venerdì 21 agosto 2015

Dalla Cina le scoperte che rivoluzionano i segreti del volo silente dei gufi!

Il percorso evolutivo degli Strigiformi ha portato questi predatori a sviluppare una serie di aspetti morfologici e sensoriali tanto raffinati, da consentire a questi uccelli di cacciare nell’oscurità più assoluta, senza apparenti difficoltà.
Il successo predatorio notturno di allocchi, gufi e civette è correlato all’abilità di questi animali nel tuffarsi nel buio catturando animali, che si muovono localizzandoli con un ottimo udito, vista perfettamente adattata all’oscurità e ad artigli molto affilati.
Il volo del barbagianni, grandi scoperte dalla Cina (foto di Moreno Nalin)
Questa strumentazione non sarebbe così efficace, se non fosse assistita da un volo assolutamente silenzioso. 
Per anni si è attribuita questa efficacia nel volo, alla presenza di penne remiganti con una frangiatura sulla lamina esterna delle remiganti più grandi ed apicali.
In effetti questo “pettine” dotato di una curiosa dentellatura, posta sulle penne remiganti, contribuisce in modo davvero significativo alla riduzione del rumore, prodotto dall’attrito durante il volo.
la dentellatura del pettine sulle remiganti di gufo comune (foto di Marco Mastrorilli)
Tuttavia alcuni recentissimi studi condotti in Cina, Stati Uniti e Gran Bretagna hanno ampliato a dismisura le conoscenze di questi voli silenti e ora si stanno delineando alcune straordinarie scoperte etologiche e morfologiche, che spiegano meglio i segreti dei voli silenziosi dei gufi. 
Per sviluppare questi studi così tecnici ed approfonditi sono stati effettuati monitoraggi comprativi su diverse specie di Strigiformi e su diversi ordini di uccelli per raffrontare anche quali siano le peculiarità dei rapaci notturni.
Mascha e Graham a inizio del secolo scorso, avevano definito i 3 parametri che rendono il volo esclusivo dei gufi così silenzioso.
Il primo è quello noto da tempo, ovvero la presenza del pettine sulle remiganti esterne. 
Il secondo aspetto, peraltro era non comprovato da prove scientifiche, era la presenza di una frangiatura, meno nota ed evidente sulla lamina interna, che ipotizzavano potesse ridurre l’attrito dello sfregamento delle penne durante il volo. 
Infine, il terzo parametro era la presenza di un piumaggio molto morbido, che rende meno rigido il battito d’ali e il volo attendo i rumori prodotti dall’attrito.
La morbidezza del piumaggio di un barbagianni (foto di Marco Mastrorilli)
Con l’avvento di nuove tecnologie la scienza ha fatto passi da giganti e il volo dei rapaci notturni deve essere nuovamente codificato.
Alcuni studi condotti sul barbagianni, sul pettine esterno delle remiganti mostrano una leggera piega della punta di ogni singola punta della frangiatura verso l’alto. Un sistema che svolge un ruolo preminente nel controllo del flusso d’aria e nella conseguente riduzione del rumore durante il volo. Si ipotizza, come già accaduto in passato, che queste evoluzioni genetiche possano essere applicate nell’ingegneria areonautica, per migliorare l’efficacia di alcuni aeroplani. 
Non è la prima volta che la natura insegna all’uomo la strada per nuove strade pionieristiche. Leonardo da Vinci insegna...
ecco un disegno per capire come è fatta una penna 
come è fatta una penna (disegno di Micol Sangiovanni)
Il fatto davvero sorprendente che riscrive la storia del volo dei gufi, evidenzia che anche le lamine interne delle remiganti, contribuiscano a contenere il rumore con un eclatante smorzamento della vibrazione delle penne, è un elemento innovativo. 
Gli studi recentissimi, targati Cina 2015, hanno evidenziato che la trama della lamina interna, mostra una efficiente funzione fonoassorbente. E’ un’insieme di studi e ricerche che rivoluzionano le conoscenze sinora acquisite, poiché, dimostra un sistema molto più complesso per spiegare il silente volo dei gufi.
ecco il particolare della penna di barbagianni con la frangiatura interna recente scoperta (tratta dal lavoro di Bachmann)
Grazie all’uso di microscopi elettronici e di riprese video ad alta velocità, è stato possibile verificare le proprietà acustiche dei piumaggi dei gufi e tra queste un importante e prezioso  coefficiente di assorbimento acustico nonché la misurazione di un valore correlato al rumore di volo, nel quale il gufo primeggia su qualsiasi volatile.
Una comparazione scientifica condotta sulle penne di gufo reale e di poiana, in un’altra indagine Made in China, ha mostrato che la dentellatura esterna e la frangiatura interna della lamina sfregando una sull’altra, migliora sensibilmente la fluttuazione della pressione delle turbolenze dell’aria sopprimendo di fatto buona parte del rumore prodotto dall’ala per via dell’attrito.

ecco come arriva l'aria e il punto nel quale l'azione fonoassorbente delle penne riduce il rumore dell'attrito 
Le barbule distali, inoltre, che formano il vessillo creano negli Strigiformi una griglia porosa a più strati, che accentua il potere fonoassorbente. 
Nel complesso le ultime ricerche dimostrano che il volo silenzioso è aiutato certamente dalla frangiatura esterna delle ultime remiganti come si pensava in passato, ma invero ogni remigante trova nella sua forma, struttura e morbidezza un aspetto che conferisce agli Strigiformi il potere quasi magico di volare nel silenzio più assoluto. 
Non è magia, ma il potere dell’evoluzione genetica che ha trasformato questi uccelli in predatori notturni silenti e infallibili. 
Queste scoperte sono solo all’inizio e siamo certi che arriveranno altre novità e chissà forse un giorno voleremo su un aereo capace di planare nei cieli con l’efficienza del barbagianni.
Se avete domande sulle penne dei gufi, se trovate una penna e volete un consulto, se volete fare una tesi, uno stage o volete collaborare con me. Scrivete qui, la porta è sempre aperta!
Un grazie a Moreno Nalin per la foto d'apertura del barbagianni e a Micol Sangiovanni per il disegno della penna.
A questo punto vi lascio alla lettura delle referenze bibliografiche, ma non prima di avervi emesso un bel gufociao! 

Graham R., 1934.  “The silent flight of owls,” Journal of the Royal Aeronautical Society, vol. 38, pp. 837–843.
Mascha, E., 1903. “Über die Schwungfedern,” Zeitschrift für Wissenschaftliche Zoologie, vol. 77, pp. 606–651,