Konstiga, spiralbikammar ser ut som fantastiska kristallpalatser. Nu vet vi varför.

I en värld av intetsägande sexkantiga honungskakor har en liten grupp upproriska australiska bin valt att bygga spiraltrappa.

Möt bina i släktet Tetragonula. Dessa Aussie-pollinatorer har inga stingers, men kompenserar för sina defensiva brister genom att bygga fascinerande vaxfästningar vars skönhet länge har fängslaat Internet.

Dessa spiralstrukturer är faktiskt gigantiska, snurriga bo som kallas "stamkammar". Varje liten cirkulär cell är en äggkammare, byggd av en vaxutsöndrande arbetarbi, försedd med uppblåst mat av en sjuksköterska och sedan fylls med ett ägg av drottningen själv. När en cell är klar går arbetarna vidare till nästa och bygger utåt och uppåt i ett spiralmönster som ibland kan uppgå till 20 våningar, Tim Heard, en entomolog vid The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) i Australien, tidigare berättade .

Relaterat: Googly-ögon: Se bilder på slående getingsytor

Så hur gjorde det Tetragonula bin blir insektsvärldens Frank Lloyd Wrights? Anställer varje koloni sin egen mästarkitekt, som är ansvarig för att vägleda sin kamkonstruktion - eller följer varje arbetare bara en medvetslös uppsättning individuellt kodade byggregler? Enligt en studie publicerad idag (22 juli) i Journal of the Royal Society Interface, kan svaret ligga i kristaller.

"Dessa kammar följer samma grundläggande regler som får kristaller att växa upp i ett spiralmönster," berättade co-författaren Julyan Cartwright, en forskare vid det spanska nationella forskningsrådet (CSIC) som studerar matematiska mönster i naturen. "Varje bi följer i princip en algoritm."

Buzzed på naturen

Cartwright såg en viral bild av den beryktade stamkammarna för några år sedan och kände genast igen mönstret; vid den tiden studerade han perlemor blötdjur, vars iriserande skal också avslöjar tydliga spiralstrukturer när de ses under ett elektronmikroskop.

Båda fallen av djurarkitektur återkallade forskning från 1950-talet som förklarade hur kristaller naturligt växer i en spiralstruktur genom att följa några enkla, matematiska regler, sa Cartwright. Han och hans kollegor ville ta reda på vad dessa regler kan vara för Tetragonula bin.

"Vilken typ av minimal information skulle ett bi ha som skulle leda till att det producerar dessa mönster?" Cartwright sa.

För att undersöka modellerade forskarna konstruktionen av en spiralkam med en algoritm inspirerad av kristalltillväxt. Varje simulering startade med en enda stamcell. En efter en, digitala arbetar bin lägger till nya celler till kammen genom att följa en av två enkla regler: Bin kunde lägga till en cell till tillväxtfronten - kanten på kammen där andra bin hade lagt celler - så länge deras nya cell placerades något högre än dess grannar; eller, bin kunde bygga en ny cell ovanpå en befintlig cell, så länge den cellen var mer eller mindre i nivå med sina angränsande celler.

Med dessa begränsningar på plats måste varje ny nivå i kammen byggas på ett bra avstånd från kanten, vilket gav varje ny nivå en mindre radie än förra. Ju högre nivå, desto mindre är dess radie. Och så med bara dessa få enkla regler uppstod spiralmönstret.

Enligt Cartwright är det enkelt med vilken hans dator kunde återskapa TetragonulaSpiralkammar visar att bin inte följer en masterplan - snarare svarar de bara på sin lokala miljö enligt några biologiska regler som kodats in i deras beteende för länge sedan.

På jakten: Honeybee scouts hitta mat
Kreativa varelser: 10 djur som använder verktyg
7 insekter du kommer att äta i framtiden

"När människor bygger en struktur som en byggnad, har vi en arkitekt som gör en plan och sedan byggerna följer den," sade Cartwright. "Det vi hittade är att bin inte behöver en plan. De kommer bara med en uppsättning enkla regler för var man ska lägga en ny bit bit vax när den anländer till kammen. Och om du programmerar dessa regler i en dator, de producerar samma bilder. "

Vilka är dessa regler, exakt? Tills vi kan be bina personligen finns det förmodligen inget sätt vi kan veta säkert, skrev forskarna. Bra att de är snåla.