What Do Insects Do When Nature Calls? | Saad Bhamla | TED

Traduttore: Martina Tortorici Revisore: Agnese Giacomelli

I love bugs.

Amo gli insetti.

I think of them as nature’s tiny engineers

Li considero piccoli ingegneri naturali

because they come up with the most extraordinary and incredible solutions

perché trovano le soluzioni più straordinarie e incredibili

to life’s problems.

ai problemi della vita.

And I just love observing them

E amo osservarli

because they're so full of surprises and curiosities.

perché sono così pieni di sorprese e curiosità.

During my career, I studied spiders that use their webs as a slingshot

Nella mia carriera ho studiato ragni che usano le ragnatele come fionde

to capture prey deep in the Amazon rainforest,

per catturare prede nelle profondità della foresta amazzonica,

worms that tangle up with each other

vermi che si aggrovigliano l’uno con l’altro

and form knots to form these shape-shifting blobs

e si annodano per formare queste masse multiformi

to survive in harsh environments such as sewers and caves,

per sopravvivere in ambienti difficili come fogne e caverne,

and tiny aquatic beetles that bring their own scuba gear when they dive,

e piccoli scarabei acquatici che quando si immergono

portano la propria attrezzatura da sub sul sedere.

on their butts.

But today, I'm going to tell you a story

Ma oggi vi racconterò la storia

about one of nature's most extraordinary engineers

di alcuni degli ingegneri della natura più straordinari

that pushes the limits of fluid mechanics and bioengineering

che arriva ai limiti della meccanica dei fluidi e bioingegneria

and, arguably, solves their number one problem --

e probabilmente risolve il loro problema numero uno:

how insects pee.

come urinano gli insetti.

A few years ago, my student, Elio Challita, and I

Qualche anno fa io e il mio studente Elio Challita

observed this tiny insect having a private moment

osservammo questo insettino in un momento privato

in our own backyards in Atlanta,

nel nostro cortile in Atlanta

and we couldn't believe our eyes.

e non potemmo credere ai nostri occhi.

This insect was peeing for hours,

Questo insetto urinava da ore

and it was so quick we could barely see it.

ed era così veloce che lo vedevamo a stento.

And we were blown away -- we had never seen anything like this.

E ne fummo colpiti, non avevamo mai visto niente di simile.

We had never seen an insect pee.

Non avevamo mai visto un insetto urinare.

So today, I'm going to tell you how insects pee,

Oggi vi racconterò come urinano gli insetti,

why they pee so much and in this way,

perché urinano così tanto e in questo modo

and finally, why you should care about insect pee.

e infine, perché dovrebbe importarvi dell’urina d’insetto.

(Laughter)

(Risate)

So sit back and relax -- you're in for a treat.

Sedetevi comodi e rilassatevi, sarà interessante.

(Laughter and applause)

(Risate e applausi)

(Laughs) So one of the first things we had to discuss

Una delle prime cose di cui parlare è:

is "Wait a second -- insects pee?"

“Aspetta, ma gli insetti urinano?”

And it turns out that almost all insects pee,

Salta fuori che quasi tutti gli insetti urinano,

in one form or another.

in un modo o nell’altro.

It's a closed system -- what goes in must come out.

È un sistema chiuso: ciò che entra deve anche uscire.

But the protagonist of today's story, Homalodisca vitripennis,

La protagonista della storia di oggi è Homalodisca vitripennis,

or a glassy-winged sharpshooter --

o cicalina dalle ali vitree...

isn't it gorgeous?

Non è meravigliosa?

You can see where it gets its name from, it's got these transparent wings.

Si vede da dove prende il suo nome, ha queste ali trasparenti.

This insect specializes in feeding on xylem fluid from plants.

Questo insetto si nutre specificamente del fluido dello xilema delle piante.

It’s a sapsucker.

Succhia la linfa.

But I think of it as a plant's mosquito.

Lo considero una zanzara delle piante.

And just after a mosquito sucks your blood,

Quando una zanzara succhia il vostro sangue,

it leaves behind a parting gift --

vi lascia un regalino d’addio:

so do these sharpshooters

così fanno anche queste cicaline,

that spread bacteria into these plants,

che infettano le piante con batteri

and it causes devastating and deadly diseases in plants,

e causano malattie devastanti e mortali nelle piante,

killing them.

uccidendole.

