2 Novembre 2023
8:00

Come fanno i ragni a “volare”? Spieghiamo il fenomeno del ballooning

Diverse specie di ragni (ma non solo) riescono a spostarsi in aria per centinaia di chilometri attraverso il fenomeno del ballooning, che sfrutta la resistenza aerodinamica e il campo elettrico atmosferico.

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Come fanno i ragni a “volare”? Spieghiamo il fenomeno del ballooning
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Credits: cs:ŠJů, CC BY–SA 3.0, via Wikimedia Commons.

Vi è mai capitato di osservare un campo agricolo quasi per intero ricoperto da una sottile tela simile a seta? Anche in Italia è possibile osservare il cosiddetto ballooning, un ingegnoso modo di spostarsi nell'aria usato da alcune specie di ragni e altri artropodi. Questi secernono del materiale sericeo che viene trasportato dal vento, riuscendo a percorrere tragitti anche molto lunghi (anche centinaia di chilometri!) insieme alla propria seta. Avete capito bene: i ragni sono in grado di “volare” pur non avendo le ali. Vediamo nel dettaglio come fanno e quali sono le possibili spiegazioni scientifiche di questo fenomeno.

Cos'è il ballooning e come è stato scoperto

Una mattina di cielo sereno del lontano 1832, sir Charles Robert Darwin, giovane biologo, naturalista, geologo ed esploratore britannico, affacciandosi sul ponte del Beagle mentre solcava i mari dell’emisfero australe, notò che tutto attorno a sé era ricoperto da una fitta coltre sericea di ragnatele. Gli artefici di quell’opera erano migliaia di piccoli ragni, ben distinguibili sulla tela. La nave, in quei giorni, era a circa 60 miglia dalla costa argentina.

Da dove sbucavano i piccoli artropodi? Vi atterrarono dopo ore sospesi in aria. Osservazioni più recenti, infatti, riportano la presenza di ragni aerodispersi fino a 4000 m di quota! Questo è possibile proprio grazie al ballooning. I ragni salgono in cima a una prominenza, come una pianta o un fungo, e da lì sparano fili di seta a cui rimangono attaccati attraverso l’addome, facendosi trasportare dalle correnti. Ma come fanno?

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Credits: Stephen Michael Barnett, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons.

Come fanno i ragni a “volare”: le teorie e un'ipotesi recente

L'opinione che ha prevalso su tutte fino a oggi è quella secondo cui sarebbero le forze di trascinamento del vento leggero a permettere ai ragni di volare, che è lo stesso principio con cui si muove  una mongolfiera. Tuttavia, secondo un recente studio, la resistenza aerodinamica da sola non basterebbe. È stato osservato, infatti, che i seritteri dei ragni (cioè le ghiandole che producono la seta) producono più fili di seta alla volta, che si distribuiscono a ventaglio e sembrano attaccati a un pallone, rimanendo separati tra loro e trascinando l’aracnide nella corrente leggera. Ciò è dovuto all'azione di una forza elettrostatica respingente che non fa aggrovigliare i fili tra loro.

Bene, ma come fanno i ragni a prendere il volo? Finora si è ipotizzato che a fare da forza trainante fossero le correnti ascensionali e i gradienti di temperatura nei giorni di bel tempo, ma il fenomeno del ballooning è osservabile anche quando il cielo è coperto da nubi o piove.

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Strutture dei fili di seta in base alla direzione del vento. Credits: Moonsung Cho, Peter Neubauer, Christoph Fahrenson and Ingo Rechenberg, CC BY–SA 4.0, via Wikimedia Commons.

I movimenti di cariche elettriche tra terra e atmosfera (circuito elettrico atmosferico) e il conseguente gradiente di potenziale elettrico atmosferico (cioè il tasso di variazione del campo elettrico verticale che origina dai movimenti di cariche elettriche libere nell'aria) fornirebbero una spiegazione aggiuntiva al fenomeno.

L’ipotesi da cui è partito uno studio dell'Università di Bristol è che i ragni rilevino i campi elettrici atmosferici e che questi ultimi siano sufficienti a dare il via al ballooning, mentre le informazioni sul gradiente di potenziale indicherebbero il momento propizio per spiccare il volo.

Una possibile spiegazione scientifica del ballooning

Un gradiente di potenziale atmosferico è sempre presente, a prescindere dalle condizioni meteorologiche. Ciò che varia in caso di bel tempo o di nuvole e pioggia è la sua intensità e la sua polarità.

Prendiamo una giornata di cielo sereno su un prato pianeggiante: il gradiente di potenziale è di circa 120 V/m (cioè varia di 120 volt per ogni metro di quota). In condizioni meteorologiche più instabili, le nubi elettricamente cariche che passano sopra al prato portano il gradiente di potenziale a diverse migliaia di V/m. In questo contesto, una qualsiasi struttura longilinea che sporga verticalmente dal prato come un palo, una pianta o un fungo causerà un sostanziale aumento dei campi elettrici locali, condensando su di sé le scariche elettriche che raggiungeranno il suolo, come farebbe un parafulmine.

Non solo: piante e funghi, oltre ad avere la forma geometrica adatta perché ciò accada, posseggono un'alta percentuale di acqua ed elettroliti che consente di pareggiare il potenziale di terra, mentre l'intensità del campo elettrico che circonda foglie e rami può raggiungere svariate migliaia di V/m. In condizioni di tempo leggermente instabile, per esempio, il campo elettrico a 10 m sopra la chioma di un albero di 35 metri può superare i 2000 V/m, ma attorno alle punte di foglie, aghi e rami può raggiungere anche una decina di volte superiore. Questa differenza di potenziale è spesso sufficiente a innescare l'emissione di ioni tramite scarica a corona. La carica elettrostatica dell'aria sopra alla pianta è carica positivamente, mentre la seta di ragno – che è un isolante elettrico – acquisisce carica negativa.

Ora, sappiamo che cariche elettriche opposte hanno effetto attraente e ciò che succede nel ballooning è che i fili prodotti dal ragno (elettricamente negativi) vengono attratti da una massa d'aria (carica positivamente) proprio come avviene quando strofiniamo un palloncino sulla testa di chi ha i capelli lunghi.

Come i ragni misurano i movimenti delle cariche elettriche

È stato osservato che i ragni, in cima a dei rami, sull'ombrello di un fungo o su qualsiasi altra struttura sopraelevata, alzino le zampe anteriori per rilevare il campo elettrico circostante e, trovate le condizioni ideali di gradiente di potenziale, si dispongano sulle punte per il ballooning. Una volta in volo, l'attivazione e la disattivazione del campo elettromagnetico porterebbe il ragno a muoversi verso l'alto (on) o verso il basso (off).

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Ma come fanno i ragni a recepire i movimenti di cariche elettriche? Attraverso dei peli meccano-sensoriali sulla superficie delle loro zampe, attivati meccanicamente.

Lo studio anglosassone è riuscito a dimostrare che il gradiente di potenziale atmosferico e le forze elettrostatiche che ne derivano sono sufficienti a stimolare il ballooning, e che la resistenza aerodinamica associata del vento leggero può coadiuvare queste ultime per facilitarlo.

Rimangono tuttavia alcuni quesiti aperti: i ragni sono in grado di controllare l’altitudine di volo e la direzione di navigazione? Ma soprattutto, sanno dove atterreranno? Rispondere a queste domande potrebbe essere la sfida per la ricerca aracnologica dei prossimi anni.

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