Dietro la forma elegante dei petali di rosa si nasconde un meccanismo mai visto prima in natura, scoperto da un team di scienziati
Sono da sempre le regine dei fiori, ammirate per le loro infinite varietà di colore e l’ammaliante profumo.
Lo sono anche per la perfezione dei loro petali, la cui bellezza ha finora nascosto un segreto …geometrico.
La curiosità arriva da un recente studio pubblicato sulla rivista Science, realizzato da un gruppo di ricercatori dell’Università Ebraica di Gerusalemme, guidato da Eran Sharon. Le cuspidi appuntite che si formano gradualmente sul bordo dei petali durante la crescita, secondo quanto rilevato, non sono modellate dal conosciuto meccanismo che è alla base delle foglie ondulate, ma da una distinta frustrazione geometrica chiamata Mainardi – Codazzi – Peterson.
In altre parole gli esperti hanno scoperto che la crescita dei petali di rosa sfrutta un trucco geometrico mai osservato prima in natura.
La geometria che governa la natura
La scienza ci dice che i modelli geometrici influenzano gli organismi in via di sviluppo, ma in tutti i casi osservati in precedenza, i principi avevano a che fare con la geometria “intrinseca” delle superfici, le cui caratteristiche sono quelle relative alle distanze tra i punti sulla stessa, come verrebbero misurate da una formica che ci cammina sopra.
Tuttavia una superficie di una data geometria intrinseca può avere diversi modi di esistere in 3D, vale a dire geometrie “estrinseche”. Per fare un esempio, un foglio di carta può essere steso o arrotolato a forma di cilindro, situazione che non farebbe notare cambiamento nelle distanze alla formica che ci cammina sopra.
Anche se i punti sul foglio potrebbero essere più vicini o più lontani tra loro nello spazio 3D.
Lo stesso accade anche per le foglie e i petali delle piante. Ma non per le rose.
Le generalmente infatti la crescita diseguale delle foglie e dei tessuti delle piante provoca la comparsa di curvature che alleviano la tensione o si rompono secondo la teoria geometrica del matematico Gauss, le rose rispondono a tutt’altri principi.
Perché si formano le cuspidi appuntite dei petali
Ci avete mai fatto caso? Man mano che i petali di rosa crescono, si curvano verso l’esterno e formano angoli appuntiti.
Perché avviene questo?
Nello studio, il team di esperti dell’Università di Gerusalemme ha combinato analisi teorica, modulazione computazionale e fabbricazione sperimentale di petali di dischi sintetici per studiare le instabilità meccaniche indotte dalla crescita nei petali di rosa. A differenza dei cambiamenti di forma (più morbide, generalmente rotonde) dei petali ai quali solitamente si assiste, governati dalla teoria di Gauss, le forme di petali di rosa sono uniche.
I petali più giovani e più interni sono piatti e curvi ma quando crescono sono appunto modellati dalla frustrazione geometrica nota come incompatibilità di Mainardi – Codazzi – Peterson che concentra lo stress in aree altamente localizzate dando origine alle cuspidi dei petali nettamente definite che si osservano.
E’ stato inoltre dimostrato come questa concentrazione sulle cuspidi influenzi la successiva crescita dei petali rivelando che la forma distintiva dei petali di rosa emerge da un diverso tipo di incompatibilità geometrica rispetto a quella tradizionale che influenza gli organismi in via di sviluppo che porta alla formazione delle punte lungo i margini dei petali.