This is a huge problem in agriculture, including here in California,

Questo è un grosso problema in agricoltura, anche qui in California,

where it caused millions of dollars in damage to vineyards.

dove causa milioni di dollari in danni ai vigneti.

And you can appreciate what they lack in size,

E potete riconoscere che quello che manca loro in taglia,

they make up in numbers.

lo recuperano in quantità.

This is what millions of insects feeding and peeing looks like.

Questo è quello che succede quando milioni di insetti si nutrono e urinano.

If only this woman knew where that water was coming from.

Se solo quella donna sapesse da dove viene quell’acqua!

(Laughter)

(Risate)

Now, don't worry, this insect's pee is just water.

Non preoccupatevi, l’urina di questi insetti è solo acqua.

And so for the first time, I'm going to show you this behavior,

Per la prima volta vi mostrerò questo comportamento,

slowed down with our high-speed cameras,

rallentato con videocamere ad alta velocità:

and this is what we discovered.

ecco cosa abbiamo scoperto.

We realized that this insect forms a droplet of pee,

Questo insetto forma una goccia d’urina,

and then it flings them at extreme accelerations,

poi la lancia con un’accelerazione estrema

of 40 g-forces.

di 40 forza G.

That's 40 times faster than the sprint of a cheetah.

È 40 volte più veloce dell’accelerazione di un ghepardo.

These insects are really packing a punch from their butts.

Questi insetti fanno davvero una bomba dal sedere.

And we wanted to under-- (Laughs)

E volevamo... (Ride)

We wanted to take a closer look at this flicker,

Volevamo dare un’occhiata più da vicino a questo colpitore,

quindi abbiamo messo l’insetto sotto al microscopio e guardato il lsuo lavoro.

so we put this insect and took a look under a microscope at its business end,

and this beautiful structure has a scientific name:

Questa bella struttura ha un nome scientifico:

it's called a butt flicker.

si chiama colpitore da sedere.

(Laughter)

(Risate)

And this is what we discovered.

Ecco cosa abbiamo scoperto.

We realized that this insect had evolved springs and latches,

Questo insetto si è evoluto con molle e connettori,

proprio come una catapulta, per poter lanciare le gocce d’urina con efficienza,

just like a catapult, so that it could efficiently hurl its droplets of pee,

repeatedly, at these high accelerations.

ripetutamente, a queste elevate accelerazioni.

Now, we wanted to measure the speed at which this flicker was moving,

Volevamo sapere la velocità di movimento di questo colpitore

and the droplets,

e delle gocce,

so we measured the speed of both the droplets and the flicker.

e quindi abbiamo misurato la velocità di entrambi.

And this is where we made a puzzling observation.

E qui abbiamo osservato una cosa sorprendente.

The speed of the droplets in the air was faster than the flicker.

La velocità delle gocce in aria era maggiore di quella del colpitore.

So if you take a ratio of that, we were expecting it to be 100 percent,

Se prendiamo il loro rapporto, ci aspettavamo che fosse 100%,

but turns out that the speed of the droplets

ma la velocità delle gocce

are about 150 to 200 [percent] faster than the flicker itself.

era 150-200% più veloce del colpitore stesso.

This is why this is counterintuitive:

Ecco perché tutto ciò è controintuitivo:

imagine a Yankees baseball player throwing a ball at 100 miles an hour.

immaginiamo un giocatore di baseball che lancia una palla a 100 miglia orarie.

At some point during that throw,

Ad un certo punto durante il lancio,

their hands and fingers are moving at 100 miles an hour.

la mano e le dita si muovono a 100 miglia orarie.

Say an amateur ballplayer throws a ball at 50 miles an hour,

Diciamo che un principiante lancia la palla a 50 miglia orarie,

and if you measure the speed of the ball

ma se misuriamo la velocità della palla

e vediamo che è 100 miglia orarie in aira,

and it's 100 miles an hour in midair,

we’d be surprised -- where would that extra speed come from, right?

ne saremmo sorpresi: da dove viene la velocità extra?

