Le ali delle coccinelle spiegate bene
Un nuovo studio mostra il complesso origami che fanno ogni volta che devono chiudere le ali sotto al guscio, con immagini sorprendenti
Le coccinelle sono tra i pochi insetti che piacciono quasi a tutti, anche a chi di solito si fa terrorizzare da un piccolo affare con sei zampe che gli cammina o vola intorno. Le piccole dimensioni, la forma bombata e il colore rosso vivo del loro guscio con qualche puntino nero ispirano simpatia: per i più superstiziosi portano fortuna, per i più scientifici sono formidabili contro i parassiti di diverse piante, come quelle da frutta. In secoli di studi su questi coleotteri si è scoperto che, in tutto il mondo, ne esistono almeno 6mila specie, con forme molto diverse e alcune poco familiari rispetto a quelle della coccinella comune. Sappiamo dove vivono, come si riproducono e cosa mangiano, ma finora non sapevamo molto su come facciano a spiccare il volo, spiegando le ali che tengono nascoste sotto il loro guscio.
Una nuova ricerca, coordinata da Kazuya Saito (Università di Tokyo) e pubblicata su PNAS, ha di recente offerto qualche informazione in più sul complesso origami che le coccinelle realizzano con le loro ali, mostrando inoltre video al rallentatore che mostrano quanto sia sorprendente il sistema per raccogliere e spiegare le ali di questi insetti.
Una coccinella apre le ali in un decimo di secondo e impiega due decimi di secondo per ritirarle, poco dopo essere atterrata. La velocità di esecuzione di questi movimenti è essenziale per sfuggire ai predatori in pochi istanti, ma anche per spostarsi da una pianta all’altra. Camminando e volando una coccinella arriva a percorrere decine di chilometri ogni giorno. In volo raggiunge una velocità di 60 chilometri orari e si spinge fino ai 1.300 metri di altezza. Le ali devono essere quindi resistenti, soprattutto le venature che fanno da intelaiatura, ma al tempo stesso flessibili per ripiegarsi sul corpo quando non sono utilizzate.
Incuriosito da queste caratteristiche, apparentemente in contraddizione tra loro, Saito – che è un ingegnere spaziale – ha pensato di utilizzare speciali videocamere che registrano un’enorme quantità di fotogrammi al secondo per riprendere al rallentatore i momenti del decollo e dell’atterraggio delle coccinelle. L’idea è nata con lo scopo di capire se sia possibile ripetere il sistema per sfruttarlo in altri contesti, per esempio su sonde spaziali e satelliti, ottimizzando gli spazi occupati dai pannelli solari (al momento del lancio dalla Terra sono chiusi).
Saito voleva riuscire dove altri avevano fallito: riprendere i movimenti delle ali anche al di sotto delle elitre, la parte rossa coi puntini neri che comunemente chiamiamo “guscio”, ma che in realtà è formata da due ali rigide che si sollevano e si aprono lateralmente per dar modo alle ali sottostanti di spiegarsi e richiudersi (è comune a molti coleotteri, anche se alcune specie non sollevano le elitre perché le ali riescono a scivolarvi sotto e ad aprirsi ugualmente). Con molta pazienza e sistemi di microchirurgia, Saito ha sostituito le elitre di una coccinella con due ali rigide sintetiche trasparenti, in modo da potere riprendere i movimenti iniziali delle ali sotto il guscio.
L’analisi dei filmati al rallentatore ha permesso di scoprire movimenti molto articolati, che servono alla coccinella per raccogliere le sue ali, che raggiungono una lunghezza superiore a quella del corpo stesso. Fatte le dovute proporzioni, è un po’ come avere a che fare con una tenda da campeggio larga 6 metri, la cui struttura non può essere smontata, ma è flessibile a sufficienza per ripiegarsi su se stessa.
Subito dopo l’atterraggio la coccinella abbassa le elitre e le chiude, mentre le ali sono ancora spiegate. Poi contrae e rilascia l’addome facendo pressione contro le elitre, con un movimento che serve per far ripiegare la parte dell’attaccatura delle ali e fare spazio al resto, rimasto all’esterno. Il movimento porta le ali a piegarsi a Z, fino a quando sono interamente raccolte sotto le elitre. A questo punto il telaio delle ali, costituito dalle venature flessibili, è carico come una molla: per spiccare nuovamente il volo, alla coccinella basta aprire le elitre e lasciare che le ali sotto tensione si distendano. Questo spiega perché le coccinelle impiegano la metà del tempo a spiegare le ali rispetto a quanto impiegano per ripiegarle contro il resto del corpo.
In media una coccinella fa il suo origami con le ali centinaia di volte al giorno, inconsapevole della complessità che ha sulle spalle. Oltre ad aver reso più comprensibile questo meccanismo, lo studio di Saito potrebbe servire per sviluppare nuovi sistemi e materiali flessibili, che si possono ripiegare su loro stessi, da utilizzare nello Spazio o più banalmente per un futuro ombrello pieghevole super tech.
