Perché gli Anatroccoli Spesso Nuotano in Fila Dietro a Mamma Anatra?
Se si vuole imparare qualcosa ci si deve sempre rivolgere a quelli che la gente comune chiama animali poco evoluti.
Toba60
Meno dello 0,1% dei nostri lettori ci supporta, ma se ognuno di voi che legge questo ci supportasse, oggi potremmo espanderci e andare avanti per un altro anno.
Mamma Anatra ci insegna un po di Biomeccanica
Il professor Frank Fish, come suggerisce il nome, è un grande appassionato di pesci e di oceano. Inoltre, è anche appassionato di anatre che nuotano nell’acqua.
Come professore di biologia, la sua ricerca si concentra sulla dinamica animale. Nel 1994, il professor Frank ha pubblicato un saggio sul comportamento di nuoto delle anatre, studiando il dispendio energetico delle anatre che nuotano in gruppo.
Tuttavia, la ricerca sul comportamento delle anatre nel nuoto non finisce qui. Nel 2021, il gruppo di ricerca del professore cinese Nguyen Chi Minh ha pubblicato una nuova tesi sul nuoto delle anatre.
Entrambi gli studi hanno vinto il premio Ig Nobel per la fisica.
Come è noto, l’Ig Nobel è una parodia del Premio Nobel, che viene assegnato ogni anno all’inizio dell’autunno a ridosso dell’annuncio ufficiale del Premio Nobel per 10 risultati che “prima fanno ridere e poi fanno pensare”. Lo scopo principale del premio è quello di creare un’atmosfera divertente per incoraggiare la ricerca.
Qual è l’attrattiva del nuoto delle anatre che affascina molti ricercatori?
Il nuoto delle anatre “cavalca le onde e fa surf”
Chi ha osservato le anatre nuotare avrà visto alcune volte in cui la madre anatra nuota per prima e gli anatroccoli nuotano dietro, allineati in linea retta. Non si tratta di una coincidenza, ma di una formazione di nuoto coordinata delle anatre.
Il motivo per cui le anatre amano nuotare in fila è ancora oggetto di studio. Ma i vantaggi del nuoto in questa formazione si stanno lentamente scoprendo. Tra questi, il risparmio energetico.
In un esperimento, i ricercatori hanno calcolato il tasso metabolico misurando la quantità di ossigeno consumata dalle anatre.
Durante la ricerca, Frank ha addestrato diversi germani reali di un giorno a nuotare in fila con un’anatra femmina. Successivamente, il team ha eseguito esperimenti sulla crescita dei piccoli al terzo, settimo e quattordicesimo giorno.
Nei risultati della misurazione del metabolismo delle anatre, la frequenza di attività è aumentata ma il dispendio energetico di ogni anatroccolo è diminuito. Questo esperimento ha dimostrato la correttezza della causa della voga delle anatre dal punto di vista metabolico.
Il motivo del “risparmio energetico” è l’onda.
Il team di ricerca del professor Nguyen Chi Minh si è concentrato sull’osservazione del comportamento di nuoto delle anatre per 7 anni, stabilendo allo stesso tempo un modello aritmetico di correlazione e scoprendo il segreto delle oscillazioni delle onde quando le anatre nuotano.
Diagramma della forza dell’anatra in acqua ferma, stessa lunghezza d’onda ma fase diversa. (La linea verde rappresenta la superficie dell’acqua, la curva blu rappresenta la pressione diretta verso la superficie del corpo dell’anatra, la freccia indica la direzione della forza).
Nella “formazione a fila indiana”, quando l’anatroccolo si trova nella posizione più adatta dietro l’anatra madre, la resistenza dell’onda diventa “positiva” – la direzione della resistenza è nella stessa direzione della direzione di nuoto dell’anatroccolo. A questo punto la fase dell’onda è mostrata nella figura (d) precedente.
In altre parole, la resistenza ora diventa una spinta da dietro verso davanti, che spinge gli anatroccoli a “cavalcare le onde e a surfare il vento”, aiutandoli a nuotare tranquillamente. In modo più sofisticato, questa situazione può essere mantenuta dagli anatroccoli in formazione. Il primo anatroccolo e il secondo anatroccolo dietro la madre vengono entrambi spinti in modo da poter nuotare in avanti in condizioni meno faticose. Dal terzo anatroccolo in poi, la forza che agisce su ciascun individuo diminuisce gradualmente fino a zero, raggiungendo così un equilibrio dinamico.
Da ciò si evince che l’anatra più grande che nuota per prima aiuta i membri dello stormo posteriore a compiere uno sforzo minore. Questo meccanismo “Wave-riding and Wave-passing” permette alle piccole anatre di seguire le grandi senza essere esaurite o ostacolate.
Questo meccanismo di nuoto aiuta le anatre più piccole a nuotare dietro alle anatre più grandi senza esaurirsi o essere ostacolate.
Le anatre risparmiano energia, le barche risparmiano petrolio
Non solo le anatre, ma anche le barche “nuotano” nell’acqua. Poiché le anatre sono già molto intelligenti nel loro comportamento di movimento, gli esseri umani non possono essere da meno.
Il team della Wuhan University of Technology ha analizzato diverse configurazioni di formazione delle imbarcazioni e ha scoperto che il coefficiente di resistenza totale delle navi che si muovono secondo uno schema “a catena” è stato efficacemente ridotto. Ciò significa che questo modello di movimento aiuta le imbarcazioni a risparmiare più energia.
Pensando un po’ più in là, è possibile applicare questo principio a tutte le navi in futuro? Il gruppo del professor Nguyen Chi Minh sta studiando concetti correlati, nella speranza di apportare molti progressi all’industria navale.
David Pac
Fonte: scienceinfo.net
SOSTIENICI TRAMITE BONIFICO:
IBAN: IT19B0306967684510332613282
INTESTATO A: Marco Stella (Toba60)
SWIFT: BCITITMM
CAUSALE: DONAZIONE
