Chi l’ha fatto per primo?

"HO IL sospetto", dice un biologo, "che non siamo quegli innovatori che crediamo di essere; siamo solo degli imitatori". In molti casi gli inventori umani non fanno che ripetere ciò che piante e animali fanno già da migliaia di anni. L’idea di copiare dalle creature viventi è così diffusa che le è stato dato un nome: bionica.

Secondo uno scienziato, praticamente tutti i settori fondamentali della tecnologia umana "sono stati ideati e sfruttati da creature viventi . . . prima che la mente umana imparasse a comprenderne le funzioni e a farle proprie". E aggiunge: "In molti campi la tecnologia umana è ancora molto indietro rispetto alla natura".

Mentre riflettete sulle complesse capacità che gli inventori umani hanno cercato di copiare da creature viventi, vi sembra ragionevole credere che si siano sviluppate per puro caso e che ciò sia successo non una volta sola, ma molte volte, in creature indipendenti l’una dall’altra? L’esperienza non ci insegna forse che strutture così complesse possono solo essere opera di un brillante progettista? Pensate davvero che il semplice caso potesse creare cose per copiare le quali in seguito ci sono voluti uomini dotati di grande ingegno? Tenete presenti queste domande mentre esaminate i seguenti esempi:

ARIA CONDIZIONATA. La tecnologia moderna permette di rinfrescare l’aria in molte abitazioni. Ma le termiti lo facevano già molto tempo fa, e ancora lo fanno. Il loro nido è situato al centro di un grosso monticello. Da lì l’aria calda sale, penetrando in una rete di condotti d’aria in prossimità della superficie. Qui l’aria viziata si disperde attraverso le pareti porose, e aria fresca filtra all’interno e scende in una camera d’aria situata alla base del monticello, da dove entra in circolazione nel nido. Alcuni monticelli sono dotati alla base di aperture che permettono all’aria fresca di entrare e, quando fuori fa caldo, all’acqua del sottosuolo di evaporare, rinfrescando così l’aria. Come fanno milioni di cieche termiti operaie a coordinare i loro sforzi per costruire strutture così ingegnosamente progettate? Un biologo risponde: "Il semplice fatto che manifestino quella che sembra un’intelligenza collettiva è un mistero".

AEROPLANI. Al progetto delle ali degli aeroplani ha contribuito nel corso degli anni lo studio delle ali degli uccelli. In questi ultimi, la curvatura dell’ala fornisce la portanza necessaria per vincere la forza di gravità. Ma se l’inclinazione dell’ala è eccessiva, c’è il pericolo di andare in stallo. Per evitare lo stallo, le ali degli uccelli sono dotate sul bordo anteriore di una serie di penne che, man mano che l’inclinazione dell’ala aumenta, si sollevano fungendo da ipersostentatori (1, 2). Queste penne mantengono la portanza impedendo alla corrente d’aria principale di distaccarsi dalla superficie alare.

Un altro dispositivo che permette di tenere sotto controllo la turbolenza e di evitare lo stallo è l’àlula (3), un ciuffo di penne che l’uccello può sollevare come un pollice.

Alla punta delle ali sia degli uccelli che degli aeroplani si producono vortici che generano resistenza. Gli uccelli riducono il problema in due modi. Alcuni, come i rondoni e gli albatri, hanno lunghe ali snelle che terminano con una punta sottile, conformazione che elimina la maggior parte dei vortici. Altri, come i grossi falchi e gli avvoltoi, hanno ali ampie che genererebbero grossi vortici, ma evitano il problema allargando, come se fossero dita, le penne remiganti all’estremità delle ali. Le estremità compatte si trasformano così in numerose punte sottili che riducono i vortici e la resistenza (4). Gli ingegneri aeronautici hanno adottato molti di questi accorgimenti. La curvatura delle ali favorisce la portanza. Vari dispositivi ipersostentatori e sporgenze servono a controllare la corrente d’aria o fungono da elementi frenanti. Per ridurre la resistenza alle estremità delle ali, alcuni aeromobili di piccole dimensioni sono dotati di placche perpendicolari al piano dell’ala. Comunque, le ali degli aeroplani non raggiungono ancora la perfezione tecnica di quelle degli uccelli.

ANTIGELO. Gli uomini usano il glicol etilenico come liquido antigelo per i radiatori delle automobili. Ma certe piante microscopiche dei laghi antartici usano, per non gelare, una sostanza chimicamente simile, la glicerina. Essa è presente anche in certi insetti che sopravvivono a temperature di 20° sotto zero. Ci sono pesci che producono il proprio antigelo, riuscendo così a sopravvivere nelle gelide acque dell’Antartide. Certi alberi resistono a temperature di 40° sotto zero perché contengono "acqua purissima, priva di particelle di polvere o impurità su cui possano formarsi cristalli di ghiaccio".

