蜂群中的集体体温调节

结群是蜜蜂行为的重要组成部分，成千上万只蜜蜂相互依附形成致密的蜂群，可能在环境中暴露数天。该蜂群能够在没有中央控制器的情况下主动维持其核心温度，这引发了关于其实现机制的疑问。我们提出，蜂群类似于一种活性多孔结构，其功能需求是通过改变孔隙率来适应外部条件，从而控制其核心温度。利用一个由移动多孔介质热传递的对流 - 扩散方程组构成的连续介质模型，我们表明，有效“行为压力”的均衡（该压力通过密度变化传播环境温度信息）导致了有效的体温调节。我们的模型通过聚焦于行为压力的形式和作用这一机制问题，扩展并概括了先前的模型，使我们能够解释蜂群的垂直不对称性（作为浮力驱动流的结果）、蜂群在低环境温度下过度堆积而在高环境温度下不解体的能力，以及对环境温度大幅变化的相对不敏感性。最后，我们的理论提出了关于蜂群密度应如何响应外部强加的温度不均匀性的可检验假设，并为仿生体温调节提出了策略。