Giù in Jungleland: Winging It Like a Pro

Le ali di un insetto sembrano fragili, ma possono battere fino a 250 volte al secondo, volando in un modo che gli umani possono solo sognare

È sorprendente come una creatura fragile come una farfalla, con le sue ali sottili come un tessuto, possa affrontare voli transcontinentali, in qualche modo cavalcando tempeste e burrasche lungo il percorso.

Li abbiamo invidiati, probabilmente dal momento in cui ci siamo resi conto che loro potevano volare e noi no; che loro avevano le ali e noi no. E, per confermarlo, Madre Natura ha scoperto due modelli di ali e tecniche di volo completamente diversi, anche se ugualmente ingegnosi, per consentire a insetti e uccelli di prendere il volo in modi diversi. Qui, daremo un'occhiata a cosa sono fatte le ali degli insetti e come funzionano.

Le ali degli insetti sono costituite da due strati di chitina, che è flessibile, resistente e resistente, inseriti a sandwich, la stessa sostanza di cui è composto l'esoscheletro di un insetto. Possono essere iridescentemente trasparenti e scintillanti come il cellophan - come nelle ali delle mosche e delle libellule - o, colorati e decorati in modo affascinante, come nelle farfalle. Sembrano fragili e sembrano così fragili mentre si girano e girano, ma questa è solo un'illusione, perché possono battere 250 volte al secondo, ruotando e ruotando attorno al loro asse ad ogni singolo battito, creando e spargendo furiosi piccoli tornado (vortici) mentre fare. La forza strutturale è fornita da un traforo di vene (il motivo è unico per ogni specie di insetto) e, mentre la maggior parte dell'ala è morta, ci sono alcune terminazioni nervose che sono vive e sensibili. A riposo, non sembrano nemmeno le tipiche ali, essendo superfici piatte e piane. Ma una volta messi in movimento, assumono la forma di profili alari e forniscono la portanza necessaria per sollevare quella che è essenzialmente una creatura dall'aspetto poco aerodinamico da terra e sfrecciare in aria.

La maggior parte degli insetti ha un solo paio di ali, anche se molti hanno iniziato con due paia. Alcuni antichi tradizionalisti come le libellule lo fanno ancora. Nel clan dei coleotteri, la coppia di ali anteriori si è evoluta in colorate coperture alari chiamate elitre, che vengono sollevate quando l'insetto vola. Contribuiscono anche a un piccolo sollevamento. In altri, come le vere mosche, le ali posteriori si sono evolute in tozze manopole conosciute come haltres che forniscono stabilità in volo. Diversi insetti a quattro ali come farfalle, api e vespe, agganciano o attaccano insieme le loro ali posteriori e anteriori mentre volano in modo che funzionino come una singola coppia. Il volo degli insetti è estremamente complesso e ci ha confuso per molto tempo prima che iniziassimo a capirlo.

Forse, il modo più semplice per spiegarlo è che gli insetti volano più o meno allo stesso modo degli elicotteri, soffiando aria al di sotto e lontano da loro, fornendo così sollevamento e propulsione. Mentre un elicottero inclina il muso verso il basso per ottenere la corretta combinazione di portanza e propulsione (in modo che le sue alette siano angolate correttamente), l'insetto ottiene ciò ruotando le ali attorno al proprio asse come una figura di otto durante ogni battito d'ala. È necessaria una quantità furiosa di energia per far decollare e volare queste piccole creature ingombranti e dalle gambe lunghe, e questo è fornito dai massicci muscoli del torace dell'insetto. Anche qui operano due sistemi diversi.

Gli insetti a quattro ali come le libellule hanno un paio di muscoli di volo per ala, che azionano le ali direttamente attraverso un ingegnoso meccanismo di cerniera: un muscolo è responsabile della corsa verso l'alto e l'altro per la corsa verso il basso. I muscoli sono inseriti verticalmente nel torace, incernierati dall'alto alla base delle ali. Poiché ogni ala ha il proprio set di muscoli, può battere indipendentemente dagli altri, consentendo all'insetto di effettuare manovre di volo sorprendenti. D'altra parte, una libellula non può battere le sue ali più di circa 25 battiti al secondo, anche se questo non sembra influenzare affatto le sue prestazioni aeree - e può volare perfettamente comodamente anche con solo tre ali. Insetti come le api e le vespe hanno due paia di muscoli del volo indiretto, che sono collegati al torace, orizzontalmente e verticalmente, e le loro ali sono attaccate ai lati del torace. La contrazione dei muscoli verticali spinge verso il basso la parte superiore del torace e ne fa sporgere i lati facendo muovere le ali verso l'alto, e la contrazione del muscolo orizzontale inarca il tetto toracico verso l'alto facendo muovere le ali verso il basso. Il sistema è così sfruttato che un piccolo movimento del torace si traduce in un movimento dell'ala relativamente ampio e un sorprendente meccanismo a scatto (piuttosto come l'accensione e lo spegnimento di un interruttore della luce elettrica) che opera tra il torace e le ali accelera la frequenza di il battito d'ali.

Un pezzo unico di tessuto muscolare iperattivo chiamato muscolo fibrillare, che si contrae automaticamente dopo essere stato allungato, assicura che l'alimentazione alle ali continui anche dopo che l'impulso dal sistema nervoso centrale si è fermato. I muscoli possono, quindi, contrarsi e rilassarsi molto più velocemente di quanto il sistema nervoso possa comandargli, consentendo frequenze di battito d'ali di 250 battiti al secondo. Inoltre, ci sono molti altri muscoli accessori che consentono alle ali di ruotare e ruotare, consentendo all'insetto di manovrare in modo così abbagliante - e per far atterrare una mosca a testa in giù sul soffitto! Come la maggior parte dei motori, anche i motori di volo degli insetti devono essere riscaldati prima di poter funzionare e alcuni insetti possono staccare le ali dai muscoli (o semplicemente tremare le ali) mentre li fanno vibrare in modo da raggiungere temperature di esercizio (tra 30 e 40 gradi Celsius). Questo è il motivo per cui gli insetti di solito non volano nelle gelide giornate invernali.

È davvero sorprendente pensare a come una creatura fragile come una farfalla, con le sue ali sottili come un tessuto traballante, possa affrontare voli transcontinentali, in qualche modo cavalcando tempeste e burrasche lungo il percorso; è abbastanza difficile immaginare come, con quello schema di volo a scatti yo-yo, riesca ad atterrare con tale precisione su un fiore mosso dal vento (come atterrare con un elicottero su una barca a conchiglia!). Oppure, come quella fastidiosa mosca domestica elude facilmente il tuo scacciamosche, zooma sfacciatamente davanti al tuo viso e fa quadrupli salti all'indietro prima di atterrare a testa in giù sul soffitto, ancora una volta.

Puoi solo dargli un 10 perfetto.