I planthopper sono le uniche creature conosciute a possedere un meccanismo a ingranaggi. L’Issus coleoptratus è il primo tipo di planthopper a descrivere formalmente il suo meccanismo simile a un ingranaggio. La maggior parte delle specie del genere Issus si trovano in Europa, Vicino Oriente e Nord Africa.
Secondo un nuovo studio, l’Issus coleoptratus, un insetto saltatore di piante, è la prima creatura vivente ad avere ingranaggi funzionali. Quando l’insetto salta, i due ingranaggi interbloccati sulle sue zampe posteriori aiutano a sincronizzare le gambe.
Gli ingranaggi del planthopper per il salto
Ogni zampa ha una striscia curva di 10‑12 denti dell’ingranaggio che si attaccano al trocintera dell’insetto. Malcolm Burrows descrisse queste strutture nel 1957, ma nessuno aveva dimostrato che gli ingranaggi funzionassero.
Le zampe posteriori degli insetti possono essere disposte in due modi. Le zampe di cavallette e pulci si muovono in piani diversi ai lati dei loro corpi, mentre le zampe degli insetti saltatori di élite, come i planthopper, si muovono nello stesso piano sotto i loro corpi. Di conseguenza, le zampe dei planthopper devono essere strettamente accoppiate.
Se ci fosse una leggera differenza di tempismo tra le zampe, il corpo inizierebbe a girare.
Malcolm Burrows, Professore Emerito di Neurobiologia all’Università di Cambridge nel Regno Unito
Secondo i risultati dello studio, dettagliati nell’edizione del 13 settembre della rivista Science, gli ingranaggi sincronizzano il movimento delle zampe posteriori entro circa 30 microsecondi l’una dall’altra, molto più velocemente di quanto il sistema nervoso possa raggiungere.
Burrows notò che gli ingranaggi a volte scivolavano l’uno sull’altro, ma quando si ingaggiavano finalmente, le due zampe si sincronizzavano.
Burrows sperimentò su un planthopper morto: quando tirò una delle sue zampe, entrambe le zampe si estendevano rapidamente. Pertanto, sostiene che la meccanica del sistema scheletrico possa sincronizzare le zampe da sola. (Fonte: Live Science)
Che tipo di ingranaggi hanno i planthopper immaturi?
Solo i planthopper immaturi, o ninfe, hanno ingranaggi persi durante l’ultima muta. I planthopper adulti ottengono lo stesso effetto degli ingranaggi usando l’attrito tra le loro zampe.
Secondo Burrows, gli adulti possono abbandonare i loro ingranaggi perché i denti degli ingranaggi possono rompersi, mettendo a rischio la sopravvivenza dell’insetto. Le ninfe mutano il loro esoscheletro cinque o sei volte prima dell’età adulta e possono riparare i danni, mentre gli adulti hanno un solo corpo.
Gli adulti hanno corpi più grandi e più rigidi, quindi l'attrito può essere un modo più efficace per sincronizzare le loro gambe.
È molto entusiasmante vedere, uno dopo l'altro, componenti dell'ingegneria meccanica umana scoperti anche nel mondo vivente.
Alexander Riedel, Curatore del Museo di Storia Naturale di Stato di Karlsruhe in Germania
Ci sono alcuni altri animali che possiedono strutture simili a ingranaggi. Come suggerisce il nome, la tartaruga a ruota dentata ha un ingranaggio decorativo sul suo carapace. Alcuni rettili hanno valvole cardiache a ruota dentata, che aumentano la resistenza al flusso sanguigno. Inoltre, alcuni insetti hanno manopole simili a ingranaggi che producono suoni cigolanti. Tuttavia, nessuna di queste strutture funziona come un ingranaggio nel senso tradizionale.
Burrows ha incontrato per la prima volta insetti con zampe a ingranaggio nel giardino di un collega in Germania. Li ha cercati in Inghilterra ma non è riuscito a trovarli. (Fonte: Live Science)
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