La Venere Acchiappamosche o Dionaea muscipula impiega solo 100 millisecondi per intrappolare la sua preda. Una volta che le loro foglie scattano e si chiudono, gli insetti non possono più fuggire. Utilizzando esperimenti biomeccanici e simulazioni virtuali, un team del Giardino Botanico di Friburgo e dell’Università di Stoccarda ha analizzato in dettaglio come si muovono i lobi della trappola.
I risultati degli esperimenti hanno indicato che la trappola della pianta carnivora è sotto precompressione meccanica. Inoltre, i suoi tre strati di tessuto di ciascun lobo devono deformarsi secondo uno schema speciale. Il team ha pubblicato i suoi risultati sulla rivista Proceedings of National Academy of Sciences.
La dieta della Venere consiste principalmente in insetti striscianti. Quando gli animali toccano due volte i peli sensoriali all’interno della trappola entro circa 20 secondi, si chiude. Il modo in cui la trappola percepisce la sua preda e come capisce la differenza tra una potenziale preda e una goccia di pioggia sono aspetti già noti agli scienziati. Tuttavia, il preciso processo di morphing della trappola è rimasto in gran parte sconosciuto.
I segreti della trappola della Venere Acchiappamosche svelati attraverso piante digitali
Al fine di ottenere una migliore comprensione di questi processi, i ricercatori hanno analizzato le superfici interne ed esterne della trappola. Usando i risultati, il team ha quindi costruito diverse trappole virtuali in una simulazione ad elementi finiti che differiscono nelle loro configurazioni degli strati di tessuto e nel comportamento meccanico degli strati.
Solo le trappole digitali che erano sotto precompressione mostravano lo scatto tipico. Il team ha confermato questa osservazione con test di disidratazione su piante reali. Solo trappole ben irrigate erano in grado di scattare rapidamente e correttamente rilasciando questa precompressione. L’irrigazione della pianta ha cambiato la pressione nelle cellule e con essa il comportamento del tessuto. Per chiudersi correttamente, le trappole dovevano anche consistere in tre strati di tessuto: un interno che si restringe, un esterno che si espande e uno intermedio neutro.
La Venere Acchiappamosche servirà come modello per un dimostratore biomimetico fatto di materiali artificiali che sono stati sviluppati dai ricercatori. Gli scienziati lo usano per testare i potenziali usi dei sistemi di materiali che hanno caratteristiche realistiche: i sistemi si adattano ai cambiamenti nell’ambiente e raccolgono l’energia necessaria da questo ambiente.
