Risolto il mistero del volo delle farfalle

Una tecnica di volo a battito che sembra inefficiente ma che migliora molto il decollo

[20 Gennaio 2021]

Lo svolazzare delle farfalle ha ispirato i poeti ma ha sconcertato gli scienziati che non capivano come queste delicate creature potessero  volare con le loro ali grandi ma che sembravano evolutivamente inefficienti.

Ora il nuovo  studio “Butterflies fly using efficient propulsive clap mechanism owing to flexible wings”, pubblicato sul Journal of Royal Society Interface da Christoffer Johansson e Per Henningsson della Lunds Universitet, dmostra che le farfalle hanno sviluppato un modo efficace di battere le ali per generare la spinta che le sostiene e che permette ad alcune specie o di fare migrazioni transcontinentali.

Gli scienziati svedesi dicono che questo tipo di volo aiuta le farfalle ad evitare pericolosi predatori.

Le specie volanti hanno sviluppato vari metodi per eludere la predazione: alcune hanno sviluppato ali potenti ed efficienti che le rendono veloci, altre hanno un sapore terribile che scoraggia i predatori. Ma perché le farfalle svolazzano pigramente e hanno spesso ali troppo grandi rispetto alle loro dimensioni corporee e aerodinamicamente inefficienti per il volo.

Negli anni ’70, gli scienziati hanno sviluppato una teoria secondo la quale le grandi ali permettevano alle farfalle di batterle insieme per decollare meglio. Ma finora nessuno aveva dimostrato come le ali funzionassero in condizioni di volo naturali.

Ora, gli scienziati svedesi, utilizzando una galleria del vento e telecamere ad alta velocità, hanno filmato l’abilità di volo unica delle farfalle.

Henningsson ha spiegato a BBC News che «Le ali si comportano in un modo piuttosto interessante: il bordo iniziale e quello finale si incontrano prima della parte centrale, formando questa forma a tasca. Pensiamo che questo tipo di comportamento migliori il battito perché forma una sacca d’aria tra le ali che, quando le ali collassano, rende il jet  ancora più forte ed efficiente».

Oltre a riprendere video al rallentatore delle farfalle in volo, per testare le loro idee i ricercatori hanno costruito due semplici modelli meccanici: uno rigido, l’altro flessibile e più simile alle ali di farfalla osservate nei test nella galleria del vento. Johansson ed  Henningsson hanno così scoperto che  le ali flessibili aumentavano notevolmente la forza creata dal battito, migliorandone l’efficienza del 28%, cosa che gli autori dello studio descrivono come «Una percentuale enorme per un animale volante», portandoli a concludere che le grandi ali e l’azione a coppa del battito rappresentano un vantaggio evolutivo per le farfalle di fronte ai predatori.

Henningsson spiega ancora: «Se sei una farfalla che è in grado di decollare più velocemente delle altre, questo ti dà un evidente vantaggio. Allora c’è una forte pressione selettiva, perché è una questione di vita o di morte. Non so se lo utilizzino nel volo libero, ma penso che di solito non sbattano le ali insieme. Ma nella fase di decollo, lo fanno sicuramente molto».

Secondo i due scienziati svedesi la loro ricerca potrebbe rivelarsi utile in altri ambiti e fanno notare «Alcuni droni e veicoli sottomarini utilizzano già sistemi di propulsione basati sul movimento delle ali, ma con limitazioni. Incorporare l’approccio utilizzato dalle farfalle potrebbe apportare importanti miglioramenti».

Henningsson  conclude: «Stiamo suggerendo che le persone che stanno lavorando su questi progetti, dovrebbero esaminare questo comportamento cup-shape, perche si può ottenere molta efficienza ed efficacia. E’ certamente qualcosa che varrebbe la pena esaminare».