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Chi ha le gambe più efficienti, gli artropodi o gli esseri umani?

Due ricercatori irlandesi hanno svelato che le zampe delle cavallette e dei granchi sono modellate in modo ideale per resistere alle flessioni e compressioni, e ciò rende la qualità della loro "progettazione" significativamente superiore a quella delle gambe umane. Scrivendo...

Due ricercatori irlandesi hanno svelato che le zampe delle cavallette e dei granchi sono modellate in modo ideale per resistere alle flessioni e compressioni, e ciò rende la qualità della loro "progettazione" significativamente superiore a quella delle gambe umane. Scrivendo nella rivista della Royal Society, la coppia del Trinity College di Dublino, ha dichiarato che se le ossa delle gambe umane fossero fatte nello stesso modo, esse potrebbero essere due volte più forti. "Come tutti gli artropodi, cavallette e granchi possiedono il cosiddetto esoscheletro fatto di un materiale molto speciale chiamato cuticola," ha commentato uno degli autori dello studio, il professor David Taylor del Trinity Centre per la bioingegneria. "Questo esoscheletro protegge l'animale come l'armatura di un cavaliere. Recentemente abbiamo mostrato che questa cuticola è in effetti uno dei materiali naturali più duri." "In termini di evoluzione, avere le ossa all'esterno è stata un'idea piuttosto valida," ha aggiunto il suo coautore e partner, il dott. Jan-Henning Dirks. "[Per] milioni di anni, animali con esoscheletro come insetti, ragni e crostacei [si sono] trovati praticamente in ogni ecosistema del mondo." I ricercatori hanno usato le più recenti tecniche nel campo dell'ingegneria meccanica, della scienza dei materiali e della biomeccanica per calcolare esattamente perché questo esoscheletro è così efficace. Il loro studio si è concentrato in particolare sul diametro e sullo spessore delle ossa. Essi hanno usato una speciale macchina per la tomografia computerizzata per generare immagini a raggi X delle zampe degli insetti con una risoluzione di appena pochi millesimi di millimetro, e hanno raccolto e confrontato dati di granchi e di ossa umane. I loro risultati mostrano che mentre le ossa delle gambe umane possiedono dotti con pareti relativamente spesse, le zampe di insetti e granchi possiedono una parete molto più sottile in rapporto al loro diametro. Il professor Taylor ha commentato: "Questo rapporto tra lo spessore della parete e il diametro ci può dire molto sulla stabilità meccanica della struttura. Immaginiamo le ossa come semplici tubi. Ora, disponendo di una quantità limitata di materiale, cosa faremmo? Costruiremmo un solido bastone pieno o un tubo cavo con pareti sottili? Se compresso, il bastone si potrebbe piegare facilmente come un fuscello; il tubo cavo, tuttavia, si potrebbe deformare come una lattina di birra." Lo studio mostra che per un dato peso, dal punto di vista meccanico esiste uno spessore ottimale della parete. Ad esempio, la forma delle zampe dei granchi rappresenta un compromesso ideale per resistere sia alle forze di flessione che di compressione a cui il granchio è sottoposto quando cammina sott'acqua. Ma le zampe della cavalletta sono ottimizzate per sopportare le grandi forze di flessione che entrano in gioco quando l'animale salta. Lo studio conclude dicendo che se le ossa spesse degli esseri umani potessero essere "riprogettate" come un esoscheletro che usa la stessa quantità di materiale osseo, esse potrebbero essere il doppio più forti rispetto a ora. Il professor Taylor dice: "Naturalmente, ci sono numerosi altri fattori che determinano i vantaggi evolutivi degli endoscheletri e degli esoscheletri. Tuttavia, noi riteniamo che osservando il problema dal punto di vista ingegneristico, siamo riusciti a gettare nuova luce sullo sviluppo evolutivo delle forme scheletriche."Per maggiori informazioni, visitare: Trinity College Dublin: http://www.tcd.ie/

Paesi

Irlanda