martedì 30 novembre 2010

Le api, geometri della natura

Abbiamo visto come la formica del Sahara sappia "fare matematica". C'è però un altro insetto, strettamente imparentato con le formiche, che sa utilizzare la matematica per fare molto più che ritrovare la via del ritorno: le api. Questi insetti, così importanti per la nostra economia mondiale grazie alla loro preziosa capacità di produrre miele, sanno utilizzare la matematica in un modo così preciso da far invidia ai più sofisticati sistemi di calcolo e  ovviamente senza averne la minima consapevolezza. Quando diciamo che un animale "sa fare matematica", non dobbiamo interpretare quest'affermazione come se l'animale ragionasse sull'eventualità di mettere volutamente in atto strategie di "problem solving", perché, con la sola eccezione della nostra specie, nessun altro animale è in grado di manipolare mentalmente il concetto di numero per poterlo utilizzare consapevolmente in modo astratto. Qualche animale - ma parliamo già di vertebrati - ha una capacità discreta in termini di stima della numerosità di un insieme molto limitato di oggetti, ma sicuramente se gli chiedessimo di risolvere 2 + 1 continuerebbe imperterrito ad ignorarci completamente con un'espressione magari anche graziosa  ^__^.
Cosa significa allora che un animale sa fare matematica? Semplicemente che la natura ha selezionato nel corso dei millenni delle caratteristiche anatomiche e/o fisiologiche che gli consentono di risolvere istintivamente situazioni problematiche complesse rispetto alla sua posizione evolutiva. Le api sono uno splendido esempio di come un animale possa fare matematica, poiché sono brillanti geometri ed ingegneri naturali. In questo post vediamo perché sono geometri, mentre l'aspetto ingegneristico lo riservo alla prossima puntata ;-).
Le api sono animali sociali, con un'organizzazione così efficiente da poter considerare gli individui di un'unica famiglia come una sorta di superorganismo, ossia un'entità composta da tanti viventi interdipendenti. Per poter realizzare un sistema del genere, è importante che le api sappiano comunicare efficacemente tra loro, e una delle occasioni sociali più curiose in cui si possono osservare alcune capacità matematiche delle api è proprio il momento in cui questi animali si scambiano informazioni circa l'ubicazione di una fonte di cibo. 
Nell'ambito di una data famiglia di api, c'è una vera e propria ripartizione delle mansioni; in particolare, c'è una categoria di api addetta alla ricerca di cibo, chiamate api bottinatrici. Quando un'ape bottinatrice trova una fonte di cibo, al ritorno nell'alveare lo comunica alle altre mediante una "danza rituale". Se la fonte di cibo si trova a non più di 50/80 metri di distanza, l'ape esegue una "danza circolare", volando in tondo, che dà alle compagne il messaggio che la fonte di cibo è vicina, e come unico riferimento olfattivo/gustativo l'odore ed il sapore di una gocciolina di nettare che viene rigurgitato dalla bottinatrice ed assaggiata dalle compagne.
Se però la fonte di cibo è lontana più di 50/80 metri, l'ape esegue una danza non circolare ma più elaborata, chiamata "danza dell'addome". La peculiarità di questa danza sta nel fatto che l'ape, con essa, comunica alle sue compagne non solo che nei paraggi c'è una fonte di cibo, ma anche dov'è localizzata esattamente. Per fare questo l'ape percorre una traiettoria "a forma di 8", scuotendo rapidamente l'addome; in particolare essa descrive prima una semicirconferenza, poi percorre una traiettoria rettilinea e poi un'altra semicirconferenza, in una forma che ricorda la cifra 8. L'ampiezza dell'angolo avente come semirette ideali la verticale e la parte rettilinea della danza, indica con estrema precisione l'ampiezza dell'angolo formato dalla semiretta ideale passante per il sole e da quella passante per la fonte di cibo, entrambe con origine comune nell'alveare. E' significativo mettere in evidenza che l'ape deve essere capace non solo di valutare mentalmente l'ampiezza dell'angolo che si viene a creare tra la fonte di cibo ed il sole, ma anche di "tradurre" un'informazione dal senso dell'orizzontalità a quello della verticalità: infatti la danza nell'alveare si svolge in verticale, per cui l'ape dev'essere capace di sfruttare la verticale sulla superficie dell'alveare come se fosse la retta congiungente l'alveare al sole.
Tutto questo meccanismo, però, sarebbe assolutamente inutile se l'ape non comunicasse la distanza in linea d'aria! Se ad esempio noi dicessimo che un oggetto si trova ad un angolo di 40° Est rispetto ad un altro, non saremmo comunque in grado di identificarne la posizione con precisione, in quanto non sapremmo esattamente a quale distanza si trova! Ma le api sanno sempre perfettamente dove andare a cercare il loro nutrimento, perché quanto più è distante la fonte di cibo, tanto più lentamente viene compiuta la danza per unità di tempo, e viceversa.
Guarda il video qui sotto per vedere la danza dell'addome!
Karl von Frisch
Lo scienziato che ha scoperto questo semplice ma nello stesso tempo complesso meccanismo comunicativo è Karl von Frisch, che fu insignito del premio Nobel nel 1973 proprio per le sue brillanti scoperte inerenti al linguaggio delle api. Von Frisch si appassionò allo studio del linguaggio delle api in seguito ad un semplice esperimento, ripetuto più volte: lasciava una sostanza zuccherina in prossimità di un alveare e marchiava il torace della prima ape che ne scopriva l'esistenza; quando successivamente accorrevano le altre api, von Frisch si accorgeva che mancava sempre quella marchiata, per cui dedusse che doveva esserci stata qualche forma di comunicazione tra i membri della famiglia.

2 commenti:

  1. Molto interessante.
    L'argomento è ampiamente noto, ovviamente, ma l'articolo è di assai gradevole lettura, di assoluta chiarezza e semplicità, esatto nei contenuti e scientificamente pregnante.
    Esaustivo senza essere barboso.

    Fossero così tutti gli scritti di divulgazione scientifica! Congratulazioni

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  2. Ti ringrazio per gli apprezzamenti!
    Mi scuso se magari a volte propongo tematiche già note agli "addetti ai lavori" ma mi piace concepire il mio blog come una fonte fruibile da parte di un pubblico ampio, magari anche da chi non ha mai avuto confidenza con il mondo scientifico e vuole avvicinarsi per la prima volta ad esso ^___^.
    E non smetterò mai di ringraziare le persone che lasciano commenti così belli e costruttivi, che sono innanzitutto la più grande gratificazione per il mio lavoro, e in secondo luogo una fonte di spunti che mi aiutano a comprendere cosa apprezza di più il pubblico dei miei lettori.
    Ciao e a presto! ^__^

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