Attack on Titan ci spiega perché gli elefanti sono grandi e le formiche sono piccole

Nel mondo dell’anime di ‘Attack on Titan’ esistono i giganti, creature che uccidono e mangiano gli umani. L’ampio intervallo delle loro grandezze, dai 5 m ai 170 m, è presente anche nel nostro mondo naturale.

I giganti mentre mangiano gli umani

Attack on Titan

Una storia avvincente, scene di combattimento spettacolari e un animazione da paura sono solo poche parole per descrivere l’anime che in questo momento sta avendo molto successo e molta attenzione, ossia ‘Attack on Titan’, detto anche ‘Attacco dei giganti’ in italiano. La storia si svolge in un mondo dove l’umanità sta combattendo per la propria sopravvivenza. Si trova infatti a doversi rinchiudere in 3 strati di mura, alte una cinquantina di metri, perché possa proteggersi dalle creature che si trovano oltre di esse, cioè i giganti pronti a mangiarli e ucciderli senza pietà. Questi giganti possono avere un’altezza che va dai 5 m ai 170 m, un intervallo assai ampio di grandezze. Anche nel nostro mondo naturale gli esseri viventi possono essere grandi quanto un capello per arrivare a una creatura massiccia come la balenottera azzurra. Creature di diverse grandezze funzionano in modi altrettanto diversi, e sarà interessante capire come si possono collocare i giganti dell’anime nel nostro mondo reale e naturale.

Le varie altezze dei giganti. Il gigante da 170 m non viene mostrato per evitare gli spoiler.

Le formiche e gli elefanti

Immaginate di buttare da un edificio una formica e un elefante. La formica atterra senza particolari danni e problemi, a parte essere infastidita perché è irrispettoso buttare delle creature da un edificio. L’elefante non potrebbe purtroppo sopravvivere, anzi si crea un macello allucinante di sangue e organi spappolati sotto l’edificio da cui l’avete buttato. Come mai? La risposta sta nella differenza di grandezza. La grandezza di un essere vivente è l’indicatore più ‘snobbato’ per un essere vivente. È importante perché regola la nostra biologia, come siamo costruiti, come viviamo il mondo e perfino come moriamo.

Torniamo alla questione iniziale. Più una creatura è piccola meno sente dell’effetto della gravità. Per capire perché ipotizziamo l’esistenza di un animale perfettamente sferico. Ha tre principali caratteristiche: la lunghezza, la superficie della sua pelle e il suo volume dove sono contenuti i suoi organi. Supponiamo di voler aumentare la sua lunghezza di 10 volte. La superficie e il volume non aumentano di 10 volte. Sapendo infatti la formula della superficie e volume di una sfera, è facile capire che la superficie aumenta di 100 volte mentre il volume di ben 1000 volte. Quello che maggiormente contribuisce alla massa complessiva dell’animale è il suo volume. Più massa vuol dire più energia cinetica prima che l’animale si schianti contro il suolo. Essere più piccolo vuol dire che il rapporto superficie-volume dell’animale è più grande e quindi l’impatto col suolo si distribuisce un un’area più estesa. Essere più grande vuol dire infine che la resistenza dell’aria è più piccola. Il contributo totale di tutto questo ci fa capire perché la formica sopravvive e l’elefante esplode. Quest’ultimo è così grande che il rapporto superficie-volume è piccolo e quindi l’impatto è più forte mentre l’aria non riesce a rallentarlo più di tanto. Potremmo buttare da un aereo una formica e questo non ne sentirebbe l’effetto.

Elefante e formica (illustrazione di Maddalena Carrai)

Svantaggi dell’essere piccolo

Ciò che per gli esseri viventi grandi potrebbe essere innocuo, per un insetto potrebbe rivelarsi pericoloso, come la tensione superficiale dell’acqua. Per noi umani la tensione superficiale è talmente debole che non ce ne accorgiamo quasi mai. Di solito, quando ci bagniamo, l’acqua che rimane è di circa 800 g ossia 1% del nostro peso corporeo. Per un topo invece rimane 3 g di acqua, che è quasi 10% del suo peso corporeo. Per noi sarebbe equivalente a portare su 8 litri d’acqua quando usciamo dalla doccia. Per un insetto è letale: la tensione superficiale può essere talmente forte che l’insetto potrebbe annegarsi dentro una goccia d’acqua.

