"Nature" le spugne di vetro accendono la discussione scientifica fra gruppi di ricerca internazionali
Le spugne di vetro tornano a far parlare di sé. E ancora una volta sulla prestigiosa rivista internazionale “Nature”. Dopo la pubblicazione dei risultati della ricerca sulle particolari proprietà della spugna marina Euplectella aspergillum, coordinata dall’Università di Roma “Tor Vergata”, la rivista ha deciso di dare spazio alla discussione scientifica nata in seguito alla pubblicazione dell’articolo della scorsa estate.
L’Euplectella aspergillum, nota come “Cestello di Venere”, presenta notevoli proprietà strutturali. Una delle particolarità più studiate dai ricercatori è la sua composizione: fibre realizzate in silicio che la spugna estrae sotto forma di acido silicico dall'acqua di mare trasformandolo in sottilissime fibre di vetro. Da qui il nome comunemente usato di "spugne di vetro".
«Tutto è partito da una e-mail di “Nature” - racconta Giacomo Falcucci, Dipartimento di Ingegneria dell’Impresa “Mario Lucertini”, Università di “Tor Vergata” e coordinatore della ricerca - con la quale la rivista ci informava che un gruppo di ricerca internazionale, che fa capo all’università di Alberta in Canada, aveva delle domande sui risultati della nostra ricerca pubblicati il 29 luglio 2021 nell’articolo “Extreme flow simulations reveal skeletal adaptations of deep-sea sponges"».
Matters Arising/La domanda
Le osservazioni da parte del gruppo di ricerca coordinato da Sally P. Leys, Dipartimento di Scienze Biologiche dell’Università di Alberta, sono state pubblicate in questi giorni su “Nature”, nella sezione “Matters Arising”, con il titolo “Models of flow through sponges must consider the sponge tissue”. I ricercatori sostengono che “la simulazione dell’interazione delle spugna con il fluido deve considerare l’intero animale e non solo lo scheletro”. Secondo gli studi di Sally P. Leys e degli altri ricercatori le simulazioni realizzate da Falcucci e dal suo gruppo di ricerca hanno trascurato i tessuti molli delle spugne.
La prima simulazione della spugna e del suo comportamento
Nello studio originario di luglio il gruppo di ricerca alla frontiera fra Ingegneria, Biologia e Fisica, aveva studiato come la particolare struttura della spugna marina E. aspergillum, che vive negli abissi oceanici, interagisce con l’acqua di mare nella quale è immersa, influenzandone l'idrodinamica a proprio vantaggio. Quella dei ricercatori coordinati da “Tor Vergata” è la prima simulazione in assoluto dell’intera spugna di profondità e di come essa risponda e influenzi il flusso dell'acqua vicina.
Secondo i ricercatori Giacomo Falcucci, Università di Roma “Tor Vergata”, Sauro Succi, Istituto Italiano di Tecnologia, Maurizio Porfiri, Tandon School of Engineering - New York University, Pierluigi Fanelli, Università della Tuscia, Giovanni Polverino, Centro di Biologia Evolutiva dell’University of Western Australia, resa possibile grazie all’impiego di un codice di calcolo speciale sviluppato da Giorgio Amati del dipartimento HPC del CINECA di Roma, lo studio potrebbe avere notevoli implicazioni per la progettazione ingegneristica del futuro, da nuove strutture a bassa resistenza per la realizzazione di navi e fusoliere di aeroplani, fino ad arrivare a innovativi grattacieli, più alti e più snelli di quelli attuali.
Matters Arising/La risposta
«Insieme agli altri coautori della ricerca, in particolare Maurizio Porfiri della New York University e Giovanni Polverino di University of Western Australia, ci siamo messi al lavoro per rispondere a Leys e al suo gruppo di ricerca – ci ha raccontato Giacomo Falcucci -. «Abbiamo chiarito che i nostri risultati sono corroborati dalla letteratura e che il non aver considerato i tessuti molli non comporta nessun impatto sui risultati presentati».
Dettaglio di un modello di E. aspergillum . Photo Credit: Giacomo Falcucci, Università di Roma “Tor Vergata”
Elaborando ulteriormente i risultati già ottenuti (ndr: vedi sopra paper originale), i ricercatori hanno visto che il prodotto delle loro simulazioni era in linea con la teoria di Vogel, la più suffragata al mondo per la spiegazione del comportamento delle spugne.
«Per studiare la fluidodinamica di E. aspergillum siamo partiti dagli studi di Vogel negli anni ’70, studi che hanno gettato le basi attuali per la comprensione di come le spugne marine traggono vantaggio dalle correnti passive nell’ambiente circostante», continua Giacomo Falcucci spiegando la loro risposta fornita ai colleghi canadesi.
«L’avanzamento della conoscenza implica l’adozione rigorosa del metodo scientifico indipendentemente dagli ambiti a cui si rivolge lo studio. Questa è la base indispensabile per confrontarsi, con competenze diverse, su temi alla frontiera quale è quello delle spugne di vetro. Occorre avere mente aperta e integrare le conoscenze più che sommarle», ha commentato Vincenzo Tagliaferri, Direttore del Dipartimento di Ingegneria dell’Impresa “Mario Lucertini”, Università di Roma “Tor Vergata”.
Il nuovo articolo di Nature sulle spugne di vetro, pubblicato il 23 marzo, termina con una domanda, questa volta del gruppo di ricerca guidato da Falcucci: «La teoria di Vogel dovrebbe dunque essere riesaminata?»
«Forse, ma un tale sforzo non può essere intrapreso senza un avanzamento nella meccanica fluida e solida, come quello presentato nel nostro articolo originale», aggiungono Falcucci e gli altri del gruppo di ricerca.
Le spugne di vetro di “Tor Vergata” selezionate dalla NSF
Le spugne di vetro si guadagnano un posto nella Multimedia Gallery della National Science Foundation, che ha selezionato una delle figure dell’articolo uscito sul numero di “Nature” di luglio 2021.
L’immagine, scaricabile qui porta i crediti di uno dei ricercatori coinvolti nella ricerca: Giacomo Falcucci, Università di Roma “Tor Vergata”, autore della realizzazione grafica.
In allegato “Matters arising - Models of flow through sponges must consider the sponge tissue”, Nature, 23 Marzo 2022
A cura dell’Ufficio Stampa di Ateneo
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- Pubblicato il : 30/03/2022 Modificato il : 18/05/2023 Categorie: