I bombi sono capaci di sorvolare l’Everest [VIDEO]

[6 febbraio 2014]

Chi l’ha detto che i bombi non possono volare? Le loro capacità di librarsi in aria hanno finito per meravigliare alcuni ricercatori che li hanno osservati in azione molto da vicino. Biology Letters pubblica la sorprendente “Surpassing Mt. Everest: extreme flight performance of alpine bumble-bees”, nella quale Michael E. Dillon, del Department of integrative biology dell’università di California – Berkeley, e Robert Dudley, dello Smithsonian Tropical Research Institute di Panama, sottolineano che «il volo animale in quota comporta notevoli sfide aerodinamici e fisiologiche, Librarsi ad altitudini elevate è particolarmente esigente dalla vista della duplice prospettiva di “lift” che di  “power output”».  Eppure alcuni insetti riescono a vivere ed a volare ad altitudini superiori ai 4000 m.

Dillon e Dudley dimostrano che «i bombi alpini possiedono sostanziali riserve aerodinamiche» e che sono in grado di volare in condizioni di ipobaria addirittura a quote superiori a 9000 metri, cioè più in alto della più alta montagna del pianeta: l’Everest.

La modulazione delle frequenza dei battiti del piccolo cuore di questi insetti non è il mezzo principale di compensazione e per riuscire a superare la sfida aerodinamica. I due ricercatori evidenziano che «la presenza di una simile “excess capacity” ad alta quota nel bombo è sorprendente e suggerisce  esigenze comportamentali intermittenti per prestazioni di volo estreme supplementari a quelle del foraggiamento di routine».

Il genere Bombus comprende più di 250 specie di impollinatori ghiotti di nettare. I bombi sono dotati di una vivace colorazione che serve da avvertimento ai predatori che non si tratta di prede molto commestibili e “facili”. Ma la caratteristica più straordinaria dei bombi sono le loro elevate performance di volo nonostante i loro corpi massicci e le loro piccole ali.  Quindi è davvero sorprendente che gli scienziati sabbiano scoperto che alcune specie di bombi vivono oltre i 5.600 m di altezza nell’Himalaya nepalese.

Dillon e Dudley si sono incuriositi e, con il loro team finanziato da National Geographic, hanno cercato di scoprire come i bombi si adattano all’atmosfera rarefatta di alta montagna. Per farlo hanno catturato 6 Bombus impetuosus  maschi nel Sichuan, in Cina, ad un’altitudine di 3.250 metri e li hanno messi ognuno in una “flight chamber”, poi hanno abbassato gradualmente ed accuratamente la pressione della camera, con incrementi corrispondenti ad un aumento della quota di 500 m, rilevando così l’altitudine alla quale i bombi volavano meglio e quella alla quale gli insetti non riuscivano più a farlo. Hanno anche analizzato i video per capire come i bombi volino alle diverse altitudini simulate, intanto prendevano misure accurate del peso e delle dimensioni del torace e del corpo di ogni bombo.

Su Biology Letters Dillon e Dudley, rivelano che «Tutti i bombi svolazzavano con successo a pressioni equivalenti all’aria superiore ai 7.400 m, tre hanno volato al di sopra 8.000 m, e due hanno volato a pressioni corrispondenti a quote superiori rispetto alla vetta del Monte. Everest».

Da un ulteriore studio è emerso che i bombi riuscivano a volare a queste altitudini estreme non aumentando la frequenza di battito delle loro piccole ali, ma «Aumentando significativamente l’estensione angolare del loro moto dell’ala».  Inoltre, «Né la temperatura dell’aria, né la massa corporea individuale ha avuto alcun effetto sulla quota massima di volo raggiunta da ogni bombo». Ci potrebbe essere un’unica lieve differenza: i bombi con la massa toracica più grande (o il diaframma più ampio) avrebbero un vantaggio.

Si tratta di risultati davvero impressionanti, viste la molte difficoltà che animali così piccoli devono affrontare per volare a quote proibitive per gli esseri umani.  Presentando lo studio, Mongbay sottolinea: «Poiché le forze prodotte dal flapping delle ali dipendono direttamente e proporzionalmente alla densità dell’aria, l’aria sottile ad alta quota produce una forte riduzione della forza necessaria per equilibrare il peso corporeo di un insetto volante. Inoltre, gli elevati metabolismi degli insetti volanti richiedono una più alta domanda di ossigeno per peso corporeo di qualsiasi altra creatura aviaria».

I bombi, che fino a non molto  tempo fa si credeva erroneamente che con il loro volo  violassero le leggi della fisica, si sono rivelati “aviatori” provetti ed hanno superato gli “insuperabili” problemi delle altitudini estreme con noncalanche e sembrano in grado di adattarsi rapidamente alle diverse altezze, tanto che si pensa che i maschi utilizzino queste eccezionali capacità per compiere lunghi spostamenti su e giù per le alte montagne dell’Himalaya a bottinare nettare, oppure per produrre le improvvise accelerazioni richieste dal rituale di corteggiamento/accoppiamento o per sfuggire a i predatori. Secondo gli autori dello studio, le femmine di bombo, con le ali più piccole rispetto alla dimensioni del corpo, potrebbero non essere in grado di fare simili prodezze di volo aerodinamico, ma per verificare la validità di questa ipotesi sono necessari ulteriori studi.

Dillon in un’intervista ad NBC News ha sottolineato: «Siamo rimasti scioccati. C’è la percezione che i bombi siano volatori imbranati. Sono grandi, sono forti, ma non sembrano particolarmente aggraziata quando svolazzano nei dintorni». Alla fine i bombi nel volo alle estreme altezze sono riusciti a battere anche le oche indiane (Anser indicus), considerate gli uccelli  che volano più in alto al mondo, che scavalcano il massiccio dell’Himalaya a 6.400 metri di altezza.

Il trucco è nelle ali  che aumentano la portanza: alle massime altezze simulate il “wing sweep” dei bombi aumentava del 15%. I ricercatori hanno scoperto che l’ala del bombo ha un design unico: è dotata di un “giunto flessibile” che li aiuta a volare meglio quando sono carichi di polline, un “trucco” che potrebbe essere imitato  per produrre “insetti meccanici” più robusti e maneggevoli.

Le performance fisiche dei bombi sono eccezionali: «Sono in grado di fornire O2 (ossigeno) ai muscoli 50 volte più ossigeno di un atleta umano – sottolinea ammirato Dillon – hanno muscoli per il  volo incredibilmente esigenti», ma gli scienziati devono ancora dare una spiegazione fisiologica alle imprese estreme dei bombi.

NBC News  ha chiesto a Dillon se qualche bombo sia mai stato avvistato vicino alla vetta dell’Everest, e lo scienziato ha risposto «non che io sappia. E’ probabilmente troppo freddo e probabilmente non ci sono fiori». La domanda che ora si fanno i ricercatori è se anche i bombi e le api che svolazzano sui fiori dei nostri giardini hanno gli stessi super-poteri di volo, oppure se si tratta di un’abilità acquisita solo dai bombi che vivono in alta montagna.

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  • Flexible wings give bumblebees a lift