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.