RESPIRAZIONE SUBACQUEA. Munendosi di autorespiratori, i sub possono restare sott’acqua fino a un’ora. Certi coleotteri acquaioli lo fanno in modo più semplice e riescono a stare sott’acqua più a lungo. Afferrano una bolla d’aria e si immergono. La bolla funge da polmone. Prende l’anidride carbonica del coleottero e la disperde nell’acqua, dalla quale a sua volta assorbe l’ossigeno che viene utilizzato dal coleottero.

OROLOGI. Molto prima che l’uomo inventasse la meridiana, organismi viventi erano dotati di orologi in grado di calcolare accuratamente il passare del tempo. Quando c’è la bassa marea, alcune piante microscopiche, le diatomee, vengono in superficie nella rena umida. Quando arriva l’alta marea, le diatomee scompaiono di nuovo sotto la sabbia. Eppure, in laboratorio, senza il flusso e il riflusso del mare, i loro orologi continuano a farle andare su e giù nella sabbia in sincronia con le maree. Durante la bassa marea, alcuni granchi del genere Uca assumono un colore più scuro e vengono fuori, mentre durante l’alta marea riassumono un colore più chiaro e si ritirano nelle loro tane. Osservati in laboratorio, lontano dall’oceano, continuano a cambiare colore in sincronia con l’alternarsi delle maree. Gli uccelli possono orientarsi col sole e con le stelle, che col passar del tempo cambiano posizione. Per compensare questi spostamenti devono possedere un orologio interno. Dalle piante microscopiche all’uomo, esistono milioni di orologi interni.

BUSSOLE. Verso il XIII secolo E.V. l’uomo cominciò a usare come rudimentale bussola un ago magnetico galleggiante in una scodella d’acqua. Ma non era nulla di nuovo. Ci sono batteri che contengono filamenti di particelle di magnetite delle dimensioni sufficienti a formare una bussola. Se ne servono per raggiungere il loro ambiente preferito. La presenza di magnetite è stata accertata in molti altri organismi, come uccelli, api, farfalle, delfini e molluschi. Esperimenti indicano che i piccioni viaggiatori possono ritrovare la via di casa percependo il campo magnetico della terra. Oggi è opinione comune che uno dei modi in cui gli uccelli migratori ritrovano la strada è grazie a bussole magnetiche contenute nella loro testa.

DISSALAZIONE. L’uomo costruisce enormi stabilimenti per dissalare l’acqua di mare. Le mangrovie hanno radici che assorbono l’acqua di mare, filtrandola attraverso membrane che eliminano il sale. Una mangrovia, l’Avicennia, elimina il sale in eccesso tramite ghiandole situate sotto le foglie. Uccelli marini, come i gabbiani, i pellicani, i cormorani, gli albatri e le procellarie, bevono l’acqua di mare e, mediante ghiandole contenute nella loro testa, eliminano dal sangue il sale eccedente. Anche i pinguini, le tartarughe di mare e le iguane marine bevono l’acqua di mare, eliminando poi i sali in eccesso.

ELETTRICITÀ. Esistono circa 500 varietà di pesci dotati di batterie che producono elettricità. Il pesce gatto elettrico dell’Africa può raggiungere i 350 volt. La gigantesca torpedine dell’Atlantico settentrionale emette scariche di 50 ampere a 60 volt. È stato accertato che l’anguilla elettrica sudamericana può emettere scariche di ben 886 volt. Secondo un chimico, "si conoscono undici diverse famiglie di pesci che includono specie dotate di organi elettrici".

AGRICOLTURA. Da secoli l’uomo coltiva il suolo e alleva bestiame. Ma molto prima di lui, le formiche tagliafoglie facevano le orticultrici. Coltivavano funghi a scopo alimentare in una composta formata da foglie e dai loro residui organici. Alcune formiche allevano afidi da cui mungono una secrezione zuccherina e addirittura costruiscono stalle per ospitarli. Le formiche mietitrici accumulano semi in granai sotterranei. Un coleottero pota le mimose. Certi roditori, come l’ocotona e la marmotta, tagliano il fieno, lo fanno seccare e lo mettono da parte.

INCUBATRICI. L’uomo costruisce incubatrici per far schiudere le uova, ma sotto questo aspetto è l’ultimo arrivato. Le tartarughe marine e alcuni uccelli depongono le uova nella sabbia calda. Altri uccelli le depongono nelle calde ceneri vulcaniche. A volte gli alligatori coprono le loro uova con residui vegetali in decomposizione che generano calore. Ma a questo riguardo il vero esperto è il fagiano australiano. Il maschio scava una grossa buca, la riempie di residui vegetali e la ricopre di sabbia. La vegetazione, fermentando, scalda il cumulo, nel quale la femmina depone un uovo alla settimana per sei mesi durante tutto questo tempo il maschio controlla la temperatura infilando il becco nel cumulo. Aggiungendo sabbia o togliendola, questo uccello mantiene stabile la temperatura dell’incubatrice sui 33°C, sia che la temperatura esterna sia caldissima o scenda sotto zero.

