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martedì 25 ottobre 2011

Come si generano le eliche in natura: l'equazione

Attorciglia le corna dei mammiferi, dà una forma curiosa ad alcuni semi, modella le conchiglie e avvolge i tralci di molte piante. Ad accumunare tra loro queste disparate realtà è la struttura a elica, comunissima in natura. Per capire il meccanismo con il quale si forma si sono spesi fiumi d’inchiostro. Ciononostante una domanda è rimasta irrisolta: come fanno le sue molecole ad assumere una geometria così particolare? E ancora: come si crea una così ampia diversità di forme elicoidali? Una ricerca pubblicata di recente su Nature ha messo i puntini sulle I.
«I ricercatori sono riusciti a sviluppare un’equazione che permette di predire in che modo un oggetto piatto, virtualmente bidimensionale, si autoripieghi in una forma elicoidale, il tutto tenendo conto di pochi parametri facilmente determinabili», spiega Claudio Bandi, docente di parassitologia evoluzionistica all’Università degli studi di Milano. In altre parole le istruzioni che servono per realizzare strutture complesse possono essere semplicissime. Sulla base delle caratteristiche delle molecole organiche, che possono essere speculari fra loro pur essendo formate dagli stessi atomi, si potrebbe spiegare l’esistenza di strutture elicoidali fra loro speculari nel mondo naturale. «Questa particolarità mi fa venire in mente Louis Pasteur, che prima di diventare un eccellente biologo, e il padre della microbiologia moderna, fu un apprezzato chimico», ricorda Bandi. «Sua è infatti la famosa scoperta di cristalli composti da molecole chirali (l’enantiomeria dei cristalli), uguali in composizione chimica ma speculari l’una all’altra, cioè non sovrapponibili. Un esempio macroscopico della chiralità è rappresentato dalle due mani di una persona, o dalle scarpe di un unico paio: ogni mano e ogni scarpa rappresenta un enantiomero».
Lo stesso Giulio Natta, premio Nobel per la chimica e in un certo senso l’inventore della plastica, dedica a Pasteur il primo capitolo del suo libro Stereochimica: molecole in 3D, proprio in ragione di questo suo importante contributo. Come si forma allora la struttura a elica, cioè strutture chirali tra loro speculari? Anche in modo molto semplice, con molecole identiche disposte tra loro parallelamente, poste all’interno di strisce sottili e con un determinato orientamento rispetto all’asse della striscia. In natura si può dunque passare da una struttura bidimensionale (piatta e sottile) a una struttura tridimensionale complessa, come è appunto l’elica, con regole molto semplici. In un certo senso si può citare il fisico Robert May, che dimostrò in un articolo pubblicato su Nature nel 1976 come l’applicazione ripetitiva di regole semplici può portare allo sviluppo di fenomeni complessi, e non sempre prevedibili. Anche alla base dei comportamenti caotici, dunque, può trovarsi una logica semplice.
FONTE: http://www.corriere.it/scienze_e_tecnologie/11_ottobre_21/eliche-natura-campanelli_5421259c-fbd6-11e0-a389-b44dd5e172d2.shtml

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