La stampa 3D aiuta gli scienziati a capire come volano i semi 

Sei mai uscito nel tuo giardino ed è stato sorpreso da una particolare pianta o albero che sembra essere spuntato dal nulla? Di certo non è stato piantato da te, quindi come è arrivato? Esiste più di un possibile modo in cui potrebbe essere accaduto: un seme poteva essere eliminato o espulso da un uccello che volava sopra la testa, ma il seme poteva anche provenire direttamente da una pianta madre, anche se quella pianta era lontana chilometri. Soffia su un soffio al dente di leone e osserva quanto lontano galleggiano i semi, specialmente in una giornata ventosa, ed è facile vedere come i denti di leone finiscono assolutamente ovunque. Il dente di leone è lontano dall’unica pianta che manda semi volanti da spargere sul vento, comunque. Questo è il punto focale di un articolo intitolato ” Velocità minima di discesa terminale di semi autorotanti, frutti e altre diaspore con ali ricurve. “

“La dispersione dei semi dei venti è un adattamento evolutivo diffuso nelle piante, che consente loro di moltiplicarsi in numero e colonizzare nuove aree geografiche”, spiegano i ricercatori. “Le spore di semi, frutti e altre diaspore (unità di dispersione) sono dotate di appendici che aiutano a generare una forza di sollevamento per contrastare la gravità mentre vengono trasportate passivamente con il vento. I semi con una bassa velocità di discesa terminale aumentano il tempo di volo e l’opportunità di essere trasportati orizzontalmente dal vento prima di raggiungere il suolo. Molte specie di piante oggi sono sfortunatamente sotto forte stress e sul punto di estinguersi a causa dei cambiamenti climatici, dell’estrazione del legname e dello sviluppo agricolo. La velocità terminale del seme è un prerequisito necessario per le previsioni accurate dai modelli di dispersione,
I ricercatori descrivono diverse forme di semi e frutti trasportati dal vento, tra cui semi mono e multi-alati, molti dei quali sono autorotanti o autogiri – pensate ai semi freddi che cadono dagli aceri. Per comprendere meglio la relazione tra la geometria dell’ala e la velocità di discesa terminale, i ricercatori hanno stampato in 3D diversi modelli di semi e frutti alati utilizzando una stampante 3D Formlabs Form 2. Una serie di esperimenti è stata eseguita in un grande serbatoio d’acqua; i semi stampati in 3D sono stati immeritati nell’acqua e poi rilasciati per andare alla deriva verso il basso. Una telecamera ha registrato il movimento dei semi dal lato del serbatoio e le immagini sono state estratte dal video per tracciare il punto più basso del seme e le punte delle ali.

I ricercatori hanno anche eseguito misurazioni dalla parte superiore e inferiore del serbatoio, che sono risultate in ottimo accordo con le misure prese dai lati. Hanno quindi sviluppato formule che mostravano le forme ottimali per le ali dei semi.

“I nostri risultati indicano forme geometriche delle ali di semi multi-alati, frutti e diaspore, che forniscono loro un potenziale di dispersione ottimale, ovvero il tempo di volo massimo, e si confrontano favorevolmente con le geometrie delle ali trovate in natura”, concludono i ricercatori. “Per i frutti roteanti per massimizzare il tempo in cui sono in volo, le loro appendici che funzionano come ali non devono curvare troppo o troppo poco.”
Gli autori del documento includono Richard A. Fauli, Jean Rabault e Andreas Carlson.

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