I motivi ripetuti, simili a piastrelle, non sono solo esteticamente gradevoli per gli esseri umani; sono una soluzione fondamentale e diffusa in tutto il mondo naturale. Dalle strutture microscopiche dei virus alle enormi scaglie della pelle di elefante, l’evoluzione è arrivata in modo indipendente a questo disegno più e più volte. Una nuova ricerca pubblicata su PNAS Nexus cataloga oltre 100 esempi di queste “piastrellature biologiche”, rivelandone la sorprendente diversità e le funzioni cruciali.
L’ubiquità delle strutture piastrellate
Il biologo John Nyakatura dell’Università Humboldt di Berlino sottolinea che le superfici piastrellate esistono in tutte le scale della vita. Il catalogo dello studio spazia dai gusci proteici di dimensioni nanometriche nei virus alle piastre larghe un centimetro sui gusci delle tartarughe. Questo non è limitato a un singolo lignaggio; piante, artropodi, mammiferi, pesci e persino tardigradi microscopici utilizzano tutti questi modelli.
Questa prevalenza suggerisce un potente principio di fondo: le strutture piastrellate offrono vantaggi versatili che superano i costi del loro complesso sviluppo. Il fatto che l’evoluzione converga ripetutamente verso questa soluzione la dice lunga sulla sua efficienza.
Design multifunzionali
Le piastrellature biologiche non sono solo per lo spettacolo. Eseguono una vasta gamma di funzioni, spesso contemporaneamente:
- Cattura la luce: Gli occhi composti degli insetti utilizzano strutture piastrellate per massimizzare l’assorbimento della luce.
- Protezione: Gli scheletri di squalo e i gusci di armadillo si affidano alla piastrellatura per bilanciare flessibilità e difesa robusta.
- Termoregolazione e difesa: La pelle di elefante tassellata intrappola acqua e fango, raffreddando l’animale e proteggendolo dai parassiti e dal sole.
- Adattabilità: L’armatura segmentata degli armadilli consente movimenti controllati pur mantenendo la rigidità.
Il vantaggio principale è spesso un equilibrio tra protezione e flessibilità. Una superficie solida e ininterrotta potrebbe essere troppo rigida, ma le piastrelle con materiale connettivo consentono il movimento e l’adattamento senza sacrificare l’integrità strutturale.
Innovazione ispirata alla bio
I ricercatori ritengono che la comprensione di questi progetti naturali possa fornire informazioni su una serie di applicazioni umane.
- Materiali adattivi: Ginocchiere che si adattano alle dimensioni del bambino in crescita.
- Strutture efficienti: facciate di edifici progettate per un migliore raffreddamento e un’efficienza energetica.
- Armatura flessibile: Equipaggiamento protettivo che consente una gamma completa di movimenti senza compromettere la sicurezza.
Nyakatura conclude che le potenziali applicazioni sono “qualsiasi cosa”: i principi fondamentali della piastrellatura biologica possono essere adattati per risolvere una moltitudine di sfide ingegneristiche.
Le piastrellature biologiche dimostrano che la natura spesso arriva a soluzioni eleganti e multifunzionali. Lo studio di questi modelli porterà probabilmente a ulteriori innovazioni, dimostrando ancora una volta che il mondo naturale rimane una fonte di ispirazione senza precedenti per la progettazione umana.
