Un geco tokay aggrappato a una superficie liscia. Credito:William Stewart
Molti gechi abitano gli alberi, spesso vivono in alto nel baldacchino. Affidandosi alla loro incredibile forza adesiva per aiutarli a rompere la caduta, saltano dagli alberi, e atterrare su foglie o tronchi d'albero relativamente lisci. Il modo in cui resistono a questi impatti e quali forze vengono imposte sui puntali di tali gechi che cadono/saltano non è ben compreso, e potrebbe essere fondamentale per comprendere il potere adesivo fenomenale che queste lucertole esibiscono.
Un team di ricercatori guidati da un biologo dell'Università della California, Riverside ora fa capo alla Royal Society Interfaccia diario che il sistema adesivo geco può raggiungere i suoi limiti funzionali in situazioni estreme, come quando un geco, in cerca, Per esempio, per sfuggire a un predatore:cade/salta dalla chioma di una foresta pluviale.
"Abbiamo scoperto che la dimensione del geco e la dimensione della foglia determinano le forze di impatto, " disse Timothy Higham, un professore associato di biologia alla UC Riverside, che ha guidato il progetto di ricerca. "In contrasto con la ricerca precedente che suggerisce che la capacità adesiva di attrito del geco è eccessiva rispetto alla massa corporea che supporta mentre è a riposo o correndo su una superficie verticale, mostriamo che condizioni realistiche in natura possono portare al limite la capacità di attrito del geco. Gechi, abbiamo trovato, sono soggetti a forze d'urto che si avvicinano o superano il fattore di sicurezza di un singolo piede, portando alla possibilità di lesioni o un tentativo di atterraggio fallito."
Higham e altri due scienziati del progetto:Anthony P. Russell, Università di Cagliari, Canada, e Karl J. Niklas, Università Cornell, NY— ha sviluppato una struttura di modellazione per valutare se la capacità adesiva dei gechi raggiunge mai un limite in natura. Hanno basato questo su osservazioni pubblicate di discese aeree di gechi che vivono sulla chioma che vengono interrotte a metà autunno quando i gechi si aggrappano alle superfici fogliari.
"Molti gechi si catturano a metà autunno, attaccandosi a una foglia mentre precipitano verso terra, suggerendo che la rapida decelerazione che sperimentano potrebbe fornire la forza selettiva responsabile della guida della loro forte capacità adesiva, " Higham ha detto. "Questo studio, perciò, potrebbe fornire informazioni sull'evoluzione dell'adesione, un argomento non completamente compreso."
I ricercatori hanno utilizzato osservazioni pubblicate di gechi nel loro habitat naturale nella regione amazzonica. Nel laboratorio, hanno preso le misure della capacità adesiva per attrito. Hanno anche stimato le forze aerodinamiche, forze di impatto massime, e successivo caricamento sul sistema adesivo all'impatto per i gechi.
Higham ha notato che nei loro esperimenti, lui e i suoi colleghi presumevano che il geco si fermasse immediatamente dopo l'impatto con la superficie della foglia.
"Però, è probabile che possa scivolare lungo la superficie fogliare a seguito dell'impatto, che ridurrebbe la forza di impatto sperimentata, " ha detto. "Mentre è vero che l'atterraggio su superfici vegetali a seguito di salti indotti dalla fuga può provocare forze di impatto molto elevate che sfidano la capacità adesiva, questi possono essere mitigati dalla flessione della foglia e/o dello stelo."
Secondo Higham, un modo per immaginare le sfide affrontate da tali gechi nell'arrestare improvvisamente le loro cadute sarebbe pensare a un paracadutista che raggiunge la velocità terminale e poi afferra un supporto a metà caduta e si ferma senza usare un paracadute per rallentare.
Prossimo, i ricercatori si recheranno nella Guyana francese in autunno per ottenere il video (in alta velocità) dell'atterraggio dei gechi sulle foglie.
"Combineremo le osservazioni della chioma e gli esperimenti sul campo con piattaforme di atterraggio artificiali, "Ha detto Higham. "Fondamentalmente, vogliamo confrontare i risultati del nostro modello con le effettive forze di atterraggio in natura".