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BIOLOGIA/ Perché gli animali non hanno i rami e gli alberi le gambe?

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scoiattolo (infophoto)  scoiattolo (infophoto)

Perché gli animali e le piante hanno la forma che ben conosciamo? I biologi hanno cercato per molto tempo una buona risposta al perché gli animali non tendono ad avere rami o gli alberi le gambe. Ora una risposta c'è. Sia gli animali e che le piante hanno forme che rappresentano buone soluzioni al problema che tutti gli organismi complessi multicellulari devono affrontare: come distribuire in modo efficiente in tutto il corpo l'energia di cui hanno bisogno per sopravvivere.

Entrambe le soluzioni, animali e piante, richiedono un compromesso. La forma animale - un corpo relativamente compatto, con una superficie proporzionale alla potenza  2/3 del loro volume corporeo - funziona solo se l'organismo ha un cuore per pompare nutrienti su tutte le parti del corpo. La forma vegetale - altamente non uniforme e ramificata, con una superficie approssimativamente proporzionale al volume stesso - non ha bisogno di un cuore per distribuire le sostanze nutritive; ma ciò significa sacrificare la mobilità.

Nel tentativo di rispondere a questa domanda, fondamentale per la vita sulla Terra,  si è anche spiegato un famoso puzzle della biologia noto come legge di Kleiber: il tasso metabolico di un organismo è proporzionale alla potenza ¾ della massa e vale sia per le piante che per gli animali del nostro pianeta. Un corollario è che gli animali più grandi hanno battiti cardiaci più lenti, in modo che ogni animale ha circa la stessa durata di vita misurata in battiti cardiaci!

Nessuno sapeva da dove provenisse la legge di Kleiber e perché avesse una validità così ampia. Una spiegazione, postulata nel 1997 da Geoffrey West e collaboratori dell'Istituto di Santa Fe in New Mexico e pubblicata su Science (vol. 276, pag. 122-126), suggeriva che la risposta si trova nel concetto di frattale: una struttura ramificata delle reti che distribuiscono i nutrienti sia negli animali che nelle  piante - i vasi sanguigni e rami. Tuttavia una ricerca più recente (pubblicata da Banavar, J. R., Cooke, T. J., Rinaldo, A. & Maritan, A. su PNAS, vol. 111, pag. 3332-3337) ha concluso che, per gli animali, la legge di potenza ¾ non ha per nulla bisogno di contare su reti di distribuzione frattali.



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COMMENTI
11/04/2014 - Piante & animali (Pierluigi Assogna)

Interessantissimo articolo di analisi di schemi di alto livello per organismi visti come sistemi complessi