CRONACA

Le ruote della natura

L’evoluzione delle zampe seguirebbe le stesse regole di quella della ruota

NOTIZIE – Bejan ci riprova. Non molto tempo fa avevamo discusso di un suo lavoro sul perché il sistema visivo umano preferirebbe (cosa mai veramente provata) gli oggetti le cui dimensioni rispettano il canone aureo. Oggi il fisico della Duke University traccia un singolare parallelo fra l’evoluzione della ruota e quella dei sistemi di locomozione animale (il lavoro è pubblicato sulla rivista American Journal of Physics).

Per comprendere i motivi che spingono Bejan a questo ardito confronto può essere utile conoscere la sua storia di scienziato. Nel 1996 Adrian Bejan formula la “legge costruttale” che dice: perché un sistema (di flusso) finito persista nel tempo (sopravviva) la sua configurazione deve evolversi in modo da offrire un accesso più semplice alle correnti forzate che vi fluiscono attraverso”. La teoria costruttale, sostiene che qualsiasi sistema in natura (animato e inanimato) segue questa legge.

Dunque secondo il fisico americano non ci sarebbe differenza sostanziale nel modo in cui un organismo o un pezzo di tecnologia evolvono nel tempo. La ruota e le zampe hanno essenzialmente la stessa funzione, quella di muoversi nello spazio con la massima efficienza possibile e dunque sarebbero sottoposte agli stessi vincoli evolutivi.

La ruota, osserva Bejan, è passata da un design molto essenziale e poco efficiente (una ruota piena con un buco per l’asse) a una forma più leggera e funzionale (si pensi alla ruota della bicicletta con i raggi). I raggi soprattutto, sostiene lo scienziato hanno permesso di distribuitre in maniera più efficiente e uniforme gli sforzi sulla ruota. In pratica evolvendo, la ruota avrebbe diminuito man mano il numero di raggi, moltiplicando così l’efficienza.

Lo stesso, sempre a detta di Bejan sarebbe accaduto alla locomozione su zampe. “Se si vede il movimento animale come un corpo che rotola, due gambe che oscillano avanti e indietro hanno la stesa funzione di un insieme ruota-cerchione, con il massimo dell’efficienza – come si trattasse di una ruota con due soli raggi, con gli sforzi che fluiscono senza ostacoli attraverso ognuno. Il corpo dell’animale è sia ruota che veicolo per il movimento orrizzontale.”

Nell’articolo Bejan dimostra che la forma attuale degli organi di movimento è prevedibile in base alla legge construttale, e viene considerata come parte integrale del modello per muovere le masse animali sulla Terra. Proprio formalizzando la legge construttale attraverso formule matematiche Bejan dimostra la necessità dell’emergere evolutivo di organi dalle dimensioni caratteristiche e di zampe a forma di colonna (gambe). In particolare queste che lo scienziato considera “ruote” naturali garantiscono al corpo una locomozione “rotolante” (cioè che essenzialmente si esprime in un movimento di caduta in avanti), e che funzionano proprio come delle ruote leggere (cioè evolute). Il ritmo caratteristico della camminata (o corsa) su zampre sarebbe proprio il corrispondente naturale della struttura della ruota. Se ne volete sapere di più, trovate qui l’articolo originale

Federica Sgorbissa
Federica Sgorbissa è laureata in Psicologia con un dottorato in percezione visiva ottenuto all'Università di Trieste. Dopo l'università, ha ottenuto il Master in comunicazione della scienza della SISSA di Trieste. Da qui varie esperienze lavorative, fra le quali addetta all'ufficio comunicazione del science centre Immaginario Scientifico di Trieste e oggi nell'area comunicazione di SISSA Medialab. Come giornalista free lance collabora con alcune testate come Le Scienze e Mente & Cervello.

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