[05/06/2012] News
Come le zanzare (e i piccoli insetti) sopravvivono alla pioggia
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. (Pnas) pubblica una singolare ma importante ricerca, "Mosquitoes survive raindrop collisions by virtue of their low mass", nella quale un team della Schools of Mechanical Engineering and Biology e del Georgia Institute of Technology (Georgias tech) di Atlanta rivela come le zanzare e i piccoli insetti riescano a superare indenni il "bombardamento" delle gocce della pioggia.
I ricercatori statunitensi spiegano che «Nello studio del volo degli insetti, gli adattamenti a condizioni di volo complesse come il vento e la pioggia sono poco conosciuti. Le zanzare prosperano nelle zone ad elevata umidità e pioggia, nelle quali le gocce di pioggia possono pesare più di 50 volte una zanzara». Lo studio, unendo sperimentazione e teoria, dimostra che le zanzare che volano liberamente possono sopravvivere all'impatto ad alta velocità delle gocce di pioggia che cadono. Le riprese ad alta velocità di questi impatti rivelano il meccanismo che permette alle zanzare ed altri minuscoli insetti di sopravvivere: «il forte esoscheletro e la bassa massa corporea della zanzara la rendono impermeabile alle gocce che cadono. La massa ridotta della zanzara permette alle gocce di pioggia di perdere un po' del loro slancio in caso di urto e così impartisce forze conseguentemente basse per le zanzare. I nostri risultati dimostrano che i piccoli volatori sono robusti rispetto alle perturbazioni in volo».
La famiglia delle zanzare comprende 3.500 specie conosciute e la loro piccola massa corporea, che le aiuta anche a mordere gli animali e gli esseri umani senza essere scoperte, sembra anche la chiave per sopravvivere e volare sotto la pioggia.
I filmati del Georgia Tech degli insetti che si scontrò con gocce di pioggia dimostrano che la tecnica adottata dalle zanzare è quella di opporre poca e nulla resistenza che, piuttosto che fermarsi per essere "annegate" da una goccia di pioggia. La zanzara semplicemente "accompagna" con il suo corpo la goccia che cade.
La ricerca, oltre ad aiutare gli scienziati a spiegare come gli insetti prosperino in ambienti umidi e piovosi che sembrerebbero proibitivi per i loro piccoli e fragili corpi, potrebbe aiutare i ricercatori a progettare minuscoli robot volanti, che vengono sempre più utilizzati dalle forze dell'ordine e dei militari nella sorveglianza e ricerca e nelle operazioni di soccorso, che siano altrettanto impermeabili agli agenti atmosferici.
«Spero che questo farà in modo che la gente la pensi un po' diversamente sulla pioggia - ha detto David Hu in un'intervista a Bbc Nature - Se sei piccolo, può essere molto pericolosa. Ma sembra che queste zanzare sono così piccole che sono al sicuro».
Hu è molto interessato a capire tutti i "trucchi" utilizzati dagli insetti più minuscoli per sopravvivere a forze della natura che sembrerebbero schiacciarli. Dopo molti tentativi, che Hu descrive nell'intervista come il gioco più difficile delle freccette, il team americano è riuscito ad individuare le zanzare che volavano mentre pioveva ed a filmarle.
Ogni goccia di pioggia è tra le 2 e le 50 volte più pesante di una zanzara e quello che hanno visto gli scienziati è sorprendente. Hu per descriverlo fa l'esempio dell'arte marziale cinese del Tai Chi: «E' una filosofia che dice che se non resistete alla forza del vostro avversario non la sentite. Ecco perché non sentono la forza, semplicemente si uniscono alla goccia, diventano un unico elemento e viaggiano insieme».
Quando un oggetto in movimento si scontra con un altro, è il brusco arresto che produce un danno che provoca energia. Ad esempio, quando una macchina colpisce un muro a 60 km all'ora, la parte rigida della macchina deve assorbire tutta l'energia trasportata dall'auto in movimento, provocando una grande quantità di danni. Il trucco utilizzato dalla zanzara è quello di rallentare appena la goccia di pioggia che la porta verso il basso, diminuendo così la sua energia. Sopravvivere a questa collisione però non basta, deve uscire dal "bozzolo" acquoso prima di essere fracassata a terra a più di 35 km all'ora. Qui entra in gioco la conformazione del corpo dell'insetto che è ricoperto di peli idrorepellenti che sembrano essere un altro elemento essenziale per la sua sopravvivenza.
Andrew Dickerson, che ha partecipato alla ricerca dice sul sito del Georgia Tech: «La parte più sorprendente di questo progetto è stato vedere la robustezza di questo piccolo volatile sotto la pioggia. Se si dovesse confrontare l'impatto con le dimensioni umane, non sarebbe sopravvissuto. Per noi sarebbe come stare in mezzo alla strada e di essere colpiti da una macchina».
Per studiare come le zanzare volano sotto la pioggia, il team di ricercatori ha costruito un campo di volo composto da una piccola gabbia ricoperta da una rete per contenere le zanzare, ma che permette l'ingresso di gocce d'acqua. Hanno usato un getto d'acqua per simulare la pioggia e la velocità del flusso osservato su 6 zanzare volavano sul fiume. Tutte le zanzare sono sopravvissute alla collisione.
«La forza d'urto deve essere uguale la resistenza applicata dal insetti - spiega Hu - Le zanzare non resistono affatto, ma basta loro andare con il flusso».
Il team ha anche filmato zanzare che volavano libere sotto la pioggia ed hanno scoperto che in caso di urto la zanzara prima fa aderire la parte anteriore della goccia lungo il corpo, poi «Per sopravvivere, la zanzara dovrà eventualmente separarsi dalla parte anteriore della goccia - sottolinea Hu - La zanzara realizza questo utilizzando le sue lunghe gambe e le ali, le cui "drag forces act" agiscono per "ruotare" la zanzara fuori dal punto di contatto. Questo è necessario, altrimenti la zanzara verrebbe scagliata sul terreno alla velocità di una goccia di pioggia che cade».