La lingua del colibrì funziona come una micropompa elastica


    Sin dal 1833 gli scienziati hanno pensato che il colibrì riuscisse a nutrirsi del nettare floreale utilizzando la lingua attraverso il fenomeno della capillarità.
    «I ricercatori hanno avuto questa idea affascinante (ma sbagliata) perché la lingua del colibrì ha delle lunghe scanalature sui lati che a prima vista sembrano dei cilindri» scrive Alejandro Rico-Guevara, autore principale del nuovo studio nuovo e ricercatore di morfologia funzionale presso l'Università del Connecticut.

    un giovane esemplare maschio di colibrì Finca El Colibrí Gorriazul (Amazilia cyanifrons), Fusagasugá, Colombia. Credits: Kristiina Hurme.Image 1 - un giovane esemplare maschio di colibrì Finca El Colibrí Gorriazul (Amazilia cyanifrons), Fusagasugá, Colombia. Senza l'utilizzo di muscoli o nervi la lingua di un colibrì è in grado di espandersi rapidamente per "tirare" il nettare da un fiore. Credits: Kristiina Hurme.

    Purtroppo l’azione dovuta al fenomeno della capillarità è molto lenta se viene paragonata agli standard di un colibrì. 
    «Attraverso l’impiego di telecamere ad alta velocità siamo stati in grado di determinare che la lingua dei colibrì funziona come una micro pompa elastica, questo rende possibile a questo tipo di uccelli di nutrirsi in maniera molto rapida.» continua il ricercatore.

    «La maggior parte delle persone ha una certa familiarità con alcuni tipi di pompe semplici, la cannuccia ad esempio. Quando si sorseggia una bevanda con una cannuccia, le guance si contraggono per creare una piccola differenza di pressione nella cannuccia che permette di aspirare il liquido.» scrive Rico-Guevara.

    La lingua del colibrì funziona in maniera molto simile ma senza la necessità di creare una differenza di pressione. Ogni volta che un colibrì passa da un fiore all'altro la sua lingua si estende e si appiattisce fino a quando non entra in contatto con il nettare. Nel momento del contatto la lingua cambia forma per riempirsi completamente di nettare. Inoltre, la parte superiore delle lingua dell’uccello (la parte più vicina alla bocca) si piega e questo, permette alla lingua di immagazzinare l’energia elastica che contribuisce ad aspirare il nettare.

    I ricercatori hanno calcolato che questa tecnica veloce permette al colibrì di succhiare da un fiore dalle 5 alle 10 gocce di nettare in un intervallo di tempo pari a 15 millisecondi (0,015 secondi).

     

    Video: come funziona la lingua del colibrì

    Fiori trasparenti

    «La preparazione degli esperimenti ha richiesto 5 anni di lavoro ed è stato necessario costruire dei “fiori” trasparenti.» ha commentato Rico-Guevara.

    Quando un colibrì inserisce il becco in un fiore è impossibile vedere cosa accade all’interno. Quindi il primo ostacolo da superare per i ricercatori è stato quello di trovare il modo di vedere attraverso i fiori. Il ricercatore ha riempito dei tubi di vetro molto sottili con del nettare artificiale e ha posizionato vicino a tali tubi alcune telecamere ad alta velocità. Lo stesso esperimento è stato ripetuto in diversi luoghi, tra cui: il Connecticut, il Texas, la California, l’Ecuador, la Colombia e il Brasile.

    Video: il colibrì mentre aspira il nettare (video in slow motion) 

    «Abbiamo cercato di ottenere il maggior numero di tipi di colibrì possibile. Non solo per ottenere diverse specie, ma per essere in grado di generalizzare quello che accade quando si nutrono» scrive Rico-Guevara.

    Sono stati registrati ben 96 video mentre i colibrì si nutrivano del nettare artificiale. Gli uccelli ripresi dalle telecamere sono stati 32 e appartenevano a 18 specie diverse. I ricercatori hanno trascorso diverse ore ad analizzare i filmati. Nel 2011, il gruppo di ricerca aveva già pubblicato uno studio in cui veniva spiegato che la lingua dei colibrì non è un tubo capillare, ma al contrario funziona intrappolando i liquidi. Tuttavia, i ricercatori ancora non sapevano come funzionasse esattamente tale meccanismo. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno spiegato che la lingua è una piccola pompa che è in grado di aspirare il nettare.

    Immagine 2 – Un esemplare maschio di Anthracothorax nigricollis in Finca El Colibrí Gorriazul, Fusagasugá, Colombia. Credit: Kristiina HurmeImmagine 2 – Un esemplare maschio di Anthracothorax nigricollis in Finca El Colibrí Gorriazul, Fusagasugá, Colombia. I colibrì possono estendere la loro lunga lingua fino a due volte la lunghezza del becco per raggiungere il nettare che si trova all’interno dei fiori. Credit: Kristiina Hurme

    «Abbiamo messo insieme tutti gli elementi e li abbiamo convertiti in modelli matematici. Questo ci ha permesso di creare delle ipotesi che potevamo sottoporre a prove sperimentali» ha commentato Rico-Guevara. I modelli hanno mostrato che se la modalità di aspirazione del nettare fosse quella basata sul fenomeno della capillarità i colibrì preleverebbero il nettare fino a 5 volte in un secondo. Invece la modalità tipo micropompa permette ai colibrì di prelevare il nettare da un singolo fiore fino a 20 volte al secondo. 

    Conclusioni

    I risultati della studio, pubblicati sulla rivista Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, suggeriscono che potrebbe essere necessario rivedere i precedenti studi sui colibrì. Infatti in alcune ricerche è stato evidenziato che alcune specie di fiori producono un nettare più diluito che potrebbe essere assorbito per capillarità. I ricercatori stanno provando a capire perché alcuni fiori secernono un nettare più diluito visto che i colibrì non si nutrono tramite il fenomeno della capillarità. I livelli di diluizione del nettare hanno una bassa influenza sul metodo utilizzato dai colibrì per aspirare il nettare: i ricercatori stanno pertanto sviluppando ulteriormente i modelli per comprendere il motivo di tali concentrazioni.



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