ハチの巣が六角形(ハニカム構造)なのはなぜ?六角形のメリットいろいろ。

ハチの巣の六角形

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ハチの巣が六角形をしているのは周知の事実ですね。

ハニウィキちゃん
あれでしょ。隙間なく埋められるとかなんとか。

それも1つあります。

でも実は「六角形であるメリット」はいくつもあるんですよ!

今回は、

六角形にはどんなメリットがあるの?

について詳しくご紹介しようと思います。

ハニウィキちゃん
少し頭の体操も入ってくるよ〜。
イライラしているときは読まない方がいい、かも。

限られた空間でより多くの部屋を作れる

密集した部屋の集合住宅のイメージ

ハチの巣の六角形の部屋には、ハチミツが貯蔵されたり卵や幼虫が育成されてたりします。

ハチの立場から見れば部屋の数が多いに越したことはありません。

単純に巣の大きさを大きくすれば済むハナシではありそうですが、むやみ巣を大きくすると重すぎて落下してしまったり、外敵に侵入されるスキを多くしてしまう恐れもあります。

ハニウィキちゃん
つまり限られた大きさの中で、より多くの部屋づくりが必要だったわけだね!

そうなんです。

とはいえ、じゃあ部屋の大きさを極小にすればいいかと言うとそうでもなく。。。

前述した通り、幼虫の世話も六角形の部屋で行なうので、ある程度の広さは必要なんですね。

家の大きさも部屋の広さも変えられないが、部屋数は多くしたい

…なんだか、とんちクイズに出てくるような命題ですね(笑)

でもハチたちはやってのけました!それが六角形の部屋だったのです。

ハニウィキちゃん
でもなんで六角形が最適な答えになるの??

例えば、紙に適当な広さの丸を描いてみてください。

仮にその丸を家の大きさとします。

そして一定の面積を持った部屋をなるべく多く描いてみようとしてください。

部屋の面積は大きくても小さくてもいいですが、必ず全部屋同じ面積・同じ形にしてください

(同じ形にする理由は後述しますので、ここではガマンしてくださいね。。)

人によっては三角形や四角形、あるいは円を並べるかもしれませんね。

結論を書いてしまいますが、この最適解が正六角形なのです!

正六角形で敷き詰めた場合、他のあらゆる図形を並べたときよりも多くの部屋を確保できるというわけ。

ハニウィキちゃん
ハチたちは長い進化の過程で、この形に自然とたどり着いたんだね〜。

とても丈夫(衝撃に強い)

ハニカム構造の強度メリットの解説図

上の図をご覧ください。

これは例として三角形と四角形、そして六角形を敷き詰めたものに、外から力が加わったらどのように力が分散されるかを図示したものです。

六角形のハニカム構造は力の分散の方向が多い(=ひとつの辺にかかる負担が少なくなる)ので、強度的にメリットがあるんですね!

ハニウィキちゃん
それなら他の図形でもっと負担の少ない形があるんじゃないの?

まぁ確かにありますね(汗)もっと複雑な形、多角形であればさらに丈夫な構造ができそうなものです。

でも次にお話しする要因で、ハチは六角形のハニカム構造にたどり着いたんです。

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少ない材料で作れる

資材のイメージ

これが非常に重要です!

ハチたちは自分の巣を、自分たちの分泌液や花粉などを混ぜ合わせたもので構築しています。

自然界の大原則ですが、欲しい材料がいつでも好きなだけあるわけではありません

生き抜くためには、なるべく少ない材料や労力で最大限の効果を発揮しないといけないんですね。

つまりハチたちは、

『最小限の材料で』

『それなりに強度があって』

『より多くの数の部屋を作れる』

この3条件を同時に満たさないといけなかったワケです。

多くの部屋を作りたいなら、例えば幼虫などを育てる部屋は広くして、他の部屋は小さくして、、、ということをやればいいのですが、そうすると強度的な問題多くの材料が必要になったりします。(巣の管理的な問題もあるのかもしれません)

これが前述のクイズで「全部屋全て同じ面積・同じ形」を条件にした理由です

強度を最強にしたいなら、もっと複雑な形や壁が厚い部屋にすればいいですが、複雑な形=表面積が大きい多くの材料が必要になる、ということです。

円(サークル)も強度がとても強いですが、敷き詰めようとすると隙間ができてしまうので、その隙間を何で埋めるの?ってハナシになります。

こういった自然界で生き残る可能性を高める条件も考えると、今のハチたちの六角形ハニカム構造はまさにバランスのとれたベストな答えになるんです!

ハニウィキちゃん
自然の進化ってすごいね!

ちなみにここまでの内容は以下の動画で、視覚的にわかりやすく解説してくれています。

出典:Youtube|Why do honeybees love hexagons? – Zack Patterson and Andy Peterson

この動画の中で言われている「蜜蝋(honey wax)」というのが巣を構築するのに必要な材料です。

ハニウィキちゃん
最初からコレ見せてくれればよかったんじゃないの。。。

えぇ〜。。。そんなこと言わないで(泣)

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