【摘要】 中國科學(xué)家通過探索蜜蜂節(jié)間褶的超微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)蜜蜂能夠自如操控它們的腹部形狀，而蜜蜂腹部高頻伸縮和彎曲變形的這一運動機(jī)制為人類設(shè)計變體飛行器提供參考。閻紹澤團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，蜜蜂吸食花蜜時，其腹部進(jìn)行高頻的“呼吸”運動，配合口器吸食動作，提高了飲食效率。

新華社北京８月２７日電（記者張漫子）當(dāng)蜜蜂在花叢中飛來飛去、采集花蜜的時候，它們的腹部如何彎曲、如何伸縮運動？中國科學(xué)家通過探索蜜蜂節(jié)間褶的超微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)蜜蜂能夠自如操控它們的腹部形狀，而蜜蜂腹部高頻伸縮和彎曲變形的這一運動機(jī)制為人類設(shè)計變體飛行器提供參考。這是近日清華大學(xué)閻紹澤教授團(tuán)隊在美國《昆蟲科學(xué)雜志》上發(fā)文闡明的內(nèi)容。為揭示蜜蜂腹部的變形運動機(jī)理，閻紹澤團(tuán)隊用高速攝影機(jī)觀察蜜蜂在飛行及在受到約束時如何彎曲它們的腹部，研究發(fā)現(xiàn)蜜蜂能操控它們的腹部形狀，其腹部具備高頻伸縮和向腹部內(nèi)側(cè)大角度彎曲的特殊運動能力。閻紹澤介紹，采用掃描電鏡和同步輻射相襯ＣＴ技術(shù)在亞微米尺度上觀察分析蜜蜂背腹板的連接結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了蜜蜂節(jié)間褶的超微結(jié)構(gòu)形式，這種超微結(jié)構(gòu)在蜜蜂腹部實現(xiàn)高頻伸縮和向腹部內(nèi)側(cè)的大角度彎曲上發(fā)揮了主要作用。閻紹澤團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，蜜蜂吸食花蜜時，其腹部進(jìn)行高頻的“呼吸”運動，配合口器吸食動作，提高了飲食效率。這種節(jié)間褶的特殊構(gòu)型使得蜜蜂腹部具有高度機(jī)動的伸縮能力和彎曲變形能力，將對設(shè)計高機(jī)動性和特殊變形需求的空間幾何變體結(jié)構(gòu)，如空天變體飛行器結(jié)構(gòu)提供重要的參考價值。

上述研究成果以“蜜蜂（昆蟲：蜜蜂科）腹部伸縮運動的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)：節(jié)間褶”（Critical Structure for Telescopic Movement of Honey bee (Insecta: Apidae) Abdomen: Folded Intersegmental Membrane）為題近日發(fā)表在美國《昆蟲科學(xué)雜志》（Journal of Insect Science），論文發(fā)現(xiàn)了蜜蜂節(jié)間褶的超微結(jié)構(gòu)型式，闡明了節(jié)間褶超微結(jié)構(gòu)在蜜蜂腹部特殊運動功能上發(fā)揮的關(guān)鍵作用，揭示了蜜蜂腹部高頻伸縮和彎曲變形的運動機(jī)制。美國科學(xué)促進(jìn)會（AAAS）以“Researchers discover how honey bees 'telescope' their abdomens”和“研究人員發(fā)現(xiàn)蜜蜂如何自由伸縮腹部”為題在其網(wǎng)站http://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-07/esoa-rdh072116.php和http://chinese.eurekalert.org/zh/pub_releases/2016-07/aaft-rdh072216.php上分別進(jìn)行了報道，并對作者進(jìn)行了訪談（http://chinese.eurekalert.org/zh/interview/index.php?i=45）。美國昆蟲學(xué)會（Entomological Society of America）、昆蟲學(xué)的今天（Entomology Today）、Yahoo新聞、生命科學(xué)（LiveScience）、每日科學(xué)（ScienceDaily）、物理學(xué)家網(wǎng)（Phys.org）、美國合眾國際社（www.upi.com）、美國Breitbart新聞網(wǎng)(Breitbart News Network)、星球科技（Planet Sci Tech）、伊朗日報（newspaper.iran-daily）、英國每日郵報網(wǎng)（www.dailymail.co.uk）、每日快訊（Everyday News Flash）等國外網(wǎng)站也進(jìn)行了轉(zhuǎn)載和報道。

清華大學(xué)機(jī)械系博士生趙杰亮和吳嘉寧分別為論文第一作者和合作作者，閻紹澤教授為該論文通訊作者。該項研究得到了國家自然科學(xué)基金委、航天一院高校聯(lián)合創(chuàng)新基金和摩擦學(xué)國家重點實驗室的項目資助。清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)測試中心、上海同步輻射光源以及北京高能物理研究所提供了技術(shù)支持。