Il nuoto dei picoli organismi marini influenza l'Oceano
Gli spostamenti di grandi masse di krill e copopodi contribuiscono significativamente al rimescolamento delle acque profonde e superficiali
Utilizzando una combinazione di modellizzazione teorica, calcoli energetici e osservazioni sul campo, i ricercatori del California Institute of Technology (Caltech) hanno descritto per la prima volta il meccanismo che spiega in che modo alcuni dei più piccoli organismi che nuotano nell’oceano possano avere un impatto su larga scala sul mescolamento delle masse d’acqua oceaniche.
"Stiamo studiando da molto tempo gli animali che nuotano”, ha commentato John Dabiri, professore associato di aeronautica e bioingegneria del Caltech, che con il collega Kakani Katija ha scoperto il nuovo meccanismo, che viene descritto sulle pagine della rivista “Nature”. "La prospettiva usuale è cercare di capire in che modo l’oceano, ovvero le sue correnti, la sua temperatura e la sua chimica, possano influenzare gli animali. Ma esistono indizi che portano a pensare che sarebbe importante anche capire l’influenza in senso contrario: in che modo cioè gli organismi che nuotano nell’acqua abbiano un impatto sull’ambiente oceanico."
In particolare, lo studio ha preso in considerazione il mescolamento di Darwin, un effetto scoperto dal nipote omonimo del padre dell’evoluzionismo, secondo cui gli organismi in movimento in un fluido trascinano con sé parte dello stesso fluido.
Utilizzando questa idea, Dabiri e Katija hanno effettuato alcune simulazioni matematiche di ciò che potrebbe succedere avendo molti animali di piccole dimensioni che nuotano più o meno contemporaneamente nella stessa direzione, la stessa situazione che si ripete giornalmente quando miliardi di piccoli krill e cecopodi migrano per centinaia di metri dalle profondità verso la superficie.
Considerando il meccanismo di Darwin, si ipotizza così che essi possano trasportare parte dell’acqua più fredda e densa che si trova in profondità verso quella meno densa più superficiale. Ciò creerebbe un’instabilità che porta a un rimescolamento dell’acqua.
Ciò che i ricercatori del Caltech hanno scoperto è che la viscosità aumenta il meccanismo di Darwin e che tali effetti sono amplificati ulteriormente quando si ha a che fare con organismi minuscoli come i krill e cecopodi.
“È come se una persona nuotasse nel miele: in proporzione è maggiore il liquido trasportato da un cecopode di quello che verrebbe trasportato da una balena”, ha sottolineato Dabiri.
Per verificare poi i risultati delle simulazioni, Katija e collaboratori si sono recati nell’Isola di Palau, dove hanno potuto studiare il trasporto di acqua connesso con il movimento delle meduse.
"Dal punto di vista della meccanica dei fluidi, questo studio ha meno a che fare con il fatto che si tratta di meduse che con il fatto che si tratta di oggetti solidi che si muovono nell’acqua”, ha concluso Dabiri.
Per lo studio di questo complesso sistema, sono stati utilizzati coloranti fluorescenti posti nell’acqua di fronte e nella direzione di moto delle meduse. Si è così potuto osservare come effettivamente invece di essere lasciati indietro o dissipati in turbolenze, i coloranti seguivano il moto degli organismi, anche su lunghe distanze.
"Stiamo studiando da molto tempo gli animali che nuotano”, ha commentato John Dabiri, professore associato di aeronautica e bioingegneria del Caltech, che con il collega Kakani Katija ha scoperto il nuovo meccanismo, che viene descritto sulle pagine della rivista “Nature”. "La prospettiva usuale è cercare di capire in che modo l’oceano, ovvero le sue correnti, la sua temperatura e la sua chimica, possano influenzare gli animali. Ma esistono indizi che portano a pensare che sarebbe importante anche capire l’influenza in senso contrario: in che modo cioè gli organismi che nuotano nell’acqua abbiano un impatto sull’ambiente oceanico."
In particolare, lo studio ha preso in considerazione il mescolamento di Darwin, un effetto scoperto dal nipote omonimo del padre dell’evoluzionismo, secondo cui gli organismi in movimento in un fluido trascinano con sé parte dello stesso fluido.
Utilizzando questa idea, Dabiri e Katija hanno effettuato alcune simulazioni matematiche di ciò che potrebbe succedere avendo molti animali di piccole dimensioni che nuotano più o meno contemporaneamente nella stessa direzione, la stessa situazione che si ripete giornalmente quando miliardi di piccoli krill e cecopodi migrano per centinaia di metri dalle profondità verso la superficie.
Considerando il meccanismo di Darwin, si ipotizza così che essi possano trasportare parte dell’acqua più fredda e densa che si trova in profondità verso quella meno densa più superficiale. Ciò creerebbe un’instabilità che porta a un rimescolamento dell’acqua.
Ciò che i ricercatori del Caltech hanno scoperto è che la viscosità aumenta il meccanismo di Darwin e che tali effetti sono amplificati ulteriormente quando si ha a che fare con organismi minuscoli come i krill e cecopodi.
“È come se una persona nuotasse nel miele: in proporzione è maggiore il liquido trasportato da un cecopode di quello che verrebbe trasportato da una balena”, ha sottolineato Dabiri.
Per verificare poi i risultati delle simulazioni, Katija e collaboratori si sono recati nell’Isola di Palau, dove hanno potuto studiare il trasporto di acqua connesso con il movimento delle meduse.
"Dal punto di vista della meccanica dei fluidi, questo studio ha meno a che fare con il fatto che si tratta di meduse che con il fatto che si tratta di oggetti solidi che si muovono nell’acqua”, ha concluso Dabiri.
Per lo studio di questo complesso sistema, sono stati utilizzati coloranti fluorescenti posti nell’acqua di fronte e nella direzione di moto delle meduse. Si è così potuto osservare come effettivamente invece di essere lasciati indietro o dissipati in turbolenze, i coloranti seguivano il moto degli organismi, anche su lunghe distanze.
lescienze.espresso.repubblica.it
Posted in: NATURA, RICERCA on giovedì 30 luglio 2009 at alle 01:43
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