Cinque bei video di scienza

La rubrica di scienza “ScienceTake” è tra le più lette del sito del New York Times. È curata dal divulgatore scientifico James Gorman con la collaborazione di David Frank e racconta in video molto brevi i risultati di ricerche scientifiche interessanti e spesso dagli esiti sorprendenti. Ogni video è accompagnato da un articolo più dettagliato. La rubrica esiste dal settembre del 2013 e da allora sono stati pubblicati cento video che si occupano un po’ di tutto: dalla vita delle formiche a come fanno sesso i ragni alla scienza che sta dietro ai popcorn. Per festeggiare la pubblicazione del centesimo video Gorman e Frank hanno scelto i cinque “ScienceTake” migliori dall’archivio.

Formiche fluide
Le formiche di fuoco, nome più familiare del genere di insetti Solenopsis, si comportano come un fluido quando si muovono insieme per recuperare il cibo o svolgere altri compiti all’esterno del formicaio. Un gruppo di fisici le ha messe alla prova facendole passare attraverso un imbuto, oppure testandone la resistenza quando si aggrovigliano tra loro per formare una sorta di palla intorno alle loro prede. Ogni singola formica diventa parte di una catena, agganciandosi a una compagna con le zampe in diversi modi, a seconda del compito da svolgere. Studi di questo tipo non sono limitati ad approfondire le conoscenze sulle formiche di fuoco, ma servono anche per trarre ispirazione per creare nuovi materiali e robot, che per esempio possono rigenerarsi da soli nel caso di rotture.

Come caccia un rapace
Grazie a una microcamera montata sulla testa di un astore, un uccello rapace parente del nibbio e dell’aquila, è stato possibile scoprire come questi uccelli cacciano le loro prede con immagini mai viste prima direttamente dalla prospettiva dell’animale. Quando identifica una preda a terra, l’astore punta dritto verso il suo obiettivo, che di solito si mette a correre per sfuggire alla sua caccia. L’astore cambia quindi strategia seguendo una trattoria diagonale per raggiungere il punto verso cui sta scappando la preda: negli ultimi istanti cambia di nuovo rotta e torna a puntare dritto verso il suo obiettivo. I ricercatori non immaginavano che l’uccello utilizzasse una combinazione delle due strategie di caccia fino a quando hanno visto i video. Il sistema non funziona comunque sempre, perché molto dipende dal punto in cui si trova la preda e dalla sua possibilità di infilarsi rapidamente tra alberi o sterpaglie per nascondersi o impedire al rapace di compiere una picchiata.

A lezione nella foresta
Per studiare la capacità delle marmosette – nome con cui si definiscono i primati appartenenti ai generi Cebuella e Callithrix – di apprendere dai loro simili, i ricercatori hanno piazzato alcuni schermi in una foresta del Brasile, con la ripresa di una marmosetta che si procura da mangiare aprendo un piccolo cassetto trasparente con il cibo al suo interno. Dopo avere osservato gli schermi, diverse marmosette hanno imitato il comportamento visto nel video dimostrando di avere imparato una nuova cosa. Le marmosette nel gruppo di controllo – sui cui video era mostrato solo un fermo immagine di un loro simile davanti al cassetto – non hanno invece imparato a procurarsi il cibo. Secondo i ricercatori, l’esperimento dimostra che animali che solitamente imitano solo il comportamento dei membri del loro gruppo familiare possono, in alcune circostanze, imparare da loro simili estranei: un dettaglio non da poco ai fini evolutivi e che potrebbe darci qualche indizio su come andarono le cose nell’evoluzione della razza umana.

Come bevono i cani
I cani di grossa taglia arrivano a tirare indietro la lingua, dopo averla immersa in acqua, con un’accelerazione pari a otto volte (8 g) quella della forza di gravità. Le lingue dei cani di medie dimensioni tornano indietro con un’accelerazione pari a circa 4 g, quelle dei gatti a 1-2 g, a seconda delle loro dimensioni. La scoperta è stata possibile osservando al rallentatore il movimento della lingua dei cani mentre stanno bevendo. I ricercatori hanno ripreso 19 cani di diverse razze e taglie, utilizzando videocamere per fare riprese in slow-motion (quindi con un numero di fotogrammi al secondo superiore rispetto alle normali videocamere). Guardando i video hanno notato che dopo avere fatto sbattere la lingua sul pelo dell’acqua, o del latte nel caso dei gatti, flettono indietro la punta e poi la ritraggono molto velocemente. Il rapido movimento forma una piccola colonna d’acqua, che finisce nella bocca del cane.

Nel cuore delle fiamme
Una videocamera ad alta velocità, che quindi registra un numero di fotogrammi al secondo maggiore rispetto a quelli di una normale videocamera, mostra che cosa accade nelle frazioni di secondo in cui viene acceso un fiammifero. Per rendere più evidenti le turbolenze formate dai gas che si producono durante la reazione, è stata utilizzata una particolare tecnica di ripresa che utilizza diversi punti di luce. In questo modo sono messe in evidenza le diverse densità dei gas prodotti prima e subito dopo l’accensione della fiamma. Sistemi di questo tipo aiutano i ricercatori a studiare la turbolenza, tra i fenomeni più complessi della fisica classica.