L'insetto pattinatore è in grado di camminare sulla superficie dell'acqua senza affondare con una velocità di circa 1,5 m/s dando proprio l'impressione di pattinare. Si tratta di un bellissimo esempio di biomimesi, in quanto le sue caratteristiche biologiche sono state studiate per capirne i principi di funzionamento – e chissà, forse prima o poi, saremo anche noi in grado di camminare sull'acqua!
Cosa sono gli insetti pattinatori?
L'insetto pattinatore fa parte della famiglia dei gerridi. Si tratta di animali semi-acquatici, cioè organismi perlopiù terrestri che vivono però buona parte della loro vita in ambienti acquatici.
Possono essere osservati in tutti i continenti, soprattutto in ambienti salmastri, come gli stagni. Si nutrono di plancton e di altri piccoli insetti presenti sopra la superficie dell'acqua o appena sotto di essa. È noto, che, in assenza di cibo, sono anche soliti praticare il cannibalismo. Questa particolare specie animale è stata oggetto di osservazione da parte degli scienziati in quanto, se in movimento, sembrano pattinare sulla superficie dell'acqua, invece se fermi sembrano fluttuare su di essa.
Inizialmente questa loro caratteristica era stata attribuita alla tensione superficiale dell'acqua, ossia quella forza di coesione fra le molecole che fa in modo che il liquido crei una sorta di pellicola che permette ad oggetti molto leggeri di galleggiare. Successivamente, studi più approfonditi hanno dimostrato che, oltre alle caratteristiche fisiche dell'acqua, è la particolare e unica struttura biologica dei gerridi che gli conferisce questa incredibile capacità.
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Come camminano sull'acqua gli insetti pattinatori?
La prima caratteristica che salta all'occhio è la forma delle loro zampe; esse infatti sono molto lunghe ed hanno una forma tale per cui la superficie di appoggio risulta essere molto più ampia rispetto a quella generata dalle zampe "dritte". In questo modo la zampa non penetra la superficie dell'acqua, ma si appoggia su di essa, senza rompere la tensione superficiale. Per questo i gerridi piuttosto che camminare, scivolano sulla superficie dell'acqua.
La seconda caratteristica, meno visibile, riguarda la loro morfologia microscopica. Le zampe infatti sono ricoperte di micro-peli idrorepellenti, attraverso cui quindi, l'acqua fatica a penetrare. Si crea in questo modo una sorta di sacca d'aria fra le zampe dell'insetto e la superficie dell'acqua.
In definitiva, l'unione delle caratteristiche fisiche dell'acqua e di quelle morfologiche dei gerridi potrebbe essere il segreto che permetterà all'uomo di superare un altro limite che sembra invalicabile: camminare sull'acqua!
Possibili applicazioni
Sulla base delle scoperte derivate dallo studio degli insetti pattinatori sono stati creati gli insetti-robot. Si tratta di robot leggerissimi che copiano il movimento delle zampe dei gerridi, ovvero muovono le zampe lentamente per massimizzare il tempo di contatto con l'acqua; durante questo lasso di tempo si caricano per effettuare un salto con una forza tale da essere 16 volte superiore al loro peso.
Un'altra caratteristica interessante dell'insetto pattinatore riguarda la possibilità di utilizzarlo come segnalatore di metalli pesanti. Sono infatti state ritrovate tracce di metalli pesanti – soprattutto cadmio – in molte specie di gerridi, soprattutto di genere femminile. Si tratta di una caratteristica importante che potrebbe essere utilizzata per verificare il livello di contaminazione delle acque.
Tra l'altro, abbiamo realizzato un video ad hoc su uno dei casi più gravi di avvelenamento di cadmio mai registrati nella storia:
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