Questo è proprio quello che questi insetti fanno.

This is exactly what these insects are doing.

So to solve this puzzle, we went back and looked at our videos.

Per risolvere l’enigma, abbiamo riguardato i video.

And we’ll play this a couple of times --

Ve lo mostro un paio di volte,

see if you can figure this out.

cercate di capirlo.

Did you catch it?

Lo avete visto?

Let me grab a frame.

Ecco un fermo immagine.

We realized that unlike a baseball that’s rigid ...

Abbiamo capito che, al contrario di una palla rigida,

due to surface tension, these tiny droplets are squishy,

queste goccioline sono deformabili a causa della tensione superficiale

and we had an “aha” moment.

e abbiamo avuto un momento “aha”.

We were wondering if this insect is storing energy

Ci siamo chiesti se l’insetto accumuli energia

due to the surface tension just before launch.

con la tensione superficiale prima del lancio.

And to test this, we did, naturally, what any of us would do --

Per provarlo abbiamo fatto quello che farebbe chiunque:

we converted our kitchen tables into a lab to test this.

abbiamo trasformato il nostro tavolo in un laboratorio per fare un test.

So now, we're going to place droplets on a speaker,

Ora posizioneremo delle gocce su uno speaker

to squish them at high speeds,

per deformarle ad alta velocità

and this is what we discovered.

ed ecco cosa abbiamo scoperto.

We realized that water that flows in our faucets like a liquid,

L’acqua, che scorre come un liquido nei nostri rubinetti,

at these tiny scales, due to surface tension,

a questa piccola scala a causa della tensione superficiale

with the right timing, can get a kick, store energy,

può accumulare energia con la giusta tempistica,

and if you time it just right,

e se la coordinazione è proprio perfetta,

you can launch these off at extremely high speeds,

si possono lanciare ad alta velocità

just like a child on a trampoline.

proprio come un bambino su un trampolino.

And to test this idea of timing, we even built a catapult.

Per testare l’idea della tempistica abbiamo costruito una catapulta.

Our should I say a "cata-pee"?

O dovrei dire “cata-pipì“?

(Laughter)

(Risate)

And it reinforced this idea: too slow, the droplets don’t go off,

E ha rafforzato l’idea: troppo lento e la goccia non parte,

and then if you move at the right speed, you've flung this.

ma alla giusta velocità, la scagli.

So I've told you today

Oggi vi ho raccontato

how these insects use this catapulting structure

come gli insetti usano questa struttura a catapulta

to store energy and surface tension

per accumulare energia e tensione superficiale

and throw these droplets at record-breaking speeds

e lanciare le gocce a velocità da record

to be, really, number one ...

per essere i numeri uno...

at number one.

nella necessità numero uno.

(Laughs) But why have these insects evolved this remarkable ability?

Ma perché questi insetti hanno sviluppato questa abilità?

And there are two reasons for this.

Ci sono due motivi.

Number one is they are on a zero-calorie diet.

Primo: hanno una dieta con zero calorie.

These tiny bugs are feeding from the xylem fluid

Questi insettini si nutrono del liquido dello xilema

that comes up through the roots, through the soil,

che arriva dalle radici attraverso il suolo

and goes to the rest of the plant.

e va al resto della pianta.

It's very, very poor in nutrients --

È estremamente povero di nutrienti:

it's just water and some minerals.

è solo acqua e minerali.

This is unlike the phloem fluid, which is rich in sugar,

Non è come il liquido del floema, che è ricco di zucchero

coming through photosynthesis at the leaves

e arriva dalla fotosintesi nelle foglie e va al resto della pianta.

and going through the rest of the plant.

È come dire che una persona

This is akin to a human

purely sustaining themselves on a diet of diet lemonade.

si nutre solo di limonata dietetica.

Very low energy source --

Ha molta poca energia:

you'd have to constantly drink, but you'd have to constantly pee as well.

dovreste bere sempre, ma anche urinare sempre.

This still doesn't explain why these insects pee in droplets,

Questo ancora non spiega perché questi insetti urinino a gocce

and not in jets, like you and I would,

e non a getto, come faremmo noi,

if you were to take a bio break.

se dovessimo andare in bagno.

