A méhek és a virágos növények egymásra vannak utalva, ám egyes növények nem teszik könnyen hozzáférhetővé a virágporukat. A rovaroknak megfelelő frekvenciájú rezgéssel kell mozgásba hozniuk a porzót, hogy a pollen kiszabaduljon, és ne maradjon a virágban.

A méhek egyik legfontosabb feladata a növények beporzása. Miközben összegyűjtik a pollent, hogy a kaptárban fehérjében gazdag táplálékot készítsenek belőle, virágról virágra szállítják a növények szaporítósejtjeit, ezzel elősegítve a növények szaporodását.

Számos növény virágporához azonban nem lehet egyszerűen hozzáférni: a pollen csak akkor szabadul ki, ha a porzót megrázzák. A méhek ezért beleharapnak a virágba, vagy szorosan hozzásimulnak, majd repülőizmaikkal rezgést keltenek. Így juttatják ki a pollent a nehezen hozzáférhető tárolóhelyéről.

Ezt a folyamatot vibrációs beporzásnak nevezik. Mechanikai szempontból a méh és a virág oldaláról egyaránt összetett jelenségről van szó. A Bécsi Műszaki Egyetem (TU Wien) kutatói azt vizsgálták, hogyan reagálnak a bonyolult felépítésű porzók a méhek által keltett rezgésekre. Eredményeiket a Journal of the Royal Society Interface folyóiratban közölték.

A pollen kiszabadulását nemcsak a rezgés sebessége és erőssége befolyásolja, hanem az is, hogyan mozognak egymáshoz képest a virág egyes részei. A korábbi biomechanikai kutatások többnyire a burgonyafélék (Solanum) nemzetségének növényeire összpontosítottak. Ide tartozik például a paradicsom, a burgonya és a padlizsán. Ezek porzói viszonylag egyenesek és merevek, ezért mechanikai szempontból egyszerűbbek.

Az új vizsgálatban a kutatók a pompás medinilla (Medinilla magnifica) nevű trópusi növény porzóit tanulmányozták. Ezek összetett szerkezetűek: vékony porzószálból és erősen ívelt portokból állnak, amelyek egymáshoz kapcsolódnak. A virágpor a portok végén található nyíláson keresztül távozik.

„Bizonyos frekvenciákon egy összetett tárgy különböző részei összehangoltan mozognak, más frekvenciákon viszont ellentétes irányban. Pontosan ezt figyeltük meg a Medinilla magnifica porzóinál: eltérő frekvenciájú rezgésekre egészen különbözően reagáltak” – mondta Siyang Zhou, a tanulmány első szerzője, a Mechatronikai és Teljesítményelektronikai Intézet (MPEI) munkatársa.

A kutatók elektromechanikus vibrációs próbapadot építettek, amelyen különböző paraméterű rezgések hatását vizsgálták. Az egyes porzókat a berendezéshez rögzítették, mozgásukat pedig lézerrel mérték. Így a porzó részeinek rezgési amplitúdóját és fázisát egyaránt meg tudták határozni.

Kiderült, hogy a pompás medinilla porzójának három rezonanciája van az 1000 hertz alatti frekvenciatartományban. Rezonancia esetén a porzó részei maximális amplitúdóval mozognak, ami elősegíti a pollen kiszabadulását. Az első rezonancia körülbelül 87 hertznél jelentkezett: ekkor a porzó egységes egészként mozgott és meghajlott.

A második, 273 hertz körüli rezonancia még erősebb hajlást idézett elő. Ez beleesik a méhek zümmögésének 100–400 hertzes tartományába. A rovaroknak azonban nem kell pontosan eltalálniuk egyetlen frekvenciát: elegendő a megfelelő tartományban maradniuk, mert a porzó alakváltozása így is kiszabadítja a virágport.

A 273 hertzes érték csak tájékoztató jellegű, mivel a méh tömege megváltoztatja a rendszer mechanikai tulajdonságait. A második rezonanciánál magasabb frekvenciákon a porzó részei ellentétes irányban mozogtak, ami szintén segítheti a pollen kijutását.

A méhek testmérete jelentősen eltérhet, mégis képesek ugyanazt a virágot beporozni. Ez is arra utal, hogy nincs szükségük hajszálpontosan beállított rezgési frekvenciára. A kutatók szerint az eredmények azt támasztják alá, hogy a méhek és a virágok együtt fejlődtek, még a kölcsönhatásuk mechanikai sajátosságainak szintjén is.