Habrás escuchado muchas veces hablar de las colmenas de las abejas, una especie con gran diversidad. Si quieres conocer un poco más sobre los panales de abejas, aquí te dejamos información interesante que quizás no conocías antes. Las abejas son una de las especies que más expectación causan debido a su organización social, su inteligencia y el producto de gran calidad que fabrican. Como ya sabemos, estos insectos elaboran sus colmenas en forma de hexágonos, donde viven y cada miembro realiza una función específica según su edad y sus características.
La Colmena y Sus Habitantes
Una colmena de abejas está compuesta por la reina (única hembra sexualmente desarrollada), las obreras y los zánganos. Cada colonia tiene solo una reina.
La Abeja Reina
El propósito principal de la reina es reproducirse. La reina se acopla solo una o dos veces en su vida (pero con múltiples zánganos) y el apareamiento tiene lugar durante sus primeros días. Después de acoplarse en el aire con los zánganos, almacena el esperma de estos en un área especial de su cuerpo para poner huevos durante el resto de su vida (3-5 años). El segundo propósito de la reina es organizar y motivar (a través de feromonas) a las obreras para completar la carga de trabajo de la colmena.
La reina es más grande que el zángano y su tamaño es casi el doble que el de las obreras. Un apicultor puede localizar fácilmente a la reina: además de un tamaño, forma y color diferentes, las otras abejas obreras a menudo rodean a la reina a una pequeña distancia, mostrando respeto y permitiéndole el espacio adecuado para caminar sin problemas. También pueden alimentarla en la boca con jalea real durante la cría (sobre todo en primavera). Durante el resto del año, le ofrecen una mezcla de polen y miel.
Una reina vive una media de 3 a 5 años, pero puede poner huevos a buen ritmo (200.000 huevos por año) durante los primeros 2 a 3 años de vida. Es muy importante tener una reina joven y fuerte en nuestra colmena (preferiblemente de hasta 2 años de edad). Una reina puede poner huevos fértiles o no fértiles.
Las Abejas Obreras
Las obreras (hembras sexualmente subdesarrolladas) son responsables de casi todas las tareas más difíciles. Esto significa proteger la colmena, construir panales, cuidar a la reina, limpiar, pulir, alimentar a las crías, almacenar, recolectar néctar, polen y agua, masticar el néctar y transformarlo en miel a través de enzimas, ajustar la temperatura dentro de la colmena por medio de la ventilación con sus alas, etc.
Los Zánganos
El único propósito de los zánganos es fertilizar a las reinas vírgenes. Los zánganos no tienen aguijón, por lo que ni siquiera pueden proteger la colmena de intrusos.
La Construcción del Panal: Cera y Geometría
Las abejas de la miel (Apis mellifera) construyen sus panales con cera que producen en unas glándulas situadas en la parte inferior del abdomen. Estas glándulas cereras se ubican en la cara anterior de las placas ventrales del estómago de las abejas obreras. Este material es la cera -sintetizada en unas glándulas abdominales de las obreras- y resulta bastante cara de producir.
Para segregar 1 gramo de cera, una abeja debe consumir unos 15 gramos de miel. La cera es la mejor sustancia creada por un animal para almacenar líquidos, no serviría la celulosa o el barro que usan las avispas.
La Geometría Hexagonal: Una Maravilla de la Ingeniería Natural
Los panales son considerados maravillas de la ingeniería. La cuestión de por qué las abejas melíferas se adaptaron a construir sus nidos a partir de celdas hexagonales se ha debatido durante siglos. Los paneles están formados por celdas hexagonales.
Beneficios del Hexágono
Por siglos, los matemáticos han sabido que no existe mejor forma que el hexágono para aprovechar al máximo el espacio con el mínimo de material, pero nunca habían podido decir por qué. Las abejas son las mejores matemáticas, arquitectas y botánicas de la naturaleza. Les encanta optimizar los espacios y sus contenedores son una muestra de ello. Las abejas Apis mellifera usan los hexágonos en sus panales para múltiples funciones: estructuralmente son más resistentes y como contenedores más eficientes y aislantes, además de adaptarse a su cuerpo.
Desde la perspectiva de una abeja, eso significa almacenar más miel en un volumen mayor y gastar menos energía en construir una estructura para contenerla. Y la eficiencia del espacio no es el único beneficio de construir con hexágonos. Gracias a las celdas hexagonales, las abejas pueden aprovechar al máximo el espacio, producir un panal ligero y resistente con muy poca cera, y almacenar la mayor cantidad posible de miel.
