;Resize,width=638;)
Quando vediamo gli insetti non immaginiamo di certo che siano capaci di produrre getti di liquidi proiettati a velocità ragguardevoli. Eppure una nuova ricerca pubblicata su Nature communications ci dimostra come alcune specie siano capaci di compiere di fare la pipì attraverso un organo che ricorda molto un superpropulsore, rendendo questi animali simili a dei jet in miniatura. La scoperta è avvenuta casualmente, quando il bioingegnere Saad Bhamla del Georgia Institute of Technology, negli Stati Uniti, si trovava presso il suo cortile di casa e ha notato qualcosa che nessuno aveva mai visto prima.
Accadde alcuni anni fa, quando un insetto stava volando quasi al livello del suolo, poco prima di posarsi apparentemente tranquillo su un filo d'erba. Subito dopo essersi posato, Bhamla cominciò a osservare come questo insetto avesse un comportamento inusuale. L'animale aveva cominciato, infatti, a lanciare dalla punta dell'addome delle goccioline di liquido trasparente, quasi impossibili da vedere, in maniera talmente frequente e veloce che la fuoruscita sembrava essere innaturale. Seppur sembra strano immaginare che un insetto possa essere in grado di far ciò a lungo, Bhamla assicura che questo comportamento si protrasse per ore, con l'insetto che si liberava di quella che si successivamente scoprì essere della pipì sparata direttamente dal corpo dell'animale.
«Si sa poco della dinamica dei fluidi dell'escrezione, nonostante il suo impatto sulla morfologia, l'energia e il comportamento degli animali – ha dichiarato il bioingegnere statunitense – Volevamo quindi vedere se questo minuscolo insetto avesse escogitato qualche innovazione ingegneristica o fisica per fare pipì in questo modo».
Con l'intervento degli entomologi, l'insetto è stato identificato come appartenente alla famiglia Cicadellidae, animali noti per nutrirsi esclusivamente della linfa xilematica delle piante, una fonte alimentare particolarmente ricca di fluidi, essendo infatti costituita per il 95% di acqua. Utilizzando la fluidodinamica computazionale e video ad altissima frequenza, Bhamla insieme ad altri ricercatori hanno studiato i principi fluidici, energetici e biomeccanici della loro escrezione, scoprendo le particolarità di questo tipo di minzione.
«Ci siamo resi conto che questo insetto aveva effettivamente delle strutture anatomiche simili a una molla e una leva di una catapulta, al livello della cloaca – ha detto Elio Challita, un collaboratore di Bhamla – Poteva usare quegli strumenti per lanciare ripetutamente goccioline di pipì ad alte accelerazioni, non subendo nessun tipo di contraccolpo».
Lo strumento che usano questi animali per liberarsi della pipì è il primo mai osservato. É costituito da uno stilo anale o, come lo ha definito Bhamla, da una "catapulta nel sedere", che consente a questo insetto di urinare con una certa facilità. In pratica, quando questa specie di cicala deve eliminare i liquidi in eccesso, porta lo stilo anale ad assumere una posizione rilassata per permettere al liquido di uscire all'esterno e di formare così una gocciolina. Quando questa raggiunge il suo diametro ottimale, lo stilo ruota all'indietro di oltre 15 gradi e successivamente viene rilasciato come la molla di flipper, impattando con l'urina ad una velocità spaventosa, 10 volte superiore a quella di una macchina da corsa, raggiungendo anche un'accelerazione superiore ai 40 G: insomma una vera "superpropulsione".
«Il nostro modello prevede comunque che per questi minuscoli insetti, la superpropulsione delle goccioline sia energeticamente più economica rispetto alla formazione di getti continui, come avviene per i vertebrati, consentendo così loro di sopravvivere con una dieta a base di linfa xilematica estremamente povera di nutrienti», concludono gli esperti.
La dieta quasi a zero calorie di queste specie d'altronde è un vero problema a cui le cicale devono far fronte. Bevono infatti fino a 300 volte il loro peso corporeo in linfa xilematica ogni giorno e sono quindi tenute ad espellere in modo efficiente i fluidi in eccesso senza sprecare neanche una caloria di troppo. Altri insetti applicano questo peculiare adattamento di "risparmio energetico" legato alla minzione e un caso noto sono le api e i bombi, che spesso mentre volano rilassano le pareti della loro cloaca, facendo fuoruscire l'urina in una piccola "cascatella volante".
«L'oggetto di questo studio può sembrare stravagante agli occhi di un pubblico generalista, ma è da indagini come questa che otteniamo informazioni su processi fisici su scale di dimensioni al di fuori della nostra portata – ha affermato Miriam Ashley-Ross, ricercatrice della US National Science Foundation, che ha parzialmente finanziato la ricerca – Facendo un parallelismo, quello con cui hanno a che fare le cicale è un problema simile a quello che succederebbe se uno di noi cercasse di lanciare una sfera di sciroppo d'acero dalle dimensioni di un pallone. Inoltre il metodo efficiente che questi minuscoli insetti hanno sviluppato può risultare utile agli stessi esseri umani, portando a soluzioni ispirate alla natura che possono risultare, per esempio, utili per rimuovere solventi da superfici strutturalmente complesse».
«Questo lavoro rafforza l'idea che la scienza guidata dalla curiosità sia preziosa – conclude Challita – E il fatto che abbiamo scoperto qualcosa di così interessante come la superpropulsione di goccioline in un sistema biologico, che potrebbe avere applicazioni in altri campi, lo rende ancora più affascinante».