Let's take a look at cicadas.

Diamo un’occhiata alle cicale, che sono le cugine di queste cicaline.

These are the cousins of these sharpshooters.

They're also xylem fluid feeders ...

Anche loro si nutrono di fluido dello xilema

and they pee in jets.

ma urinano a getto. (Risate)

(Laughter)

I love this video.

Amo questo video.

This shows cicadas doing two of their favorite things

Mostra le cicale fare le due cose preferite

when they come out of hibernation --

dopo l’ibernazione:

singing at the top of their lungs and peeing in the wind.

cantare a squarciagola e urinare al vento.

(Laughter)

(Risate)

And the second reason why these insects pee in droplets is size --

La seconda ragione per cui questi insetti urinano a gocce è la taglia:

these things are tiny, they're smaller than my pinky.

sono minuscoli, più piccoli del mio mignolo.

In fact, the surface tension that enables them to store energy

La tensione superficiale che consente loro di accumulare energia

in these droplets to launch

nelle gocce da lanciare

is actually an impediment,

è in realtà un ostacolo

because gravity doesn't matter,

perché la gravità non importa

and surface tension sticks these droplets to their bodies.

e la tensione superficiale attacca le gocce al loro corpo.

So they actually have to flick these droplets away --

Per questo devono lanciare via le gocce:

it's actually very difficult for these tiny bugs to pee.

in realtà per questi insetti è molto difficile urinare.

And that's why I just love studying bugs.

Ed ecco perché amo studiare gli insetti.

This tiny engineer has figured out how to survive on barely just water

Questi piccoli ingegneri hanno capito come sopravvivere

con solo acqua tramite il fluido dello xilema.

through the xylem fluid.

And it’s figured out to do so, it has to drink a lot,

E hanno capito che per farlo, hanno bisogno di bere tanto

and pee a lot.

e di urinare tanto.

In that sense, it's not so different from other engineers I know

In tal senso non sono molto diversi da altri ingegneri che conosco

on a Friday night at a bar.

di venerdì sera al bar.

(Laughter)

(Risate)

But to do so,

Ma per farlo

it’s figured out it had to evolve this catapulting structure

hanno capito di dover sviluppare una catapulta

and fling these droplets at high speeds.

e lanciare le gocce ad alta velocità.

And that’s why I always tell my students when we explore new bugs,

Per questo quando studiamo nuovi insetti dico ai miei studenti

"It's not a bug, it's a feature."

“non è un bug [insetto], è una qualità”

(Laughter)

(Risate)

(Applause)

(Applausi)

OK, so why should you care about insect pee,

Ma perché dovrebbe importarvi dell’urina d’insetto

and what’s the practical application of this work?

e qual è l’applicazione pratica di questo lavoro?

Maybe, maybe one day,

Forse un giorno

these ideas, these principles could help us design

queste idee e principi potrebbero aiutarci

a sviluppare sistemi di espulsiona d’acqua

more efficient water-ejector systems

for our smartphones, our watches and hearing aids.

per in nostri smartphone, orologi e dispositivi per l’udito.

But I have to be honest,

Ma a essere onesto,

that's not really why I've obsessed over insect pee

non è per questo che mi sono appassionato all’urina d’insetto per gli ultimi 4 anni.

for the last four years.

I do this because when I share my work with kids,

Lo faccio perché quando mostro il mio lavoro ai bambini

it ignites their curiosity.

accende la loro curiosità.

When I talk about insect pee, it makes their eyes light up.

Quando parlo di urina d’insetto, i loro occhi si illuminano.

They laugh, they run around in their backyards,

Ridono, corrono nei loro cortili,

looking at bugs and asking questions.

guardano gli insetti e fanno domande.

It reminds them and us that we can discover marvelous in the mundane,

Ricorda a loro e a noi che possiamo riscoprire la meraviglia nelle cose comuni

even in our own backyards.

persino nei nostri cortili.

We just have to look closely.

Dobbiamo solo gardare attentamente.

Thank you so much.

Grazie.

(Cheers and applause)

(Applausi)

I've got to go pee.

Devo andare in bagno.