Chiunque abbia visto un geco probabilmente saprà che può arrampicarsi sui muri. Ma queste lucertole comuni possono anche correre sull'acqua alla stessa velocità con cui possono muoversi su un terreno solido. Eppure, mentre sappiamo come i gechi scalano le superfici verticali lisce usando innumerevoli minuscoli peli sui loro piedi chiamati setole, come riescono a evitare di sprofondare nell'acqua è stato un mistero – fino ad ora. I miei colleghi e io abbiamo recentemente completato una ricerca che spiega come i gechi utilizzino una combinazione di tecniche per eseguire questa straordinaria impresa.

La capacità di camminare sull'acqua è stata registrata in animali più piccoli come lo stride d'acqua, che sono abbastanza leggeri da essere sostenuti dalla tensione superficiale dell'acqua, la forza tra le molecole d'acqua in superficie. Nel frattempo, animali più grandi come lo svasso, possono camminare sull'acqua perché sono abbastanza potenti da colpire la superficie con i piedi mentre corrono. Il movimento veloce spinge l'acqua sotto il piede, creando una sacca d'aria intorno. La forza verso l'alto generata quando questa tasca viene spinta sott'acqua è ciò che mantiene l'animale brevemente sospeso sulla superficie.

Ma i gechi sono in genere una dimensione che rientra tra queste due categorie. Sono troppo deboli per tenersi in piedi usando solo schiaffi superficiali e troppo pesanti per lasciare intatta la superficie dell'acqua. Tuttavia, le loro velocità relative all'acqua si avvicinano a quelle di un'altra famosa lucertola che scorre sull'acqua, il basilisco (o "lucertola di Gesù"), che si basa sulla tecnica dello schiaffo.

I primi calcoli suggeriti, e analisi video confermate, che a differenza di altre specie che si muovono sulla superficie dell'acqua, i gechi usano una combinazione di tecniche per muoversi più velocemente sopra l'acqua di quanto possano nuotare attraverso di essa. Analizzando i video dei gechi che si muovono sull'acqua, trovammo che la loro andatura era simile a quella del basilisco. Ogni passo comporta la ritrazione del piede attraverso l'aria, schiaffeggiando la superficie, e accarezzando sotto l'acqua.

Ma a differenza dei basilischi, che non risentono delle variazioni della tensione superficiale dell'acqua, i nostri esperimenti hanno mostrato che la velocità e l'altezza della testa dei gechi sono state dimezzate quando abbiamo aggiunto il detersivo all'acqua, riducendo la tensione superficiale. Ciò suggerisce che stanno usando almeno in parte le forze tra le molecole d'acqua per rimanere al di sopra della superficie.

Abbiamo anche scoperto che i gechi usano in modo cruciale una combinazione di forza idrostatica (la spinta verso l'alto dell'acqua nota come galleggiabilità) e forza idrodinamica (l'ascensore creato dal movimento attraverso la superficie dell'acqua come in un motoscafo che sfiora la superficie). Insieme, queste forze generano ulteriore portanza per il geco, una condizione nota come semiplaning.

Il pungiglione nella coda

Nonostante tutta l'ingegnosità di questo approccio multi-tasking, i gechi possono solo tenere la testa e il busto completamente sopra l'acqua, lasciando la coda trascinata sotto. Essere in grado di muoversi velocemente quasi quanto sulla terraferma quando quasi metà del tuo corpo è sott'acqua e affrontare più resistenza e forze di trascinamento è una vera impresa - chiedi a Michael Phelps.

I gechi riescono a farlo usando la coda, che ha già dimostrato di aiutarli a manovrare intorno agli ostacoli, saltare e sfuggire ai predatori. Visto dall'alto mentre attraversa l'acqua, il geco può somigliare a un coccodrillo, muovendo il corpo e la coda con un movimento ondulatorio per creare propulsione per bilanciare la spinta all'indietro dell'acqua.

La nostra ricerca mostra che affinché gli animali di taglia media si muovano rapidamente lungo la superficie dell'acqua è necessaria una combinazione complessa e intelligente di meccanismi fisici che in precedenza si pensava che si verificassero solo in animali più grandi e più piccoli. Ma potrebbe anche alimentare progetti migliori per i robot ispirati agli animali.

Precedenti studi sui gechi hanno ispirato molti di questi sforzi "biomimetici", da adesivi migliori a un'auto robot dalla coda agile (e piuttosto adorabile), giustamente chiamato Tailbot. Si spera che una migliore comprensione di come gli animali viaggiano su terreni complessi porterà a robot in grado di sfruttare queste tecniche per muoversi sia sulla terra che sull'acqua con le alte prestazioni viste nei gechi.