L'estate è qui. Insieme a barbecue, escursioni in spiaggia e partite di baseball, ciò significa anche l'arrivo di un visitatore particolarmente sgradito: la zanzara.
Ma mentre ci rabbrividiamo, immaginando le orde di zanzare che ci daranno fastidio a breve, dobbiamo anche consegnargliele: sono straordinarie creature resistenti, che resistono a tutti i tipi di spray, repellenti, candele e qualsiasi altra cosa che lanciamo contro di loro . E una delle loro abilità più sorprendenti è che possono rimanere in volo nel mezzo di uno degli attacchi della natura: una goccia di pioggia che cade.
Per una zanzara, essere colpiti con una goccia di pioggia è l'equivalente di un essere umano colpito da un oggetto di 3 tonnellate, qualcosa di grosso modo le dimensioni di un camioncino. Una singola goccia di pioggia è circa 50 volte la massa di una zanzara e le gocce cadono a velocità fino a 22 miglia all'ora. Eppure i piccoli insetti sono in grado di sopravvivere a innumerevoli collisioni nel corso di una tempesta, quando questi pericoli delle dimensioni di un camion stanno precipitando intorno a loro.
Come lo fanno? Secondo uno studio pubblicato all'inizio di questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences, sono le piccole dimensioni della zanzara - insieme a un approccio zen di resistenza passiva - che le consente di rimanere in volo nonostante queste enormi collisioni.
Le zanzare, a quanto pare, combinano un esoscheletro estremamente forte con una massa minuscola per ridurre al minimo la forza di ogni goccia di pioggia quando colpisce. Il fatto che siano molto più leggeri delle gocce di pioggia significa che le gocce perdono pochissimo momento quando si scontrano con le zanzare, il che si traduce in una forza molto piccola espulsa sull'insetto.
Inoltre, invece di resistere contro le gocce, o persino cercare di schivarle, le zanzare vanno semplicemente con il flusso. "Mentre la goccia di pioggia cade, piuttosto che resistere alla goccia di pioggia, fondamentalmente si uniscono in un certo senso come un clandestino", ha detto a NPR David Hu, ingegnere della Georgia Tech e autore dello studio. "Di conseguenza ottengono pochissima forza." L'impatto della goccia di pioggia può far cadere la zanzara parzialmente fuori rotta, ma non danneggia l'insetto quasi quanto se fosse assorbito come un colpo diretto.
Pochi istanti dopo che le zanzare si attaccano alle gocce di pioggia, usano le ali e le gambe lunghe come vele in miniatura per sollevarsi dalle goccioline che cadono prima di schiantarsi a terra, come mostrato nel video qui sotto. Il principale pericolo, hanno scoperto i ricercatori, è quando le zanzare sono colpite da gocce di pioggia quando sono già vicine al suolo, perché se non riescono a spostarsi in tempo, verranno sbattute nella terra alla stessa velocità della caduta. .
In che modo il gruppo di ricerca, guidato dal dottorando Andrew Dickerson di Hu, ha scoperto la strategia delle zanzare? "Colpire una zanzara con una goccia di pioggia è un esperimento difficile", ha detto Hu. “La prima cosa che abbiamo fatto è stato far cadere piccole gocce dalla storia del terzo piano del nostro edificio su un contenitore di zanzare, e puoi immaginare che non sia andato molto bene. È un po 'come giocare al peggior gioco di freccette che puoi immaginare. "
Alla fine, i ricercatori hanno portato l'esperimento all'interno, costruendo una gabbia in rete acrilica per contenere le zanzare che consentirebbero anche l'ingresso di gocce d'acqua.
Quindi hanno colpito gli insetti con piccoli getti d'acqua per simulare la velocità della caduta delle gocce di pioggia e hanno filmato sei zanzare Anopheles che entrano nel flusso d'acqua. Hanno usato una fotocamera ad alta velocità che ha catturato 4000 fotogrammi al secondo (una tipica videocamera cattura 24 fotogrammi al secondo). Tutti e sei gli insetti sono sopravvissuti e il filmato, insieme alle equazioni teoriche, ha permesso agli scienziati di comprendere meglio la straordinaria capacità degli insetti di affrontare la pioggia.
Gli esperimenti sono stati condotti anche tenendo conto dell'ingegneria pratica. La progettazione e la costruzione di veicoli a micro-aria (MAV), piccoli velivoli robotici che potrebbero essere potenzialmente utilizzati per la sorveglianza e altri scopi, sta procedendo nei laboratori di tutto il mondo. La compagnia californiana AeroVironment ha sviluppato un micro-aereo ispirato al colibrì che pesa meno di una batteria AA, e altre società e laboratori di ricerca stanno attualmente cercando di realizzare velivoli autonomi ancora più piccoli. Una migliore comprensione di come la vita naturale si è evoluta per volare sotto la pioggia, osservano i ricercatori, potrebbe aiutarci a progettare le nostre piccole imbarcazioni per rimanere in alto anche negli elementi.
