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Pattinare sull'acqua come i Gerridi

Questi invertebrati riescono in ciò che all'uomo, da sempre, appare come un miracolo: spostarsi sull'acqua senza affondare e senza utilizzare "aiutini" come imbarcazioni, tavole da surf o da sub... Nella giornata internazionale dell'acqua vi parliamo di questi particolarissimi e utilissimi insetti. 

  • Claudia Fachinetti
  • Marzo 2022
  • Martedì, 22 Marzo 2022
Gerride che galleggia sull'acqua Gerride che galleggia sull'acqua

Camminare sull'acqua sembra un'impresa possibile solo nei testi sacri eppure in natura c'è chi lo fa abitualmente. E' il caso dei gerridi, detti anche insetti pattinatori. Questa famiglia di invertebrati - che conta oltre cinquecento specie - sfrutta la sottile pellicola creata dalla "tensione superficiale" sugli specchi d'acqua, scivolandovi sopra con i tarsi del secondo (sono queste a garantire la propulsione) e terzo paio di zampe, particolarmente allungate e sottili, le uniche parti del corpo che hanno contatto con la superficie liquida. Si muovono velocemente, a scatti, pattinando e remando senza penetrare la superficie dell'acqua e affondare. Questo è possibile anche perché, oltre ad avere un peso ridotto, la parte degli arti interessata al moto è rivestita da una fitta e sottilissima peluria impregnata da una sostanza idrorepellente.

Voraci predatori presenti in tutto il mondo

Lunghi appena una decina di millimetri in media (i più grandi, con corpi lunghi fino a 35 mm e un'apertura totale delle gambe di 260 mm sono i Gigantometra che vivono sui torrenti del Vietnam), i gerridi sono distribuiti in tutti i continenti e occupano un'ampia varietà di habitat, dall'oceano aperto alle pareti rocciose di alta montagna. Alcuni, come il genere Eotrechus, hanno artigli ben sviluppati e si sono adattati maggiormente all'ambiente terrestre. Ma la maggior parte è strettamente legata all'ambiente di acque dolci e calme, sebbene alcune specie vivano anche in acque correnti, come il genere Ptilomera o addirittura in ambiente marino o salmastro. Questi ultimi fanno parte del genere Halobates che comprende oltre quaranta specie. Le cinque più singolari, con individui di pochi millimetri di lunghezza, conducono la loro intera esistenza sulla superficie degli oceani dove si nutrono di plancton e depongono le uova su piume o pezzetti di legno galleggianti. In ogni ambiente sono comunque cacciatori e si nutrono di altri piccoli invertebrati che cadono in acqua o che si avvicinano alla superficie. Per catturare le prede utilizzano gli arti anteriori, più corti e robusti, con cui le trattengono mentre con l'apparato boccale succhiano i loro fluidi interni. Quando le prede scarseggiano i gerridi possono praticare cannibalismo.

Sentinelle ambientali

Date le loro abitudini e il loro ciclo vitale, i gerridi sono considerati una potenziale sentinella per la contaminazione da mercurio e altri metalli pesanti come ferro, zinco, alluminio e cadmio degli ecosistemi d'acqua dolce, ma si sa poco sui fattori che controllano le concentrazioni dei metalli in questo invertebrato. Studi sono stati condotti in Canada, nord California e nord Europa. In particolare, i gerridi sono considerati soprattutto come indicatori di concentrazioni di cadmio. Alte concentrazioni di questo metallo sono state trovate in individui degli oceani tropicali e nei laghi acidificati in Finlandia. Sembra esserci, inoltre, una tendenza per le femmine ad avere un contenuto di metalli pesanti più elevato rispetto ai maschi e gli scienziati ipotizzano che ciò possa essere spiegato da una maggiore assunzione di cibo da parte delle femmine, di taglia più grande rispetto ai maschi. Inoltre, le femmine hanno bisogno di più energia - e quindi di cibo - per la produzione di uova, rispetto a quanto ne abbiano necessità i maschi per la produzione di sperma. Un'altra pericolosa tipologia di inquinamento per gli insetti pattinatori è rappresentata dalle sostanze tensioattive, come i detersivi, che si legano alle molecole d'acqua e "rompono" la pellicola superficiale sulla quale si muovono questi animali.

Un robot ispirato a loro

Per camminare sull'acqua i gerridi, come abbiamo visto, hanno dunque zampe specializzate per evitare di rompere la tensione superficiale durante il movimento. Si tratta di una caratteristica che ha incuriosito e ispirato gli scienziati del laboratorio di Biorobotica, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale, dell'Università Nazionale di Seoul in Corea, che hanno voluto copiarli per costruire piccoli robot capaci di compiere le stesse performance. Analizzando nel dettaglio i movimenti di questi insetti, i ricercatori hanno visto che essi ruotano le punte curve delle zampe verso l'interno a una velocità discendente relativamente bassa con una forza appena inferiore a quella richiesta per rompere la superficie dell'acqua (144 millinewton/metro). In pratica gli insetti prolungano il contatto con l'acqua prima di saltare. Partendo da qui, è stato costruito un insetto robotico di appena 68 milligrammi in grado di saltare sull'acqua con il massimo trasferimento di quantità di moto. La forza esercitata dal robot è infatti pari a 16 volte il suo peso.

 

 

 

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