L’equazione universale che descrive la forma di qualsiasi uovo

I ricercatori dell’Università del Kent hanno scoperto una formula matematica universale che può descrivere qualsiasi uovo di uccello esistente in natura: un passo significativo nella comprensione non solo della forma dell’uovo, ma anche di come e perché si è evoluta, rendendo così possibili applicazioni biologiche e tecnologiche.

La forma dell’uovo in natura e l’oologia

La forma dell’uovo non è casuale, è stata progettata dalla natura per assicurare la sopravvivenza delle specie, infatti la forma delle uova è legata al tipo di nido in cui sono deposte. La forma rotonda è tipica degli uccelli che depongono nelle cavità, dove le uova non sono soggette a rotolamento; le uova piriformi sono caratteristiche degli uccelli che costruiscono i nidi in posizioni impervie e per questa ragione devono avere una buona resistenza allo scivolamento; le uova ovali sono deposte da tutte quelle specie che costruiscono un nido a coppa.

Esiste addirittura una branca della zoologia, l’oologia, che studia la forma delle uova e dei nidi.
Gli elementi caratteristici di un uovo sono: la forma, le dimensioni, il colore e l’aspetto del guscio. La forma può essere: ellittica, ovale e piriforme. Tutte le uova hanno due estremità e due assi, uno maggiore ed uno minore che permettono di determinarne la forma e le dimensioni.

“Questa equazione matematica sottolinea la nostra comprensione e il nostro apprezzamento di una certa armonia filosofica tra matematica e biologia, e da queste due una via verso un’ulteriore comprensione del nostro universo, compreso chiaramente nella forma a uovo.”

Michael Romanov, ricercatore dell’Università del Kent

Perché studiare la forma dell’uovo?

La forma a uovo ha attirato a lungo l’attenzione di matematici, ingegneri e biologi da un punto di vista analitico. La forma è stata molto apprezzata poiché si è evoluta per non rotolare via una volta deposta, per essere abbastanza grande da incubare un embrione, per essere abbastanza piccola da uscire dal corpo nel modo più efficiente e inoltre è abbastanza solida per sopportare il peso e per essere l’inizio della vita di molte specie.

L’ equazione universale per la forma dell’uovo

L’analisi di tutte le forme dell’uovo è basata su quattro figure geometriche: sfera, ellissoide, ovoide e piriforme. Prima di questa ricerca, la formula matematica per il piriforme era ancora da derivare.

Per derivare la formula del piriforme, i ricercatori hanno introdotto una funzione aggiuntiva nella formula dell’ovoide, sviluppando un modello matematico in grado di adattarsi a una forma geometrica completamente nuova: la sfera-ellissoide, applicabile a qualsiasi geometria dell’uovo.

Questa nuova equazione matematica universale per la forma dell’uovo si basa su quattro parametri: lunghezza, larghezza massima, spostamento dell’asse verticale e diametro a un quarto della lunghezza dell’uovo.

Le potenziali applicazioni

Le descrizioni matematiche di tutte le forme di base delle uova hanno già trovato applicazioni nella ricerca alimentare, nell’ingegneria meccanica, nell’agricoltura, nelle bioscienze, nell’architettura e nell’aeronautica. 

Questa nuova formula è un importante passo avanti e ha molteplici applicazioni, tra cui:

• Descrizione scientifica di un oggetto biologico. Ora che un uovo può essere descritto tramite una formula matematica, il lavoro nel campo della sistematica biologica, dell’ottimizzazione dei parametri tecnologici, dell’incubazione delle uova e della selezione del pollame sarà notevolmente semplificato.
• Determinazione accurata e semplice delle caratteristiche fisiche di un oggetto biologico. Le proprietà esterne di un uovo sono vitali per ricercatori e ingegneri che sviluppano tecnologie per l’incubazione, la lavorazione, la conservazione e lo smistamento delle uova. Grazie a questa equazione sarà semplificato il processo di identificazione dell’uovo: basteranno i dati circa il volume dell’uovo, l’area della superficie, il raggio di curvatura e altri indicatori per descrivere i contorni dell’uovo. In questo modo sarà possibile descrivere le caratteristiche fisiche di un oggetto biologico in modo standardizzato e accurato.
• Ingegneria ispirata alla biologia del futuro. L’uovo è un sistema biologico naturale studiato per progettare sistemi ingegneristici e tecnologie all’avanguardia. La figura geometrica a forma di uovo è adottata in architettura (ad esempio per il tetto del London City Hall) in quanto può sopportare carichi massimi con un consumo minimo di materiali.

Come dichiarato da Darren Griffin, professore di genetica all’Università del Kent: “I processi evolutivi come la formazione delle uova devono essere studiati per la descrizione matematica come base per la ricerca in biologia evolutiva. Questo formula universale può essere applicata a discipline fondamentali, in particolare all’industria alimentare e avicola, e servirà da impulso per ulteriori indagini ispirate all’uovo come oggetto di ricerca”.