PROPULSIONE A GETTO. Oggi i viaggi aerei si fanno di solito su aviogetti. Anche molti animali, da millenni, sfruttano un sistema di propulsione a getto. Sia il polpo che il calamaro eccellono sotto questo aspetto. Risucchiano l’acqua in un vano apposito, dopo di che, con i loro potenti muscoli, la espellono, proiettandosi in avanti. Della propulsione a getto si servono anche il nautilo perligeno, i pettini, le meduse, le larve di libellula e anche elementi del plancton oceanico.

ILLUMINAZIONE. A Thomas Edison è attribuita l’invenzione della lampadina. L’efficienza della lampadina non è però molto elevata, perché parte dell’energia va perduta sotto forma di calore. Le lucciole fanno di meglio allorché accendono le loro luci intermittenti. Producono luce fredda, senza perdita di energia. Molte spugne, funghi, batteri e bruchi sono luminescenti. Certi bruchi assomigliano a trenini in miniatura, mentre si muovono col loro "faro anteriore" rosso e le loro 11 coppie di "finestrelle" bianche o verde pallido. Molti sono i pesci che emettono luce: un pesce rospo degli abissi, il pesce lanterna, l’ascia d’argento e varie altre specie. Milioni di microrganismi che vivono in superficie negli oceani si accendono e brillano.

CARTA. Gli egiziani la fabbricavano migliaia di anni fa. Ciò nonostante, erano molto indietro rispetto alle vespe e ai calabroni. Questi operai alati masticano il legno stagionato e producono una carta grigiastra con cui costruiscono il nido. Certe vespe appendono i grossi nidi sferici agli alberi. Il rivestimento esterno è fatto di molti strati di cartone, separati da camere d’aria. Questo assicura al nido un isolamento termico pari a quello di una parete di mattoni spessa oltre 40 centimetri.

MOTORE ROTATIVO. Batteri microscopici precedettero l’uomo di migliaia di anni nella costruzione di un motore rotativo. Un batterio è dotato di prolungamenti filamentosi ritorti che formano una spirale rigida simile a un cavatappi. Il batterio si sposta in avanti facendo girare questa spirale come l’elica di una nave. Può addirittura far girare il motore al contrario! Ma non si sa bene come questo dispositivo funzioni. Secondo uno studio, il batterio può raggiungere velocità equivalenti a circa 50 chilometri orari, e vi si afferma che "la natura, in effetti, aveva inventato la ruota". Un ricercatore conclude: "Uno dei più fantastici concetti biologici si è avverato: la natura ha veramente prodotto un motore rotativo, con tanto di organi di accoppiamento, albero motore, cuscinetti e trasmissione".

SONAR. Il sonar dei pipistrelli e dei delfini supera le imitazioni umane. In una stanza oscurata, piena di fili sottili tesi in ogni direzione, i pipistrelli riescono a volare senza mai toccare i fili. I loro segnali ultrasonici vengono riflessi dagli oggetti, e i pipistrelli si servono dell’ecolocazione per evitarli. Focene e altri cetacei fanno la stessa cosa in acqua. I guàciari, uccelli che nidificano in caverne buie, usano l’ecolocazione per entrare e uscire, emettendo stridii acuti e penetranti.

SOMMERGIBILI. Molti sommergibili esistevano prima che l’uomo li inventasse. Minuscoli radiolari contengono nel protoplasma goccioline oleose con cui variano il proprio peso, muovendosi così su e giù nel mare. Molti pesci regolano la propria galleggiabilità immettendo gas nella vescica natatoria o espellendolo. All’interno della conchiglia, il nautilo perligeno possiede serbatoi di galleggiamento: modificando in essi il rapporto acqua/gas, il nautilo regola la propria profondità. La seppia ha un osso poroso (corrispondente a una conchiglia calcarea interna). Per regolare la propria galleggiabilità, questo mollusco pompa fuori l’acqua dal suo scheletro e lascia che la struttura porosa si riempia di gas. Così i pori dell’osso di seppia funzionano come le "casse di zavorra" dei sommergibili.

TERMOMETRI. Dal XVII secolo l’uomo ha messo a punto dei termometri, che sono però rudimentali in paragone con alcuni che si trovano in natura. Le antenne di una zanzara possono percepire una variazione termica di 2 millesimi di grado centigrado. Un serpente a sonagli è dotato sulla testa di sensori con i quali avverte una variazione di un millesimo di grado. Il tempo di reazione di un boa constrictor a una variazione termica di una frazione di grado è di 35 millisecondi. Il becco del fagiano australiano e del tacchino di boscaglia è sensibile a una variazione termica di mezzo grado centigrado.