Sapere Scienza

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Rivelato il meccanismo di volo dei semi di tarassaco

16 Novembre 2018

Soffione, dente di leone, tarassaco. Sono tantissimi i nomi dati a questa pianta che tutti conosciamo per la costellazione danzante di piccoli paracadute bianchi che si sprigiona se un soffio di vento la sfiora. Dietro questo fenomeno non c'è solo poesia ma anche scienza. Nonostante il movimento leggiadro della nuvola di semi sia stato da sempre osservato, solo ora i ricercatori dell'Università di Edimburgo hanno trovato la spiegazione fisica di un meccanismo di dispersione così efficace. I risultati sono stati pubblicati su Nature.

 

 
Stratagemmi riproduttivi. Cos'è la disseminazione anemocora?

 

Il dente di leone o tarassaco (Taraxacum officinale) è un'angiosperma appartenente alla famiglia delle Asteracee, di cui fanno parte anche altre specie conosciute e molto utilizzate dall'uomo quali la camomilla comune (Matricaria chamomilla), il carciofo (Cynara cardunculus subsp. scolymus) e il girasole (Helianthus annuus). Il fiore di questa pianta è in realtà un'infiorescenza, riunione di più fiori su uno stesso asse, che, una volta fecondati, danno vita a un'infruttescenza. Quest'ultima è formata da tanti piccoli acheni, frutti secchi che racchiudono il seme. L'achenio è provvisto di un pappo, un ciuffo di peli bianchi, originatosi dal calice modificato, che agevola, grazie al vento, la dispersione del seme al momento della separazione dalla pianta d'origine. Questo sistema permette quella che viene chiamata la disseminazione anemocora: il vento trasporta i semi, provvisti di questi piccoli e particolari paracadute bianchi, e li fa atterrare a diversi chilometri di distanza dalla pianta madre, dove, se sono presenti le condizioni opportune, potranno svilupparsi e crescere.

 

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Il segreto del soffione: un vortice a forma di anello

 

Come funziona in termini fisici questo meccanismo di dispersione? La risposta a questo quesito è stata trovata solo recentemente da un team dell'Università di Edimburgo che ha poi descritto esperimenti e risultati in un articolo pubblicato su Nature. La chiave del fenomeno, come spiegato nell'editoriale della rivista, è nello spazio tra un pelo e l'altro del pappo: se visualizzati sotto forma di proiezione su un disco, vi accorgerete che questi filamenti bianchi occupano, messi insieme, meno del 10% dell'area del pappo stesso ma creano la resistenza aerodinamica (e quindi la possibilità di fluttuare nell'aria più a lungo) che sarebbe generata da un disco solido dello stesso raggio. Lo studio mostra che le correnti di aria causate da ciascun pelo interagiscono con tasche di aria appartenenti ai peli vicini, generando la massima resistenza per il minimo dispendio di massa. La porosità del pappo - una misura della proporzione di aria che lascia passare - determina la forma e la natura di un vortice di bassa pressione a forma di anello che viaggia proprio al di sopra dell'achenio, generando un sollevamento e prolungando la discesa dei semi del tarassaco.

 

Tarassaco Vortice ad anello

 

Nell'immagine a sinistra c'è una fotografia del seme di tarassaco che permette di osservarne la struttura e, in particolare, il pappo composto da tanti piccoli filamenti; a destra la visualizzazione del vortice a forma di anello, formatosi nel tunnel del vento adoperato nella sperimentazione. Credits: Cathal Cummins

 

Tutti gli oggetti che cadono creano una turbolenza ma è necessario imbattersi nella giusta e rara combinazione di dimensione, massa, forma e porosità per formare il suddetto vortice. Le dimensioni sono particolarmente rilevanti nel fenomeno poiché per qualcosa di piccolo come un pappo, l'aria mostra una viscosità apprezzabile: a questa scala un paracadute fatto da un mucchietto di peli è efficace quanto le ali di cui sono provvisti i semi di piante più grandi quali l'acero. Allo stesso modo, nel mondo degli animali, insetti minuscoli non si muovono volando con ali vere e proprie ma si librano nell'aria con "pale" fatte di sottili setole.

 

 

Tecnologie biosipirate

 

Questa scoperta potrà aprire nuove vie nell'ambito delle tecnologie bioispirate. Gli scienziati ritengono che il paracadute poroso del soffione possa suggerire lo sviluppo di droni in piccola scala che richiedano un consumo di energia minimo, se non nullo, utili per studi di remote sensing o per monitorare l'inquinamento dell'aria. Cathal Cummins, autore della ricerca, ha commentato: "Dare un'occhiata più da vicino alle strutture ingegnose della natura - come quella del paracadute del tarassaco - può svelare nuova conoscenza. Abbiamo trovato una soluzione naturale per il volo che minimizza il materiale e i costi energetici, la quale può essere applicata nell'ingegnerizzazione di tecnologie sostenibili".
L'osservazione e l'analisi del vortice a forma di anello separato dal pappo fornisce le prove dell'esistenza di una nuova classe all'interno del comportamento dei fluidi intorno a corpi immersi che potrebbe essere, quindi, alla base della riduzione di peso e della ritenzione di particelle in strutture biologiche o costruite dall'uomo.

 

Le straordinarie qualità del mondo vegetale non finiscono qui. Per saperne di più acquistate e leggete l'articolo di Franca Tommasi e Nunzio Dipierro, "Il biomonitoraggio: come le piante 'leggono' l'ambiente", pubblicato nel numero di aprile 2018 di Sapere.

copertina   settembre-ottobre 2018

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