Serpente volante del paradiso: spiegati i suoi incredibili voli tra gli alberi

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10 mesi fa

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Il Serpente volante del paradiso è in grado letteralmente di volare tra gli alberi: un modello prodotto da fisici spiega come possa avvenire questo bizzarro ‘volo’.

I serpenti sono animali incredibili, in grado di muoversi senza arti sulla terra e in acqua anche a velocità notevoli, arrampicarsi sugli alberi e persino… volare!

Certo, non tutti, ma il Serpente volante del paradiso è un vero e proprio campione: riesce a planare a molti metri di distanza gettandosi dagli alberi.

Jake Socha è un ingegnere biomedico che lavora presso la Virginia Tech ed è un esperto di questo animale. Il Serpente volante del paradiso in termini più scientifici è chiamato Chrysopelea paradisi e vive nel sud-est asiatico.

Socha ha studiato queste creature per oltre 20 anni e sebbene lui stesso ammetta che i serpenti non stiano esattamente volando nel senso tipico della parola, le loro planate strategiche sono comunque un’impresa impressionante considerando anche il fatto che vengono eseguite da un animale completamente privo di arti.

Il motivo per cui il serpente salta e compie il volo potrebbe essere per scappare da predatori, ma non è questa la domanda che interessa di più a Socha che afferma che quello che si è chiesto inizialmente è:

perché il serpente si muove ondeggiando anche quando compie il suo volo?

Il movimento assomiglia a quello effettuato da altri serpenti in acqua e quindi potrebbe essere una sorta di movimento che lo fa “nuotare” nell’aria?

Sappiamo che i serpenti ondulano per tutti i tipi di ragioni e in tutti i tipi di contesti locomotori, ma quello che volevo sapere è se questo movimento si tratta solo una sorta di riflesso involontario dato dal fatto che il serpente si muove così per natura o se c’è una ragione fisica che lo rende vantaggioso.

Ha detto Socha.

Socha e colleghi hanno scoperto che le oscillazioni sono cruciali per la stabilità dinamica in volo.

Ovviamente l’idea è che il serpente si muovi così non solo per la sua natura, ma ci sia qualcosa di più sotto: creando un modello 3D delle ondulazioni a mezz’aria di questo serpente, lui e i suoi colleghi hanno dimostrato che queste oscillazioni sono cruciali per la stabilità dinamica in volo, mantenendo i serpenti dritti più a lungo.

Senza queste acrobazie aeree, i risultati del team suggeriscono che il Serpente volante del paradiso non andrebbe affatto lontano: probabilmente precipiterebbe prima a terra o atterrerebbe in posizioni potenzialmente pericolose per la sua incolumità.

 

 

 

 

Ciò che rende davvero importante questo studio è che siamo stati in grado di far progredire contemporaneamente sia la nostra comprensione della cinematica della planata sia la nostra capacità di modellare il sistema.

Afferma l’ingegnere meccanico e autore principale dello studio, Isaac Yeaton di Virgina Tech.

Lo studio è iniziato nel 2015, quando i ricercatori hanno trasformato The Cube, un teatro a quattro piani con telecamere ad alta velocità utilizzato normalmente per catturare i movimenti di ballerini e attori, in un’arena di planate al coperto: le stelle dello spettacolo questa volta erano i serpenti.

 

Jake Socha posiziona un serpente sul ramo di partenza durante un esperimento. Credito: Michael Diersing

 

Un aspetto che complica lo studio di questi animali è che non sempre si dimostrano pronti a collaborare, in ogni caso il team con grande pazienza ha posizionato del particolare nastro riflettente a infrarossi sui loro corpi in varie posizioni, in modo da riuscire a utilizzare il sistema di acquisizione registrando i loro movimenti da tutte le angolazioni e li ha posizionati sul ramo di partenza per la registrazione delle planate.

Usando tra 11 e 17 punti di riferimento dalla testa alla coda, il team ha studiato i salti di sette diversi Serpenti volanti del paradiso che partivano da un ramo di quercia alto 8,3 metri verso un albero artificiale sottostante esplicitamente costruito al centro del teatro come punto di atterraggio.

 

 

Grazie a questo numero di punti di riferimento, ha spiegato Socha, sono stati in grado di ottenere una rappresentazione uniforme e accurata del serpente.

Sono state acquisite oltre 130 planate dal vivo e il team ha creato con questi dati una rappresentazione continua e tridimensionale accurata del serpente e della sua aerodinamica.

 

 

Manipolando questo modello dinamico, i ricercatori hanno quindi testato come determinate increspature del movimento, sia in orizzontale sia in verticale, influenzino il volo del serpente.

Questa ondulazione, spiegano gli autori, è un po ‘come la rotazione di un frisbee: mantiene il serpente in posizione verticale mentre scivola nell’aria, piuttosto che essere rapidamente sbilanciato dalle forze di trascinamento e sollevamento.

I ricercatori hanno poi usato il modello creato per simulare delle planate: nel caso di quelle più brevi (i serpenti saltavano da un’altezza di 10 metri) quasi tutte le planate con ondulazione erano stabili, mentre solo la metà di quelle senza ondulazione lo erano.

Durante planate simulate più lunghe (a partire da 75 metri) l’ondulazione diventa fondamentale per la stabilità.

Alla fine l’ondulazione serve a stabilizzare il volo, ma è anche vero che è un movimento insito nella biomeccanica dei serpenti e quindi forse non bisogna rimanere rigidi nella dicotomia, ma piuttosto pensare che la natura, come spesso accade unisce “l’utile al dilettevole”.

Inoltre vista la capacità attraverso la selezione naturale che ha la natura di mettere in evidenza comportamenti e soluzioni efficaci ed efficienti, bisogna tenere presente che questa nuova conoscenza potrebbe non insegnarci solo qualcosa di più sul comportamento dei serpenti, ma potrebbe essere uno spunto per trovare soluzioni di movimento nel campo della robotica. I serpenti sono esempi eccellenti di come ci si possa muovere in ambienti complessi, una caratteristica che vorremmo potessero acquisire anche i robot.