תכונות החומר הרך של הגושים הכדוריים" אומר פרופ' הו.

בנוסף, מחדד מאמר המחקר, כי דבורי הדבש מסוגלות לאסוף חלקיקי אבקה בצורות ובגדלים שונים, תוך פיתוח אמצעי להובלתם, בשונה ממיני דבורים אחרות, האוספות ונושאות רק סוגים ספציפיים של אבקה הדומים בגודלם ומשתמשות בטכניקות אחרות.

צוות המחקר מאמין שמחקרים נוספים בנושא זה, עשויים להוביל להתפתחויות חדשות ביצירה, עיבוד ושמירה על חומרים רכים בטבע.

אופי רייך, מנכ"ל מועצת הדבש: "חושיה ויכולותיה של דבורת הדבש תמיד הדהימו את החוקרים בעולם, מאמר חשוב זה מסביר את היכולת הגבוהה של הדבורים לבצע את פעילות האבקה ביעילות רבה ומתוחכמת במיוחד. עקב היעלמות של כשליש מאוכלוסיית הדבורים בעולם, הורחבו המחקרים בעשור האחרון, באוניברסיטאות ובמכונים מקצועיים בעולם בתחום ענף הדבורים, במטרה לגלות כיצד ניתן לסייע למאביקה החשובה ביותר בעולם, להמשיך לבצע את עבודתה בהאבקת צמחי החקלאות. חשוב לזכור, כי שירותי ההאבקה שמספקים מגדלי הדבורים, הדבוראים לחקלאים באמצעות דבורת הדבש, הם מוצר חיוני והכרחי לקיום חקלאות הצומח בישראל, אשר הצורך בו אינו שנוי במחלוקת ונועד להבטיח אספקת מזון, ללא הדבורים לא יהיה לאנושות מזון מהצומח", מציין רייך.


אופי רייך מנכ''ל מועצת הדבש, צילום: מועצת הדבש

על פי נתוני מועצת הדבש בישראל, כיום פועלים בישראל 500 דבוראים המטפחים 120,000 כוורות הפזורות בנקודות מרעה צופניות ברחבי הארץ, מתוכן 80,000 כוורות משמשות להאבקה. דבורת הדבש תורמת באמצעות האבקת הגידולים לתוצר החקלאי בישראל כ-3 מיליארד שקלים בשנה ובעולם 215 מיליארד דולר.

המאמר, "ביומכניקה של הסרת אבקה על ידי דבורת הדבש" פורסם בכתב העת Journal of the Royal Society Interface

פורסם בחדשות