Sapere Scienza

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La lingua dei gatti, una piccola meraviglia di ingegneria

10 Dicembre 2018

Li vediamo leccarsi con cura le zampine e tutta la pelliccia, zona dopo zona, con calma e perizia. Quante volte abbiamo osservato la "routine di bellezza" dei nostri amici miagolanti? Il nostro occhio, però, sarà stato sicuramente meno curioso e attento di quello di Alexis Noel, dottoranda del George W. Woodruff School of Mechanical Engineering di Atlanta, in Georgia, che ha deciso, guardando il suo gatto, di studiare quella piccola meraviglia di ingegneria che è la lingua dei felini.

 

Il segreto delle lingue ruvide dei felini

 

I ricercatori hanno prodotto della scansioni 3D delle lingue di sei specie feline: il gatto domestico (F. catus), la lince (Lynx rufus), il puma (Puma concolor), il leopardo delle nevi (Panthera uncia), la tigre (Panthera tigris) e il leone (Panthera leo). Quelle setole rigide che rendono la loro lingua così ruvida, si chiamano papille e hanno mostrato di avere sulla loro punta delle cavità: sono dei coni con una estremità vuota che permette di sfruttare la tensione superficiale dell'acqua, in cui le forze di coesione tra le molecole di liquido fanno sì che stiano insieme in una goccia e le forze di adesione aiutano questa goccia ad attaccarsi alla papilla. È così che queste cavità a forma di U permettono ai gatti di distribuire gocce di saliva dallo strato più superficiale della loro pelliccia alle parti più interne, fino alla pelle. Per essere più precisi, nonostante ogni papilla possa ritenere solo 4,1 microlitri di saliva, nel corso di una intera giornata, la lingua di un gatto domestico trasferisce in media 48 millilitri di liquido al suo manto.

 

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Non solo una cura di bellezza

 

Lo studio, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, dimostra che questa particolare caratteristica della lingua dei nostri gatti e dei loro parenti selvatici, ha molteplici vantaggi, non tutti legati alla vanità di questi straordinari animali. Prima di tutto, i ricercatori hanno scoperto che l'orientazione delle papille non è fissa: esaminando video ad alta velocità di tre gatti domestici intenti nella cura del proprio pelo, è stato possibile osservare che le papille ruotano nel momento in cui si scontrano con dei nodi. La rotazione fa entrare il cono più in profondità all'interno del groviglio, sciogliendolo. Questa flessibilità è la chiave per pulire non solo la superficie della pelliccia ma anche gli strati sottostanti, fino ad arrivare alla pelle, adoperando una pressione relativamente leggera della lingua. C'è solo un'eccezione a questa "regola" ed è il gatto persiano che, purtroppo, non riesce a districare la propria criniera da solo e ha bisogno di essere spazzolato quotidianamente.
Non è finita qui, infatti leccarsi non è solo un trattamento di bellezza per i gatti: immagini catturate con la telecamera termografica hanno mostrato che una pelliccia senza nodi e pulita crea una differenza di temperatura tra la pelle e la parte più superficiale del manto di ben 30°C grazie all'evaporazione della saliva, mantenendo così la temperatura corporea del gatto più bassa. Un meccanismo di termoregolazione che si aggiunge alla traspirazione, la quale avviene attraverso i cuscinetti presenti sulle zampe.

 

 

Spazzole bioispirate

 

Le setole multifunzione della lingua dei gatti potrebbero fornire ispirazione per soft robot e tecnologie bioispirate per la pulizia o la deposizione di fluidi in pellicce o qualsiasi matrice di filamenti flessibili.
Nel frattempo gli studiosi hanno realizzato con una stampante 3D una piccola spazzola flessibile in silicone che imita la struttura delle lingua di un gatto. È la TIGR (Tongue-Inspired GRooming brush) sulla cui superficie vi sono delle "papille" in scala. I primi esperimenti, condotti su una finta pelliccia in nylon, sono stati promettenti: la TIGR ha rimosso più nodi di una normale spazzola ed è stata molto più semplice da pulire (è bastato scorrere un dito per asportare lo strato di peli). In futuro potrebbe essere una nuova soluzione per la cura dei nostri mici, un metodo per spazzolarli, per applicare creme o medicinali sulla loro pelle e, perché no, anche per pulire in maniera efficace i nostri divani, sommersi dal loro pelo.

 

La natura è continua fonte di ispirazione. Ma come si è evoluta la visione della biologia e della materia vivente dal meccanicismo alla teoria della complessità? Il biologo Marcello Buiatti risponde a questo quesito nell'articolo "La vita e le diversità connesse". Siete curiosi? Basta un click e potrete acquistare il singolo pezzo o l'intero numero di Sapere in cui è pubblicato.

Copertina   marzo-aprile 2019

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