Una famiglia di turisti nel porto canadese di Steveston ha recentemente ricevuto una sorpresa quando un leone marino dall'aspetto amichevole si è avvicinato a loro nell'acqua. L'adorabile animale si avvicinò al bordo del pontile e la famiglia iniziò a dargli da mangiare. Una ragazza si sedette per dare un'occhiata migliore. Fu allora che la sorpresa divenne uno shock: il leone marino si lanciò verso l'alto e, con un movimento fluido, afferrò un boccone del vestito della ragazza e la trascinò giù nell'acqua.
La ragazza stava bene - il leone marino rapidamente la lasciò andare e un altro uomo la tirò fuori dall'acqua in sicurezza - ma era un buon promemoria per i leoni marini che sanno come manovrare i loro corpi consistenti in acqua. I leoni marini possono essere "mordaci", riconosce Megan Leftwich, ingegnere meccanico presso la George Washington University. Ma lei pensa che quello a Steveston Harbour stesse suonando. “In realtà non l'ha morso. L'ha appena attratta, ”dice.
Leftwich studia i leoni marini da una prospettiva non convenzionale: fluidodinamica. La sua esperienza non è nel comportamento dei leoni marini, ma nel modo in cui i liquidi come l'acqua scorrono e si muovono. A quanto pare, gran parte di come i leoni marini navigano nei suoi ambienti acquosi possono essere raccolti seguendo ciò che accade all'acqua che li circonda.
Se guardi il video del leone marino che trascina la ragazza nel porto di Steveston, puoi vedere che il leone marino si alza quasi dritto fuori dall'acqua, senza nuotare in avanti per aumentare la velocità. Allo stesso modo, oltrepassa il parapetto del pontile per afferrare un boccone del vestito della ragazza prima di ricadere sotto la superficie. Non c'è da meravigliarsi che tutti fossero così sorpresi; l'intero incidente è accaduto in un istante.
Leftwich afferma che i leoni marini generano spinta, o propulsione in avanti, unendo le loro pinne anteriori in grandi movimenti ampi chiamati "applausi". Ma se stai immaginando le pinne che si uniscono con un suono forte e schioccante, ripensaci. Quando un leone marino “applaude”, allunga le pinne verso i lati e le trascina verso il basso. Quindi infila le pinne contro il suo corpo, formando una forma a siluro che scivola facilmente attraverso l'acqua.
Il leone marino è l'unico mammifero acquatico che nuota in questo modo. La maggior parte dei nuotatori, dal tonno al cugino del leone marino, il sigillo, generano spinta con le estremità posteriori dei loro corpi, usando la coda per spingere se stessi attraverso l'acqua. Ma i leoni marini usano le loro pinne anteriori. Inoltre, sono molto bravi. Un applauso genera una spinta sufficiente a far scivolare un leone marino nell'acqua, lasciandolo libero di ruotare o rotolare con pochissimo movimento aggiuntivo.
Il leone marino di Steveston Harbour ha applaudito con le pinne per lanciarsi fuori dall'acqua? Anche dopo aver visto il video, è difficile da sapere. "C'è semplicemente troppo sconosciuto da dire", afferma Leftwich. "Quanto è profonda l'acqua, che cos'è (fatto di) il fondo del mare" - queste sono solo alcune delle cose che dovrebbe sapere per capire come si sta muovendo il leone marino. Ma ciò non significa che il video non abbia nulla da insegnarci sui leoni marini; non è cosa da poco uscire dall'acqua e catturare con successo un essere umano. "Dimostra quanto siano potenti e precisi", afferma Leftwich.
Un'altra sfida per i ricercatori è che le pinne del leone marino sono nascoste alla vista nell'acqua torbida. Quando stai cercando di capire come si muove un leone marino, dice Leftwich, il primo passo è catturarlo su una videocamera subacquea. Ecco perché lei e il suo team di ricercatori hanno trascorso ore a filmare i leoni marini in cattività allo Smithsonian's National Zoo, cercando di ottenere filmati video chiari degli animali che applaudono in modo che possano esaminare il modo in cui le loro pinne si muovono da un fotogramma all'altro. Due ore di riprese di solito producono circa due o tre minuti di filmati utili.
Leftwich (seconda da sinistra) e i suoi colleghi esaminano una pinna robotica di leoni marini, che viene utilizzata per replicare e studiare i movimenti di una vera pinna di leoni marini. (William Atkins / George Washington University) Dopo aver catturato un applauso, Leftwich e la sua squadra segnano il contorno della pinna in ciascun fotogramma in modo che possano tracciare la sua posizione nello spazio nel tempo. Ci vogliono sei ore di lavoro per tracciare un singolo applauso, ma lo sforzo paga. Usando i dati del monitoraggio, i ricercatori hanno creato diagrammi 3D di un battito di pinne di leone marino. In essi, puoi vedere che la pinna di un leone marino si attorciglia mentre batte le mani.
Leftwich pensa che il colpo di scena possa aiutare a coppare l'acqua di fronte al leone marino e spingerlo indietro in modo che il leone marino possa sparare in avanti, come fa un essere umano quando nuota in stile libero o rana. Per testare ulteriormente la sua idea, lei e il suo team hanno costruito una pinna robotica per leoni marini. Hanno in programma di usarlo per replicare i movimenti di un vero leone marino in un laboratorio con una vasca più piccola, che consentirà loro di osservare il movimento dell'acqua molto più da vicino di quanto potrebbero fare nella grande vasca dello zoo.
Battendo le mani e scivolando, rotolando e torcendo, i leoni marini possono essere difficili da seguire con l'occhio, tanto meno spiegare con la scienza. Leftwich non ha ancora capito esattamente come i leoni marini manipolano l'acqua con le pinne per muoversi con tanta agilità, ma si sta avvicinando. Capire questo enigma potrebbe essere il segreto per aiutare gli umani a costruire sottomarini autonomi più furtivi o altri veicoli sottomarini, come riportato dalla rivista WIRED nel 2015.
Nel frattempo, ricorda di mantenere una sana distanza da qualsiasi leone marino che ti capita di vedere, o potresti essere sorpreso.
Scopri di più sui mari con il portale Smithsonian Ocean.
