La Biominesi

1. La Biominesi La scienza che studia e imita le caratteristiche di vari esseri viventi per realizzare nuovi prodotti e migliorare prestazioni di macchine già esistenti.

2. Balena Le balene e i delfini non lo sanno, ma il loro corpo è avvolto in un tessuto miracoloso: il cosiddetto “grasso di balena”. “Il grasso di balena è probabilmente il materiale più versatile che si conosca”, dice il libro Biomimetics:DesignandProcessingofMaterials (Biomimesi: Progettazione e lavorazione dei materiali). Spiegando perché, aggiunge che è un meraviglioso galleggiante e quindi aiuta i cetacei ad emergere per respirare. Inoltre è un ottimo isolante che protegge questi animali, che sono mammiferi, e quindi a sangue caldo, dal freddo dell’oceano. Ed è anche la migliore riserva alimentare durante le migrazioni in cui i cetacei percorrono migliaia di chilometri senza mangiare. A parità di peso, il grasso provvede una quantità di energia da due a tre volte maggiore di quella provveduta dalle proteine e dagli zuccheri. “Il grasso di balena è anche un materiale gommoso molto elastico”, afferma il libro summenzionato. “Secondo i migliori calcoli che possiamo fare, l’accelerazione dovuta all’elasticità del grasso che viene compresso e stirato a ogni colpo di coda può far risparmiare all’animale fino al 20% di energia nel corso di periodi prolungati di nuoto continuo”. Il grasso di balena viene sfruttato da secoli, eppure solo di recente si è scoperto che per quasi metà del volume esso consiste di una complessa rete di fibre di collagene che avvolge l’animale. Gli scienziati stanno ancora cercando di capire le proprietà di questo materiale composito a base di grasso, ma sono convinti di avere scoperto un altro prodotto miracoloso che troverebbe molte utili applicazioni se venisse riprodotto sinteticamente.

3. MOSCA Unamoscaestintaaiutaamigliorareipannellisolari Un articolo della rivista NewScientist spiega che uno scienziato, mentre visitava un museo, vide delle foto di una mosca estinta conservata nell’ambra. Notò che gli occhi dell’insetto presentavano una serie di scanalature parallele e immaginò che queste gli permettessero di catturare una maggiore quantità di luce, specie quella che arrivava con angoli di incidenza molto alti. Insieme ad altri ricercatori, cominciò a condurre esperimenti i quali confermarono la sua intuizione. Ben presto gli scienziati pensarono di riprodurre lo stesso tipo di scanalature sul vetro dei pannelli solari, sperando così di aumentarne la resa energetica. Questo potrebbe anche eliminare il bisogno dei costosi sistemi attualmente necessari per orientare i pannelli in direzione del sole. Disporre di pannelli solari migliori potrebbe voler dire usare meno combustibili fossili, e quindi inquinare di meno: un obiettivo nobile. Scoperte come questa ci aiutano a capire che la natura è una vera e propria miniera di progetti eccellenti che aspettano solo di essere scoperti, compresi e, quando è possibile, copiati in modi utili.

4. RAGNO Negli ultimi anni gli scienziati hanno studiato con molta attenzione anche i ragni. Vogliono capire come producono la loro seta, anch’essa un materiale composito. È vero che sono molti gli insetti che secernono seta, ma quella dei ragni è speciale. Si tratta di uno dei materiali più resistenti al mondo; un divulgatore scientifico l’ha definita “la sostanza di cui sono fatti i sogni”. La seta dei ragni è talmente straordinaria che un elenco delle sue proprietà sembrerebbe incredibile. Perché gli scienziati ricorrono ai superlativi quando devono descrivere la seta dei ragni? Oltre ad essere cinque volte più robusta dell’acciaio, è anche straordinariamente elastica: due caratteristiche, queste, che difficilmente si ritrovano nello stesso materiale. La seta dei ragni si allunga del 30 per cento in più rispetto al nylon più elastico che esista. Eppure non si comporta come un trampolino, facendo rimbalzare in aria il pasto del ragno. “Su scala umana”, dice la rivista ScienceNews, “una ragnatela simile a una rete da pesca sarebbe in grado di catturare un aereo passeggeri”. Se riuscissimo a imitare la bravura chimica dei ragni — ce ne sono due specie che producono addirittura sette varietà di seta — immaginate quali applicazioni si potrebbero realizzare! Cinture di sicurezza estremamente più efficienti, e poi suture, legamenti artificiali, fili e cavi leggeri, tessuti antiproiettile, per menzionarne solo alcune. Gli scienziati stanno anche cercando di capire come fa il ragno a produrre la seta in maniera così efficiente, e senza impiegare sostanze chimiche tossiche.

