LA SUPER PROPULSIONE DEGLI INSETTI SCOPRILA AL BIOPARCO DI ROMA
L’insetto che lancia la pipì con una catapulta è il primo esempio noto di “super propulsione” in natura I tiratori scelti dalle ali vetrose sparano rapidamente la loro pipì come fosse una catapulta. Questo minuscolo insetto tiratore scelto nella foto urina e forma una gocciolina di pipì sul suo stilo anale (noto anche come “sfarfallio del sedere”), prima di espellerlo. Questo minuscolo insetto tiratore scelto urina e forma una gocciolina di pipì sul suo stilo anale (noto anche come “sfarfallio del sedere”), prima di espellerlo. Scopri queste e altre caratteristiche degli insetti al Bioparco Giardino Zoologico di Roma
Lo staff zoologico-didattico vi guiderà in uno speciale A tu x tu con alcuni animali come blatte soffianti, furetti, rospi, insetti stecco e molti altri di cui spesso si ha paura o che suscitano ribrezzo, ma importantissimi per l’equilibrio dell’ambiente naturale. Gli appuntamenti durante la giornata:
h11.00 – h11.45 – h12.30 – h13.45 – h14.30 – h15.15 – h16.00
L’attività è compresa nel costo del biglietto di ingresso.
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GLI INSETTI RISPARMIANO ENERGIA URINANO A VELOCITA’ SUPERSONICA
I parenti delle cicale conosciute come insetti tiratori scelti possono catapultare goccioline di pipì a velocità superveloci, rivelando il primo esempio noto di “super propulsione” in natura. Questo effetto appena scoperto può ispirare migliori dispositivi autopulenti e motori robotici morbidi, hanno osservato gli scienziati. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno esaminato i parenti delle cicale conosciute come tiratori scelti dalle ali vetrose .
LA HOMALODISCA VITRIPENNIS
Il tiratore scelto dalle ali vetrose, Homalodisca vitripennis (Germar), è una grande specie di cicaline originaria degli Stati Uniti sudorientali. È uno dei principali vettori del batterio Xylella fastidiosa, un patogeno delle piante che causa una varietà di malattie delle piante, tra cui la falsa malattia del pesco e la malattia di Pierce della vite. Sebbene di solito non sia un parassita serio nell’area della sua distribuzione nativa, il tiratore scelto dalle ali vetrose è stato introdotto nel sud della California, dove è diventato una seria minaccia per la viticoltura a causa della sua capacità di vettore della malattia di Pierce. (Homalodisca vitripennis). Questi insetti, che sono lunghi circa mezzo pollice (1,2 centimetri), si nutrono della linfa dello xilema, la parte legnosa di una pianta che porta l’acqua e le sostanze nutritive disciolte dalle radici, al contrario del floema, che fa scendere lo zucchero dal foglie.
COSA MANGIA I LTIRATORE SCELTO HOMALODISCA VITRIPENNIS
La dieta del tiratore scelto è composta per il 95% da acqua e povera di sostanze nutritive. Quindi gli insetti bevono costantemente linfa xilematica per avere abbastanza da mangiare e fanno pipì fino a 300 volte il loro peso corporeo al giorno. (Per confronto, gli umani fanno pipì circa un quarantesimo del loro peso corporeo al giorno.) Sebbene si sappia molto sui meccanismi del loro cibo, molto rimane sconosciuto sulla fisica dell’escrezione, hanno osservato i ricercatori. Si sono concentrati sui tiratori scelti per vedere se i loro piccoli corpi sviluppassero innovazioni intelligenti per far fronte alla costante pipì “pioggia di cicaline”. Nella foto con il primo piano della coda di un insetto tiratore scelto possiamo vedere il suo stilo anale noto anche come “sfarfallio del sedere”.
ANALISI AL RALLENTATORE
Gli scienziati hanno utilizzato video ad alta velocità e microscopia per analizzare una struttura all’estremità della coda del tiratore scelto, tecnicamente chiamata stilo anale o, come la chiamava Bhamla, “sfarfallio del sedere”. Quando l’insetto è pronto per fare pipì, lo stilo si flette verso il basso per fare spazio mentre l’insetto fa uscire una goccia di urina. Quando la goccia raggiunge una dimensione ottimale, lo stilo si piega ancora di più verso il basso e poi, come le pinne di un flipper, lancia la goccia, accelerando di oltre 40 g, 10 volte più veloce delle auto sportive più veloci. I ricercatori hanno scoperto che lo stilo viaggia fino a 0,75 piedi al secondo (0,23 metri al secondo). Tuttavia, le goccioline catapultate volano circa il 40% più velocemente, fino a 1,05 piedi al secondo (0,32 m/s). La scoperta rivela che si sta verificando un effetto chiamato super propulsione. Precedentemente era stato osservato solo in ambienti artificiali. Con la super propulsione, un proiettile elastico si muove più velocemente del suo trampolino di lancio a causa di un aumento di energia che riceve dalla sincronizzazione dei suoi movimenti con quello del suo trampolino di lancio- E’ come un subacqueo che cronometra il proprio salto da un trampolino.
UNA TECNICA RAFFINATA
Nello specifico, gli scienziati hanno scoperto che lo stilo comprimeva le goccioline, immagazzinando energia nella loro tensione superficiale appena prima del lancio per aiutarle a catapultarle ad alta velocità. La tensione superficiale è la forza che costringe le gocce di liquido a gocciolare, e deriva da quanto strettamente le molecole nei liquidi si attaccano l’una all’altra rispetto a qualcos’altro, facendo agire le superfici dei liquidi come membrane flessibili. “Spesso trascuriamo l’escrezione perché è tabù o sciocca, ma è una funzione biologica critica simile all’alimentazione che ha importanti implicazioni energetiche, ecologiche ed evolutive”, studia il primo autore Elio Challita (si apre in una nuova scheda), biofisico presso il Georgia Institute of Tecnologia, ha detto a WordsSideKick.com. “Quella che è iniziata come una curiosa osservazione di un insolito meccanismo di pipì ha scoperto il primo esempio di superpropulsione in un organismo biologico”. Quattro insetti tiratori scelti insieme su una pianta di basilico. Quattro insetti tiratori scelti insieme su una pianta di basilico. Per capire perché i tiratori scelti hanno catapultato goccioline di pipì invece di spruzzare l’urina nei getti, i ricercatori hanno utilizzato scansioni micro-CT per analizzare l’anatomia degli insetti e prendere misurazioni dall’interno degli insetti. Ciò ha aiutato il team a calcolare la pressione e l’energia di cui gli insetti avevano bisogno per fare pipì, rivelando che la superpropulsione richiedeva da quattro a otto volte meno energia rispetto ai jet.