Apilados juntos, los hexágonos llenan tramos en una disposición compensada con seis paredes cortas alrededor de cada "tubo", lo que le da a las estructuras una alta resistencia a la compresión. Las colmenas también disipan bien el calor, evitando que la estructura cerosa se derrita en los días calurosos. Los hexágonos son los polígonos de lados más altos que forman mosaicos o encajan entre sí.
Si las celdillas fuesen redondas o con la forma de cualquier otro polígono, quedaría espacio de relleno entre ellas, con lo que se desperdiciaría parte de la preciada cera. Si las celdas fueran cilíndricas serían ideales para la crianza, pero se perdería mucho espacio y se emplearía más cera de la necesaria; por tanto, las abejas siempre construyen sus celdas en hexágonos perfectos, maximizando la superficie útil.
Alguien podría pensar que los cuadrados también son una forma eficiente de almacenamiento, y que con ellos se ahorraría cera. Pero los cuadrados no son eficientes repartiendo la carga en una estructura grande, de modo que un panal cargado de miel, que puede llegar a pesar 4 kilos en un cuadro tipo Langstroth, se vendría abajo.
De hecho, los investigadores ya están imitando el panal para producir estructuras resistentes que aprovechen bien el espacio. Recientemente, el panal sirvió de inspiración a la NASA para la creación del telescopio más potente del mundo que irá en un viaje sin retorno por el universo.
La Conjetura del Panal: Una Perspectiva Histórica y Matemática
Este fenómeno ya despertó la curiosidad de numerosos estudiosos en la antigüedad. En Sobre el Origen de las Especies, Darwin teorizó que la selección natural condujo a "una economía de cera". Alrededor del año 36 a. C., un erudito llamado Marcus Terentius Varro escribió por primera vez sobre este problema matemático en particular, más tarde denominado "la conjetura del panal".
Unos siglos más tarde, otro matemático, Pappus de Alejandría, postuló lo que aún hoy se conoce como la conjetura del panal y que viene a decir lo mismo que dijo Varro pero con una jerga más complicada: "si dividimos una superficie dada en secciones de igual área, resulta ser la división en hexágonos la que lo hace con el menor perímetro".
Pero fue necesario que los matemáticos estudiaran la forma del hexágono para llegar directamente a la verdad. En 1999, el profesor Thomas C. Hales demostró lo que ya Varro había intuido: que los hexágonos son el medio más económico para construir un panal, solo que lo hizo de modo absolutamente preciso y también bastante más complejo, por lo menos para aquellos que somos legos en la materia. En una entrevista de 2019, Thomas Hales, el matemático que finalmente demostró la conjetura, dijo que, en última instancia, "un panal hexagonal es la forma de ajustar la mayor área con el menor perímetro".
La exquisita estructura del panal de abejas es muy adecuada para diferentes necesidades. "Debe ser un hombre aburrido que puede examinar la exquisita estructura de un peine, tan bellamente adaptado a su fin, sin una admiración entusiasta", escribió Darwin.
El Proceso de Transformación: De Círculo a Hexágono
Un panal de abejas es hexagonal por la curiosa manera en la que los crean. Esto se debe a que las abejas comienzan a crear esferas a partir de la producción de cera. Estudios recientes demuestran que, de hecho, las abejas construyen sus celdillas de forma circular, lo que sucede es que para hacerlo deben calentar la cera. Este aumento de temperatura hace que este material se comporte como un semilíquido. La presión y las fuerzas de superficie natural transforman estas formas circulares iniciales en hexágonos perfectos a medida que se unen y compactan.
La Aventura Matemática en la Base de la Celdilla
Pero no termina aquí la aventura matemática de las colmenas. El astrónomo italiano Maraldi (1665-1729) midió los ángulos que formaban los rombos en la base de las celdillas y determinó que eran 109º 28´ el mayor y 70º 32´ el menor.
Unos años más tarde, el físico francés Réamur (1683-1757) lanzó un reto a la comunidad matemática y les pidió a varios colegas que determinasen qué ángulo deberían tener los rombos de la base de una celdilla para que esta pudiese almacenar el mayor volumen posible. El suizo Johan Samuel Köning (1712-1757) respondió y dio los siguientes ángulos como solución: 109º 26´ y 70º 34´. Un pequeño diferencial de 2´.
¿Cómo fue posible que un reputado matemático como Köning se hubiese equivocado? La razón estriba en que utilizó unas tablas logarítmicas con un error de imprenta. La consecuencia de este hallazgo no fue baladí, ya que estas mismas tablas se usaban para calcular la longitud (la distancia al meridiano de Greenwich) en los viajes marítimos.
