Una cosa è ovvia:gli occhi di falena e la pelle di serpente sono completamente diversi. I ricercatori della Kiel University hanno esaminato più da vicino, però, e ora hanno portato le presunte "mele e arance" a un denominatore comune. Hanno aperto una strada completamente nuova, vista comparativa delle superfici biologiche utilizzando un metodo di nuova concezione, e si sono così avvicinati alla soluzione di come funzionano queste superfici. Dott. Aleksandr Kovalev, Il dottor Alexander Filippov e il professor Stanislav Gorb dell'Istituto zoologico dell'Università di Kiel hanno pubblicato i loro risultati nell'attuale edizione della rivista scientifica Fisica Applicata A .
Una superficie mostra una ridotta riflessione della luce, l'altro è idrorepellente e resistente all'abrasione. Le superfici nel mondo animale si sono evolute per adattarsi ai loro ambienti e dare all'animale che coprono il maggior vantaggio evolutivo possibile. Gli scienziati oggi sono ancora perplessi su come e perché esattamente queste diverse strutture si sviluppino in dettaglio.
La ricerca attuale esamina direttamente le nanostrutture di superficie utilizzando le più recenti tecniche di ricerca. Normalmente, ci limiteremmo ai confronti all'interno di specie strettamente imparentate e osserveremo a fondo solo piccole aree della superficie, dice Gorb:"Ecco perché ci siamo chiesti quali differenze strutturali si possono trovare tra specie completamente diverse. Per farlo, abbiamo cambiato la prospettiva tipica della biologia e abbiamo affrontato aree di superficie più ampie da varie specie." Questi tipi di studi tra specie o materiali di nanostrutture sono comuni in altri campi tecnici o inorganici. In Biologia, però, questo metodo è completamente nuovo, Gorbe continua.
Hanno preso l'idea dalle decorazioni nel corridoio del loro stesso istituto, dove vengono visualizzate le immagini al microscopio elettronico a scansione di occhi di falena e pelle di serpente. Ad un certo punto, il fisico teorico Filippov ha notato somiglianze tra le immagini, che mostrava le superfici con una risoluzione di pochi milionesimi di millimetro. Si potevano vedere capezzoli e fossette che sembravano all'occhio umano seguire un certo schema. Utilizzando metodi normalmente utilizzati in cristallografia, gli scienziati sono stati finalmente in grado di riconoscere i particolari schemi che contraddistinguono le due specie. "La struttura degli occhi di falena è perfettamente organizzata. I capezzoli sono molto ordinati, e le direzioni preferite sono esposte nell'organizzazione strutturale, " spiega Kovalev, biofisico e principale autore dello studio. Gli scienziati erano già consapevoli della rigida simmetria della struttura dell'occhio. Però, il fatto che questo arrivi fino al livello nano e si ripeta su tutta la superficie nei cosiddetti domini, è una nuova importante scoperta.
Quindi quale simmetria ha la pelle di serpente, che a prima vista sembra simile, forse ancora più perfettamente organizzato? "Rispetto alla struttura dell'occhio della falena, la struttura della pelle del serpente è disorganizzata, " spiega Kovalev. Ha continuato:"Se ci concentriamo su una fossetta nella pelle, come un capezzolo nell'occhio, vediamo solo una nuvola diffusa di ulteriori fossette nelle immediate vicinanze. Non si possono definire né indicazioni particolari né la disposizione regolare. Questa struttura disorganizzata continua su tutta la superficie".
Da soli, questi risultati sulla struttura oculare organizzata da un lato e sulla struttura cutanea non organizzata dall'altro non sono particolarmente significativi. Ma prendendo il denominatore comune, cioè indagando entrambe le strutture con lo stesso grado di risoluzione, è possibile per la prima volta confrontare strutture fondamentalmente diverse, spiega Gorb:"Tuttavia, il grado di organizzazione "coincidente" non è casuale, ma frutto dell'evoluzione. Ciò significherebbe che l'organizzazione perfetta dà alla falena la sua incredibile visione notturna, mentre l'organizzazione imperfetta nella pelle del serpente assicura le migliori proprietà di attrito." Sembra logico, se consideri le leggi della fisica, che una struttura simmetrica è necessaria per una buona visione e buone proprietà di attrito richiedono che l'ordinamento della superficie a contatto con il suolo sia il più basso possibile.
Se i ricercatori di Kiel avessero seguito i soliti approcci e paragonato i serpenti ai serpenti e le falene alle falene, l'organizzazione degli elementi a livello nanometrico difficilmente sarebbe stata considerata significativa. "Confrontando specie evolutive lontane, ora vediamo che la chiave per comprendere le funzioni di superficie deve essere proprio al livello più piccolo. Ogni superficie biologica è adattata al suo ambiente, e questi adattamenti si riflettono nell'organizzazione dei loro elementi più piccoli in un certo grado perfetto o imperfetto, "Conclude Gorba.