Perché non ci sono elefanti grandi quanto una formica e viceversa?

Pensiamo di riuscire a rimpicciolire un elefante alla grandezza di una formica e ingrandire una formica alla grandezza di un elefante. Cosa succede? Prima di tutto il nostro elefante rimpicciolito è molto freddo e muore per questo in pochi minuti. La nostra formica gigante sembra essere in disagio per qualche momento e poi esplode. Perché? Siamo ottimizzati per funzionare precisamente alla grandezza che abbiamo e moriremo in qualunque altra situazione. Ma perché esattamente? Per rispondere dobbiamo parlare di cellule. Ci sono diversi tipi di cellule ma sono abbastanza simili da specie a specie: le cellule di una balena non sono più grandi di quelle di un colibrì, la prima ne ha solamente molte di più. Le cellule devono fare tante cose per sopravvivere, per esempio convertire il cibo in energia, un processo che avviene nei mitocondri. Come un motore anche il mitocondrio si surriscalda se lavora troppo. Possono arrivare a una temperatura di circa 50 gradi centigradi. Essere vivi genera un sacco di calore e più cellule si hanno più calore il corpo genera in totale. Se il corpo di un essere vivente non trova un modo per dissiparlo, sarebbe morto arrostito dall’interno. Questo fatto è più importante per gli animali grandi. Sapendo che il volume cresce molto più rapidamente della superficie, è facile capire perché la formica gigante esplode. Il calore può lasciare un oggetto solo attraverso la sua superficie, cioè attraverso la pelle. Se ingrandissimo una formica, per esempio di 60 volte la sua lunghezza, la superficie diventa più estesa di 3600 volte ma il suo volume cresce di ben 216000 volte. Aumentano il numero di cellule, quindi di mitocondri e l’interno dell’animale inizia a irradiare tantissimo calore dall’interno, provocando la sua esplosione. Animali grandi come gli elefanti esistono perché hanno evoluto modi di sbarazzarsi del calore prodotto dal loro corpo (nel caso dell’elefante sono le orecchie estese a fare da dissipatore di calore). Ma questo non basta. La natura ha trovato un altro modo per risolvere il problema del calore. Gli animali più grandi hanno le cellule più lente, quindi meno attive, rispetto alle cellule di un topo per esempio. Più grande è un animale, meno attive sono le sue cellule. Un elefante contiene miliardi e miliardi di forni a carbone e vengono accesi solo quel tanto che basta per mantenerli in vita e mai a piena potenza. Gli animali più piccoli devono fare l’esatto opposto. Hanno poco volume ma tanta superficie quindi irradiano tanto calore in pochi minuti: le cellule devono essere iperattive per non fare morire l’animale in pochi secondi. Ecco perché l’elefante rimpiccolito muore di freddo. Per mantenerle iperattive alcuni animali devono mangiare quantità di cibo pari a circa 200% il loro peso corporeo (come il toporagno Etrusco) mentre l’elefante ha solamente bisogno del 4% della sua massa corporea per sopravvivere.

Il toporagno etrusco

I giganti di Attack on Titan

I giganti di Attack on Titan hanno una peculiarità che chi la guarda avrà notato più volte: sono molto caldi ed emettono tanto fumo più sono grandi. Prendiamo per esempio il ‘Gigante Colossale’, che è il gigante alto 60 m. Uno dei suoi poteri è quello di irradiare tanto vapore e tanto calore e questi gli sono possibili grazie alla sua grandezza (come abbiamo visto sopra con i mitocondri e le cellule). Un’altra scena che collega la grandezza col calore è quella del gigante da 170 m. È così grande che brucia qualunque cosa incontra sulla sua strada.

Il gigante da 170 m. Si vede la quantità ingente di fumo che fuoriesce per il calore irradiato

Quindi, alla fine la grandezza conta? A voi la risposta…

Kerby Dimayuga

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