نویسنده: ندا علی‌خانی
بروزرسانی: ۳ مهر ۱۴۰۲
طبیعت همواره مملو از اتفاقات شگفت‌انگیز و پیچیده‌ای است که گاهی باور آن غیرممکن است. شاید زمانی که بشنویم گرده‌افشانی گل‌ها به واسطه‌ی ایجاد میدان بار الکتریکی با همراهی زنبورعسل رخ می‌دهد، شوکه شویم؛ “میدان بار الکتریکی” و “گل‌ها”، دو مسئله‌ای که به ظاهر شاید هیچ ارتباطی میان آن‌ها دیده نشود. اما از آن‌جایی که کاربردهای علم فیزیک در فناوری بسیار گسترده بوده، در طبیعت هم می‌توان ردپایی از این دانش را دید. برای آشنایی با نقش زنبورعسل در گرده افشانی به واسطه میدان الکتریکی میان گل‌ها، مطلبی که در کتاب فیزیک پایه یازدهم به عنوان موضوع تحقیق مطرح شده، با مقاله‌ی پیش رو همراه شوید.
نقش زنبورعسل در گرده افشانی به واسطه میدان الکتریکی میان گل‌ها
احتمالا برایتان پیش آمده که بعد از مالش دست خود بر روی لباس یا سطحی پارچه‌ای و تماس آن با جسمی دیگر مانند دست‌گیره درب یا جسمی مانند بادکنک، یک اصطکاکی ایجاد شده و به دلیل تجمع بارالکتریکی، واکنش لحظه‌ای در حین تماس به وجود آید.
معمولا بر روی برخی از سطوح نارسانا در نتیجه‌ی تماس با جسمی دیگر، یک تجمع بار الکتریسته ساکن اتفاق می‌افتد که به آن تریبوالکتریک یا الکتریسیته تماسی می‌گویند. بسیاری از موجودات زنده از جمله انسان‌ها هم این تجمع بار را در اطراف و بر روی بدن خود داشته اما از آن مطلع نیستند، تا زمانی که تماس به سطحی باعث تحریک نورون‌های بدن آن‌ها شود. این پدیده در میان برخی حشرات مانند زنبورعسل و گیاهان هم دیده می‌شود. موضوعی که بیش از یک دهه مورد تحقیق و مطالعه‌ی دانشمندان بسیاری بوده‌است.
واکنش بارالکتریکی میان زنبورعسل و گل‌ها
زنبورها اساسا دارای بار الکتریکی مثبت بوده و گل‌ها دارای میدان بار الکتریکی منفی هستند. شاید بتوان همین موضوع را علت جذب گرده‌ی گل‌ها به سوی زنبورها عنوان کرد. در یک مقاله‌ی علمی به نام PNAS به بررسی میدان بار الکتریکی اطراف گل‌ها و زنبورها، رابطه‌ی میان آن‌ها و تاثیرش بر گرده‌افشانی پرداخته شده‌است. در این مقاله حس شدن بارالکتریکی اطراف گل‌ها توسط رشته‌های حسی موجود بر روی بدن زنبورعسل که همان پرزهای بدن او بوده، در اثر توزیع بارهای الکتریکی بر اثر القای الکترواستاتیکی تایید شده‌است.
در طول مطالعات انجام شده بر روی این موضوع مشخص شد که زنبورها می‌توانند گل‌هایی که دارای بار الکتریکی بوده را از گل‌های بدون بار تشخیص دهند. سپس بعد از نشستن زنبور بر روی گلی با بار الکتریکی منفی، در میدان باری ایجاد شده زنبور بخشی از بار مثبت خود را به گل منتقل کرده و در نتیجه بخشی از بار منفی گل در این تماس خنثی می‌شود. این جریان ۱-۲ دقیقه زمان نیاز دارد. فرضیه‌ی جالبی که در این مطالعه مطرح شد این است که زنبور حتی ممکن است بتواند تشخیص دهد که آیا زنبور دیگری هم اخیرا از گرده‌ی این گل استفاده کرده یا خیر!