5. PICCIONE Li avrete visti senz’altro. Stormi di piccioni che volteggiano sulla città così compatti da sembrare uno solo. Piro piro che fanno la stessa cosa sopra le spiagge. Li guardate stupefatti, chiedendovi come ci riescano. Seguono un capo? C’è qualche altra forza misteriosa che li fa muovere compatti? Se siete perplessi, non siete i soli. Per anni gli studiosi del comportamento degli animali si sono chiesti come facciano centinaia e perfino migliaia di uccelli di uno stormo a spostarsi e a volteggiare come fossero uno solo. Ora qualcuno offre una risposta: si tratta di Wayne K. Potts, un biologo dell’Università di Washington che scrive per il periodico scientifico Nature. Gli uccelli si comportano come un corpo di ballo. Pellicole al rallentatore mostrano che le ballerine di un corpo di ballo reagiscono a un imprevisto cambiamento di ritmo più in fretta che se lo captassero semplicemente dalla ballerina accanto. Il cambiamento di ritmo si propaga nella fila due volte più in fretta di quanto non avverrebbe se fosse la ballerina accanto a dare un segnale. La ballerina avverte il cambiamento ancor prima che arrivi e si adegua al nuovo tempo. Studi eseguiti su stormi di migliaia di piro piro con pellicole al rallentatore rivelano che questi uccelli fanno la stessa cosa. Può essere un solo uccello, in qualsiasi punto dello stormo, a cominciare a cambiare direzione. Quelli vicini rispondono entro 15 millesimi di secondo, ma quando l’onda si propaga a tutto lo stormo la velocità di propagazione è “tre volte maggiore di ciò che avverrebbe se gli uccelli reagissero semplicemente al comportamento degli immediati vicini”. E questo accade anche se l’uccello che comincia a cambiare direzione si trova in fondo allo stormo!

6. PIPISTRELLO Lacreazionel’avevagià:ilsonar I pipistrelli sono dotati di un sistema analogo al sonar, che permette loro di localizzare e seguire i movimenti della preda emettendo suoni e analizzando gli echi. Ma una farfallina notturna emette un segnale d’interferenza le cui onde sono simili a quelle del suo avversario. Quando riceve il segnale, il pipistrello, non avendo abbastanza tempo per analizzare se si tratta di un ostacolo o no, evita sistematicamente la farfallina. Il professor James Fullard, dell’Università di Toronto (Canada) dice con ammirazione: “La cosa straordinaria è la mole delle informazioni elaborate e delle profonde decisioni prese a livello neuronale sia dai pipistrelli che dalle farfalline, usando un numero molto limitato di cellule nervose. Essi dimostrano un grado di economia e perfezione che potrebbe far invidia agli strateghi umani della guerra aerea”.

7. SEPPIA La seppia comune si trova nelle acque mediterranee e nell’Atlantico orientale. Un grosso esemplare può avere il corpo lungo una sessantina di centimetri; le otto braccia sono lunghe altri 25-30 centimetri, e in più ha due lunghi tentacoli che si protendono oltre queste braccia per afferrare il cibo. Come organi di locomozione ha pinne di forma allungata situate lateralmente ed è munita anche di un imbuto, o sifone, che le provvede la propulsione a getto. Come il nautilo perligeno, è dotata di un apparato tipo sommergibile che le permette di modificare la spinta di galleggiamento. Ma a differenza delle concamerazioni del nautilo, il sistema di galleggiamento della seppia è costituito da un osso, l’osso di seppia. Si trova proprio sotto la pelle lungo il dorso della seppia. È una struttura molle e gessosa, avente fino a cento sottili lamine separate da colonnine, e costellata di molte camere. È quest’osso che la seppia impiega come cassa di emersione. Man mano che la seppia cresce, diventando più pesante, altre camere vengono aggiunte all’osso per aumentarne le proprietà di galleggiamento. (Fra parentesi, è quest’osso di seppia che viene messo nelle gabbie degli uccelli). Con un processo di osmosi la seppia può pompare fuori l’acqua dalle cavità del suo osso o può farla entrare. In questo modo varia la sua spinta di galleggiamento per salire o scendere nell’oceano. In linea di principio, le cavità dell’osso di seppia sono come i compartimenti per l’acqua in un sommergibile. Le seppie stanno di solito a una profondità che oscilla fra i 30 e gli 85 metri, ma possono scendere fino a 200 metri.

