Una persona sotto la ruota di un’automobile: fatte le debite proporzioni in termini di peso, è questa la situazione in cui si trova una zanzara colpita da una goccia di pioggia. Come fanno allora gli insetti a sopravvivere a impatti di questo tipo? Uno studio dei ricercatori del Georgia Institute of Technology, pubblicato su Pnas, ha fatto luce su ciò che accade durante le collisioni tra questi animali e gocce d’acqua, svelando come il segreto degli insetti sta nel loro peso ridottissimo e nella robustezza dell’esoscheletro, la corazza esterna che li riveste.
“Finora, nello studio del volo degli insetti, l’adattamento alle condizioni climatiche come vento e pioggia non era ben compreso”, dice David L. Hu, uno degli autori dello studio. “La nostra ricerca mostra come anche gli insetti volanti più leggeri siano stabili rispetto alle perturbazioni esterne”. Insieme al suo gruppo di ricerca, Hu ha esaminato – tramite telecamere ad alta velocità – alcune zanzare Anopheles esposte a un getto d’acqua artificiale per simulare la pioggia, e ha misurato posizione, velocità e angolo degli impatti.
I risultati dell’esperimento hanno mostrato che la sopravvivenza degli insetti è legata alla loro massa, estremamente ridotta rispetto a quella delle gocce. “Il basso peso della zanzara”, spiega Hu, “fa sì che l’acqua mantenga quasi inalterata la propria velocità dopo l’impatto, e che di conseguenza la forza applicata sull’insetto sia abbastanza bassa da non ucciderlo”.
In sostanza, i ricercatori hanno applicato un semplice modello meccanico, quello dell’urto anelastico, per descrivere la fisica della collisione: in una situazione di questo tipo, la quantità di moto totale (grandezza fisica data dal prodotto della massa per la velocità dei corpi che costituiscono il sistema) resta inalterata. Di conseguenza, lo scambio di forze tra goccia e zanzara è minimo e può essere attutito dalla corazza dell’insetto senza provocare conseguenze. Le misure effettuate sull’Anopheles hanno confermato le previsioni teoriche del modello.
Le applicazioni della scoperta, oltre al miglioramento delle conoscenze in campo ecologico, sono molto promettenti: “Studiare come gli insetti si adattano a condizioni climatiche ostili”, conclude Hu, “può essere utile per migliorare gli attuali robot volanti bioispirati, usati nella sorveglianza e nelle operazioni di ricerca e salvataggio”.
Riferimenti: Pnas doi: 10.1073/pnas.1205446109
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