فرضیه‌ای دیگری که در حین انجام مطالعات نوشته شده در مقاله‌ی PNAS مطرح شد، بررسی و مقایسه‌ی عملکرد رشته‌های ریز روی بدن زنبورعسل (پرزها و موهای بسیار ریز) با شاخک‌های این حشره در واکنش به میدان بار الکتریکی میان زنبور و گل‌ها است. کدام یک عملکرد بهتر و قوی‌تری دارند؟ نخستین نتیجه‌‌ای که در این بررسی به دست آمده این است که هم شاخک‌ها و هم رشته‌های ریز هر دو به دلیل تحرکی که دارند دارای بار الکتریکی می‌شوند. حرکت آن‌ها نقشی اساسی در باردار شدن آن‌ها دارد. در ادامه برای بررسی سرعت انتقال بارها در میان این دو ساختار (شاخک و رشته‌ها)، از یک ارتعاش‌سنج لیزری استفاده شد. نتایج ارتعاش سنج نشان می‌دهد که سرعت انتقال بار از رشته‌ها به مراتب بسیار بیشتر از سرعت انتقال از سوی شاخک‌هاست. اما شاخک‌ها به محرک‌های بویایی پاسخ بهتری می‌دهند.
در مقابل بررسی‌ها نشان می‌دهد که شاخک‌های زنبورها می‌توانند در زمان تمایل برای برقراری رابطه با دیگر زنبورهای کندو برای جفت‌گیری، عملکرد بهتری داشته و سریع‌تر تحریک می‌شوند. معمولا در چنین مواقعی زنبورها از حرکت شکم و بال خود برای تحریک زنبوری دیگر استفاده می‌کنند و همین اتفاق منجر به ایجاد میدان بار الکتریکی می‌شود. در این زمان شاخک‌ها در مقایسه با پرزهای بدن در زمان کوتاه‌تری واکنش نشان می‌دهند.
چگونگی انجام گرده‌افشانی به کمک زنبورها
در نهایت با بررسی مطالعات مختلف مشخص می‌شود که در دنیای حشرات و گیاهان اتفاقات شگفت‌انگیزی رخ می‌دهد که ردپایی از دانش فیزیک هم در آن دیده می‌شود. زنبورها بر اثر حرکت پرزها و بال‌های خود دارای بار مثبت شده و در تماس با گل‌هایی با میدان بار الکتریکی منفی باعث جذب گرده‌های گل به سمت خود می‌شوند. زمانی که همین زنبور که اکنون میدانی از بار مثبت و منفی را حمل می‌کند به طرف گل دیگری می‌رود، گرده‌هایی با بار منفی جذب شده را بر روی کلاله‌ی گل جدید (بخشی از گل که گردهها را می‌پذیرد) انتقال می‌دهد. کلاله زمانی می‌تواند گرده‌های آورده شده را به خود جذب کند که نیرویی که بر گرده برای جذب به سوی خود وارد می‌کند، بیشتر از نیرویی باشد که زنبور برای نگه‌داشتن گرده نزد خود وارد می‌کند. این تغییرات، انتقال نیرو و جابجایی در نهایت منجر به ایجاد فرآیند گرده‌افشانی میان زنبورها و گل‌ها می‌شود.
کلام آخر
میدان بارالکتریکی در اطراف بسیاری از اجسام رسانا و نارسانا می‌تواند به وجود آید. موضوعی که باعث ایجاد واکنش‌هایی میان زنبورها و گیاهان و در نتیجه‌ی آن گرده‌افشانی می‌شود. همانطور که در ابتدا اشاره شد، در کتاب فیزیک پایه یازدهم هم تحقیقی با این عنوان آورده شده‌است. شما همراهان ستاره می‌توانید برای یافتن پاسخ بسیاری از تحقیق‌ها و پرسش‌های کتاب‌های درسی مقاطع مختلف تحصیلی به بخش محتوای کمک درسی سایت مراجعه کنید.
برگرفته از: pnas
