Con corpi paffuti e piccole ali, i bombi non hanno una reputazione per le loro abilità aeree. Il loro modo goffo ha portato alcuni scienziati a suggerire erroneamente che il loro volo sfidava persino l'aerodinamica. Ma ciò che manca di eleganza, compensano in quota. Secondo una nuova ricerca, i bombi potrebbero, in teoria, raggiungere il Monte Everest.
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L'idea che le api possano diventare esperti alpinisti sembra illogica. "Salite su una montagna ed è freddo e difficile da respirare. Non c'è ossigeno. Per gli insetti volanti, è anche peggio", dice Michael Dillon , ecologo all'Università del Wyoming in Laramie . "La densità dell'aria è ridotta, quindi è davvero difficile produrre forze sbattendo le ali. Ci sono solo poche molecole nell'aria da spingere."
Ma secondo Dillon e il suo collega Robert Dudley, ecologo presso l'Università della California a Berkeley e lo Smithsonian Tropical Research Institute a Panama, saremmo saggi da non sottovalutare le api. La coppia ha esaminato i limiti di volo dei bombi e ha pubblicato i loro risultati nelle Lettere di biologia oggi. "Con nostra grande sorpresa, [le api] possono volare molto più in alto di quanto pensassimo fossero in grado di fare", afferma Dillon.
Gli insetti volanti sono difficili da studiare sul campo e gli scienziati non sanno molto dei limiti estremi dell'ape volo. Hanno alcuni indizi però: le api carpentiere ( Xylocarpa varipuncta ) originarie degli Stati Uniti sudoccidentali possono librarsi in ambienti a bassa densità dell'aria caratteristici delle alte quote. Le api tropicali delle orchidee possono sollevare il doppio del loro peso mentre sono in bilico, un altro indicatore che le api hanno un po 'più abilità di volo rispetto alla capacità di fluttuare da un fiore all'altro.
Quelle api sono specie tropicali o di pianura, mentre i bombi sono comuni abitanti dei sentieri alpini dalle Montagne Rocciose americane alle Ande. "Sembrano davvero bravi a passare il tempo in alta quota", afferma Dillon. Quindi i ricercatori si sono chiesti: quanto è difficile per le api volare lassù?
Un calabrone di una specie non identificata si avvicina a un fiore che cresce a un'altitudine di circa 6500 piedi (2000 metri) vicino a Urumqi, nel nord-ovest della Cina. (Foto: ME Dillon) Nelle montagne della Cina occidentale, i ricercatori ne hanno catturati sei bombi maschi locali ( Bombus impetuosus ) allo stato brado a circa 10.660 piedi. Bloccarono le api in una camera ipobarica e aspirarono gradualmente l'aria, simulando ambienti a elevata elevazione con ossigeno e densità dell'aria ridotti. "Solo pompando aria, possiamo ridurre la pressione barometrica totale che sarebbe come portare l'ape su per la montagna", dice Dillon.
Hanno osservato il comportamento delle api, registrato il suono per calcolare i ritmi del battito delle ali e analizzato il movimento delle ali dai filmati video. Il calabrone medio poteva ancora librarsi con successo a circa 26.000 piedi simulati e due api volavano più in alto di 29.527 piedi simulati, cioè circa 500 piedi sopra la cima del Monte Everest.
Un calabrone che vola in una camera ipobarica in cui la pressione dell'aria è approssimativamente uguale a quella trovata ad un'altitudine di 6000 metri (19.600 piedi). (Video per gentile concessione di Michael Dillon) Per raggiungere altitudini così vertiginose, qualsiasi organismo volante (o persino un elicottero) ha fondamentalmente due opzioni: battere le ali più velocemente o aumentare l'ampiezza del colpo dell'ala, l'angolo attraverso il quale battono le ali. Semplicemente sbattere le loro piccole ali sarebbe probabilmente più difficile per un'ape perché battono le ali in un modo abbastanza unico, quindi l'opzione migliore per l'ape è fare colpi più ampi.
"Sembra quasi che stiano calpestando l'acqua in un certo senso, dice Dillon." Battono le ali attraverso un arco più ampio in modo che ogni volta che muovono le ali attraverso quell'arco in realtà spingono le ali contro più molecole di altrimenti lo farebbero. "Nota che ci sono altri cambiamenti più sottili nei movimenti delle ali che potrebbero consentire loro di aumentare anche la forza che le loro ali producono.
Facciamo un passo indietro, però: l'esperimento ha coinvolto le api essenzialmente in un barattolo, con la pressione dell'aria e i livelli di ossigeno che cambiano attorno a loro. Ma che dire del vento, del freddo, della neve e della miriade di altri fattori che rendono così pericolosa la salita su una montagna? Si scopre che le api sono creature resistenti: Dillon ha trovato bombi alti fino a 16.000 piedi. A quote elevate dove "ci sono solo le teste di fiori che spuntano dalla neve, i bombi si avvicinano e visitano questi fiori", dice Dillon . Il fatto che stessero volando parla della capacità delle api di adattarsi a tali sbalzi di altitudine.
Quindi, perché le api hanno questa capacità? Tutti gli animali volanti affrontano l'altitudine in diversi modi, ma di solito hanno una prestazione di volo in eccesso che consente loro di farlo. Per le api e altri insetti, "quell'eccessiva prestazione di volo è davvero utile per cose come la fuga dai predatori", afferma Dillon. Con gli uccelli che pattugliano i cieli e i ragni in agguato sui fiori, è un mondo pericoloso là fuori per un'ape.
Le api devono anche riportare alveare polline e nettare. "Le api possono essere un caso insolito in quanto la loro necessità di sollevare carichi pesanti potrebbe conferire un vantaggio secondario nel dare loro una maggiore portata di altitudine. Non sarebbero necessariamente in grado di fare entrambe le cose allo stesso tempo, almeno non allo stesso livello", dice Richard Bomphrey, un biologo del Royal Veterinary College nel Regno Unito dell'Università di Londra. In sostanza, la capacità delle api di arrampicarsi su una montagna potrebbe essere solo un sottoprodotto di tratti evoluti per migliorare la raccolta del polline.
Comprendere i limiti di volo delle api e di altri insetti e animali potrebbe aiutare gli scienziati a prevedere in che modo i cambiamenti climatici potrebbero influenzare le loro gamme. Oltre a darci una migliore comprensione dell'ecologia degli insetti, gli studi di volo informano gli ingegneri che cercano di costruire minuscoli robot volanti - che un giorno potrebbero, ad esempio, monitorare il traffico o sorvegliare un sito disastroso - sul modo migliore per imitare le api e altri insetti.
"Questo documento è un'elegante dimostrazione di come gli animali volanti possano migliorare le loro forze aerodinamiche attraverso semplici cambiamenti cinematici", afferma Bomphrey. Gli ingegneri, suggerisce, potrebbero basarsi sulla stessa strategia. Quindi, in più di un modo, questi risultati portano il volo del calabrone a un livello completamente nuovo.