8. SPUGNE DEL MAR ROSSO “Moltissime idee brillanti dell’uomo altro non sono che vecchi trucchi della natura”, afferma il WashingtonPost. “Prendete le fibre ottiche, ad esempio. Gli scienziati hanno creato fibre simili al vetro per catturare la luce e convogliarla dietro gli angoli nel 1951. Ebbene, ora scopriamo che le spugne che vivono nelle profondità del Mare di Ross, nell’Antartide, fanno la stessa cosa da tempo immemorabile”. Le spugne giganti, che si trovano fino a 30 metri di profondità, hanno delle spicole fibrose sporgenti che catturano la luce e la trasmettono, superando anche angoli di 90 gradi, ad alghe fotosintetiche che vivono al centro del corpo della spugna. Gli esperimenti hanno dimostrato che viene raccolta anche la luce radente, il che indica che anche le spicole sui lati della spugna sono in grado di rifornire di luce le alghe.

9. Argyronetaaquatica aveva già la campana subacquea Verso l’inizio del XVI secolo si dice che Leonardo da Vinci abbia inventato un’apparecchiatura subacquea. Ma un ragno chiamato aveva già perfezionato un sistema per respirare sott’acqua. Come spiega Andrée Tétry nel suo libro Lesoutilschezlesêtresvivants (Gli utensili presso gli esseri viventi), questo ragno “vive in ruscelli tranquilli fra le piante acquatiche sommerse e tesse fra queste una fine ragnatela orizzontale, fissata da una moltitudine di fili lenti. Tornando in superficie, . . . il ragno, con un guizzo improvviso, fa una scorta di bollicine d’aria che aderiscono alla peluria idrorepellente che ha sull’addome. . . . Poi ridiscende e deposita le bollicine d’aria sotto la sua soffice tela. L’aria tende ad alzarsi formando un leggero rigonfiamento nella ragnatela”. Dopo diversi viaggi il ragno ha accumulato abbastanza aria da passare la giornata sotto la sua campana, dove mangia la preda presa durante la notte. A questo proposito, la Tétry aggiunge: “Le apparecchiature subacquee dell’uomo corrispondono dunque ai modelli più sofisticati osservati in natura”.

10. L’UOVO Com’è possibile che le lampadine, il cui vetro è sottile come un foglio di carta, resistano alla forte pressione a cui vengono sottoposte quando le si avvita? Il libro Comefanno? (pubblicato da Selezione dal Reader’s Digest) spiega che questo è possibile grazie soprattutto alla loro forma, che si basa sul “principio del guscio dell’uovo”. Anche se le uova hanno il guscio molto sottile, gli uccelli non le schiacciano con il loro peso quando le covano. Questo perché la forma dell’uovo gli conferisce la solidità strutturale necessaria per sopportare la pressione. (Se i gusci fossero più spessi, i piccoli non riuscirebbero a romperli per uscire). L’uomo, copiando ciò che ha fatto il Creatore, ha dato alle lampadine una forma arrotondata così che, quando se ne afferra una, “la forza applicata si trasmette dal punto di contatto in tutte le direzioni, distribuendosi su un’area molto grande”. In questo modo, come nel caso dell’uovo, non viene esercitata una pressione eccessiva su un unico punto, e la lampadina non si rompe. L’uomo ha imparato molto studiando la creazione!

11. Geco I gechi sono in grado di correre senza problemi su un soffitto liscio come il vetro. Come fanno? Gli scienziati se lo chiedono da decenni, e ora pensano di avere trovato una risposta. La rivista ScienceNews riferisce che un’équipe di scienziati e ingegneri ha riscontrato che “i minuscoli peli, o setole, sulle zampe del geco sviluppano una forza di adesione sorprendentemente elevata quando vengono a contatto con le superfici”. “Da ciascuna setola si dipartono ramificazioni ancora più minuscole, chiamate microvilli. Quando il geco appoggia la zampa su una superficie, il contatto tra la superficie e i microvilli di cui è tappezzata la pianta della zampa (circa un miliardo) è talmente ravvicinato che possono entrare in gioco forze intermolecolari”. I ricercatori fanno notare anche che, nell’appoggiare le dita, il geco “sembra non solo spingere le setole contro la superficie, ma anche tirarle in direzione parallela ad essa”. Così facendo aumenta “la presa di ciascuna setola di dieci volte rispetto alla semplice pressione”.

12. NON desta meraviglia che gli uomini possano trarre profitto da un attento studio degli insetti. Un antico uomo di fede, Giobbe, una volta disse: “Chiedi, ti prego, agli animali domestici, e ti istruiranno; anche alle creature alate dei cieli, e ti informeranno. . . . Chi fra tutti questi non sa bene che la stessa mano di Geova ha fatto ciò?” (Giobbe 12:7-9)