Ricercatori della Cornell University stanno studiando la fisica dietro questa abilità registrando filmati ad alta velocità delle libellule in volo e integrando i dati in modelli informatici, e presenteranno i loro risultati al 67° meeting annuale della American Physical Society (APS) Division of Fluid Dynamics, che si terrà dal 23 al 25 novembre a San Francisco.

“Le libellule tendono ad avere un volo imprevedibile – è questo che le rende affascinanti. Si librano per un po’, e ogni tanto fanno un giro veloce e brusco. Raramente rimangono proprio di fronte alla macchina fotografica per noi da contemplare”, ha spiegato il ricercatore principale Jane Wang.

In collaborazione con Anthony Leonardo a Janelia Farm, il campus di ricerca dell’Howard Hughes Medical Institute, Wang ha ideato un metodo sperimentale unico per far eseguire alle libellule manovre aeree ripetibili: attaccare un piccolo magnete alla parte inferiore di ogni insetto che ha permesso loro di appendere a testa in giù da un’asta di metallo. Quando il magnete viene rilasciato, ha detto Wang, “le libellule in qualche modo capiscono l’orientamento e fanno una manovra stereotipata: rotolano il loro corpo per fare un giro di 180 gradi.”

Tracciando gli orientamenti del corpo e delle ali utilizzando la registrazione video ad alta velocità di questo rapido rollio ad alta risoluzione, il team ha scoperto come le libellule alterano l’aerodinamica delle loro ali per eseguire la virata.

“Le ali di un aereo sono orientate ad un angolo fisso. Ma gli insetti hanno la libertà di ruotare le loro ali”, ha spiegato Wang. Regolando l’orientamento delle ali, le libellule possono cambiare le forze aerodinamiche che agiscono su ciascuna delle loro quattro ali.

Gli insetti iridescenti possono anche cambiare la direzione in cui sbattono le ali — conosciuta tecnicamente come il loro “piano di corsa”. I nuovi dati hanno mostrato che le libellule possono regolare l’orientamento del piano di corsa di ogni ala in modo indipendente.

Con così tante variabili diverse, capire come le libellule controllano il loro volo è un compito complicato. “Il nostro lavoro è cercare di scoprire le strategie chiave che le libellule usano per girare”, ha spiegato Wang. Lei e il suo studente laureato James Melfi Jr. stanno incorporando i loro dati in una simulazione al computer di insetti in volo libero, che permette loro di esaminare l’effetto separato di ogni cambiamento cinematico.

Wang ha descritto il lavoro del suo gruppo come “usare i principi fisici per spiegare il comportamento animale”

“Anche se gli organismi biologici sono complessi, obbediscono ancora ad alcune leggi fondamentali – in questo caso, la dinamica dei fluidi. … Spero di capire come queste leggi di base influenzino l’evoluzione degli insetti e il cablaggio dei loro circuiti neurali.”

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