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Come fanno i serpenti volanti a volare?

Uno studio sulle caratteristiche aerodinamiche delle planate dei serpenti volanti del paradiso dimostra che nei loro voli nulla è lasciato al caso.

Serpente volante del paradiso
Un serpente volante del paradiso (Chrysopelea paradisi) pronto a spiccare il volo. | Shutterstock

A prima vista, il termine "volo" associato ai serpenti potrebbe sembrare un po' fuori posto: alcune specie arboricole praticano più che altro una caduta controllata di un paio di secondi, planando in modo strategico e senza guadagnare quota come farebbero un insetto o un uccello. A un occhio inesperto, tutto questo potrebbe sembrare un incidente di percorso dovuto alla gravità ma - stando a uno studio appena pubblicato su Nature Physics - nulla è più lontano dal vero. La tecnica che i serpenti "volanti" usano per spostarsi nell'aria è assai più complessa ed efficace di quanto si potrebbe pensare.

 

tutto calcolato. Secondo Jake Socha, Professore di ingegneria biomedica e meccanica al Virginia Tech, i movimenti ondulatori che i serpenti volanti del paradiso (Chrysopelea paradisi: una specie velenosa diffusa nel Sudest asiatico) compiono in volo sarebbero in realtà un processo ben coordinato e molto efficace per aumentare la stabilità dinamica in aria. Dopo aver spiccato il volo dall'estremità di un albero e aver spinto all'indietro il ramo su cui si trovavano, questi rettili muovono i muscoli per estendere l'ampiezza del loro ventre e trasformare il corpo in una struttura in grado di galleggiare per qualche istante nell'aria, come un'ala o un paracadute. Come spiegato sul New York Times, se potessimo osservarli in sezione mentre volano, la solita forma circolare lascerebbe il posto a una forma triangolare, mentre tutto il loro corpo ondeggia come il nastro di una ginnasta.

Buttati! Socha si è domandato a lungo se i movimenti ondulatori compiuti da questi serpenti in volo fossero soltanto una maniera istintiva di imitare il modo di muoversi a terra, o se invece fossero funzionali a spostarsi nell'aria. Per vederci più chiaro, ha raccolto i dati in motion capture di 131 voli fatti spiccare a scopo scientifico ad alcuni serpenti volanti del paradiso, in un setup artificale allestito nel campus universitario. I rettili sono stati fatti lanciare da un supporto alto 8 metri fino a un albero artificiale posizionato più in basso, circondato da un rivestimento spugnoso per attutire gli impatti. Sul corpo dei serpenti è stato applicato un nastro capace di riflettere gli infrarossi, in 11-17 punti diversi, in modo da catturare con il motion capture ogni minimo cambiamento di posizione nel tempo (il testo continua dopo il video dello studio).

 

 

Moto necessario. Con questi dati a disposizione, il team ha creato modelli virtuali in 3D che riproducono il volo dei rettili da ogni angolazione. Si è così scoperto che i movimenti ondulatori avvengono in due direzioni, orizzontale e verticale: le onde verticali mantengono una frequenza doppia di quelle orizzontali. Questi contorsionismi a mezz'aria aumentano sia la distanza orizzontale e verticale percorsa, sia la stabilità di rotazione dell'animale - impediscono, cioè, che si ribalti su se stesso. Grazie ai movimenti ondulatori, i serpenti bilanciano le forze di portanza e di resistenza dell'aria che il loro corpo appiattito produce, anziché soccombere ad esse e... capottarsi. I movimenti ondulatori sono finalizzati a un volo più stabile, come avviene per i frisbee: quando gli scienziati hanno provato a togliere queste contrazioni dai modelli 3D, i serpenti virtuali hanno iniziato a perdere quota e cadere.

 

Un'abilità da imitare. Le informazioni dedotte potrebbero servire a mettere a punto nuovi robot biomimetici specializzati in operazioni di ricerca e capaci di muoversi in spazi ristretti, per esempio tra le macerie dei terremoti. Questi robot potrebbero spostarsi da un luogo all'altro planando in modo controllato come gli originali serpenti volanti.

 

13 luglio 2020 | Elisabetta Intini