Funciones de las Celdas Hexagonales
Los hexágonos en las colmenas no son solo por estética y no son solo para almacenar miel. Cada celda hexagonal es una cuna potencial y un suministro de alimento para que se desarrolle una larva. Esta estructura permite a las abejas construir celdillas con el volumen suficiente para almacenar miel para el invierno y proporcionar espacio suficiente para sus larvas utilizando muy poco material de construcción.
Si las celdas de los panales fuesen cuadradas, optimizarían el espacio, pero los insectos necesitan un cubículo adecuado a la anatomía que tendrán tras su metamorfosis.
Transformación de Larva a Abeja | Nat Geo
Tamaño y Tipo de Celdas
Cada celda podrá ser de un tamaño diferente, dependiendo del tipo de abeja que habite en ella. Las celdas de las abejas obreras europeas y americanas tienen un ancho de 5,4 milímetros; sin embargo, las abejas asiáticas construyen sus celdas en 4,9 milímetros.
Sin duda, la que destaca entre las demás es la celda de la abeja reina: mucho más grande y en forma de cúpula alargada.
Tipos y Componentes de Colmenas
Se conoce con el nombre de colmena a la estructura cerrada, ya sea natural o artificial, dentro de la cual habitan las abejas. Podría decirse que esta es la armadura exterior, ya que en la parte de dentro se configura el panal compuesto por celdas hexagonales que crean los propios insectos a base de cera. Según algunos estudios, la composición en forma de hexágono tiene su explicación en que se trata de la figura geométrica con la que mejor se puede aprovechar el espacio. Al mismo tiempo, constituye una base sólida para almacenar el polen y la miel en el interior.
Aunque pocas especies de avispas almacenan miel, también construyen nidos utilizando celdas hexagonales, aprovechando estos mismos beneficios. Hay un tipo de abeja silvestre que hace el panal debajo de la tierra.
Colmenas Naturales vs. Modernas
Dado que la apicultura es una actividad muy antigua, con el paso de los años se han ido perfeccionando los materiales y las técnicas. El objetivo es garantizar que las abejas tengan una vida más larga y saludable, así como incrementar la capacidad de las tareas de recolección.
Por ello, las colmenas naturales apenas tienen presencia en la actualidad. Estas fueron las primeras que se ubicaban en los huecos de los árboles, las rocas o cualquier otro recoveco. Hoy en día, las colmenas modernas construidas por la mano del hombre se pueden dividir en las siguientes subcategorías:
- Colmenas horizontales: Suelen tener una capacidad fija con una cámara de cría en el centro de la estructura y las zonas de miel en los laterales.
- Colmenas verticales: En este caso, la capacidad es variable porque la colmena se puede agrandar hacia arriba colocando paneles móviles encima de la cámara de cría.
Componentes Comunes de una Colmena Artificial
No existe una única estructura en cuanto a colmenas se refiere. La composición varía según diferentes factores, como por ejemplo si es natural o artificial, el lugar donde esté ubicada o el número de abejas. Sin embargo, se pueden mencionar algunas partes que suelen ser comunes en la mayoría de las estructuras que son construidas por los apicultores:
- Soporte estable: Para colocar la colmena de tal forma que esté separada del suelo.
- Piso o fondo de la colmena: Se localiza en la parte inferior y es donde se sitúa la cámara de cría.
- Cámara de cría: Hace referencia al primer cajón donde están los panales con la producción.
- Piquera: Es una abertura en la parte inferior de la colmena que sirve de acceso a las abejas.
- Separador de reina: Consiste en una rejilla entre la cámara de cría y la primera alza. Su función es evitar que la abeja reina pase al piso superior.
- Alzas melarias: Hace referencia al lugar donde se colocan los panales destinados al almacenamiento de miel.
- Panales: Es el sitio donde las abejas van depositando la miel.
- Entretecho: Es la parte que se sitúa entre la última alza y el techo, y funciona como aislante.
- Techo: Se coloca en la parte superior y sirve para cerrar la colmena.
¿Cómo se Construyen las Colmenas de Forma Natural?
Parece casi imposible que unos insectos tan pequeños como las abejas sean capaces de construir colmenas tan perfectas. Estos animales tienen la capacidad natural de elaborar cera a partir de la mezcla que realizan entre su propia saliva y algunos productos vegetales. Gracias a esta composición y a su disposición para organizarse, pueden modelar a la perfección su vivienda.
Aunque se trata de una estructura bastante compleja, las abejas suelen tardar una semana aproximadamente en finalizar la construcción.
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