Quando leggiamo un fantasy rimaniamo affascinati dagli incantesimi e dalle magie che permettono ai personaggi di fare cose impensabili. Ci sono degli scienziati che però non si limitano a rimanere affascinati, ma decidono di studiare ciò che avviene nelle storie per capire se la magia di un mondo fantastico sia plausibile. In questo articolo in particolare risponderemo a una domanda: davvero l’Algabranchia avrebbe permesso a Harry di superare la seconda prova?
[…] Harry si tolse le scarpe e le calze, estrasse dalla tasca la manciata di Algabranchia, se la ficcò in bocca ed entrò nel lago. […]
Poi, all’improvviso, Harry si sentì come se qualcuno gli stesse premendo un cuscino invisibile sul naso e sulla bocca. Cercò di inspirare, ma gli girava la testa; aveva i polmoni vuoti, e d’un tratto provò un dolore acuto da entrambi i lati del collo…
Harry si strinse le mani attorno alla gola, e avvertì due grossi tagli proprio sotto le orecchie, che sbatacchiavano nell’aria fredda… aveva le branchie. Senza riflettere, fece l’unica cosa sensata: si tuffò in acqua.
La prima sorsata di gelido lago fu come un soffio vitale. La testa non gli girava più; inghiottì altra acqua e la sentì scorrere attraverso le branchie, inviando ossigeno al cervello. Tese le mani davanti a sé e le guardò. Erano verdi e spettrali sott’acqua, ed erano diventate palmate. Si contorse per guardarsi i piedi nudi: si erano allungati ed erano anch’essi palmati; era come se gli fossero cresciute delle pinne.Il Calice di Fuoco, cap. 26
Questo breve estratto del quarto libro ci riporta subito alla mente quali siano gli effetti dell’Algabranchia, ossia la comparsa delle branchie e della “palmatura” di mani e piedi. Esiste dunque un’alga babbana che abbia gli stessi effetti? Purtroppo no, anche se effettivamente esistono molti vegetali dalle proprietà che sembrano quasi magiche.
Nonostante questo, guardando l’adattamento cinematografico de Il Calice di Fuoco, due scienziati si sono domandati: ma se l’Algabranchia esistesse, le branchie che vediamo nel film avrebbero davvero permesso a Harry di respirare sott’acqua?
I due, Rowan Reynolds e Chris Ringrose, hanno quindi deciso di eseguire i calcoli necessari per scoprirlo e di pubblicare i risultati nell’articolo a questo link. Per i meno amanti dell’inglese e del gergo tecnico racconteremo nei prossimi paragrafi il suo contenuto.
Come funzionano le branchie?
Chi di noi ha studiato almeno un po’ di biologia non farà fatica a ricordare che la maggior parte degli animali, noi umani compresi, ha bisogno di introdurre costantemente ossigeno nel corpo per sopravvivere. Per fare ciò, i mammiferi si servono dei polmoni e della respirazione, mentre altri animali utilizzano organi e strategie diverse.
L’ossigeno è infatti presente anche nell’acqua e da essa può essere estratto. Gli organi che riescono a farlo non sono i polmoni bensì le branchie. Questi organi sono composti da tessuti altamente vascolarizzati che, a contatto con l’acqua, “assorbono” l’ossigeno, il quale passa dunque nei vasi e può circolare nel corpo.
L’Algabranchia fornisce delle branchie adeguate?
Animali di diversa grandezza e dalle differenti esigenze metaboliche hanno bisogno di diversi quantitativi d’ossigeno. La quantità di questa molecola che un animale dunque riesce ad acquisire dipende da quanto ossigeno è disciolto nell’acqua e da quanta acqua passa attraverso le branchie. Ed eccoci quindi arrivati alla parte dei calcoli: le branchie di Harry sono sufficienti a fornirgli l’ossigeno per sopravvivere sott’acqua? La risposta è sia sì che no, ma andiamo con ordine.
La richiesta di ossigeno
Il contenuto di ossigeno di un corpo d’acqua dipende in gran parte dalla sua temperatura. Possiamo presumere che il Lago Nero abbia una temperatura di 10°C e che dunque il quantitativo di ossigeno sia di circa 11,29 milligrammi per litro.
Nuotando, il massimo consumo di ossigeno stimato al minuto è di 60,3 millilitri per ogni chilogrammo di peso corporeo. Sapendo questo e sapendo che Harry ha una corporatura media, il suo consumo di ossigeno sarebbe di 3,5 litri per ogni minuto di nuoto.
Attraverso un semplice calcolo – che non facciamo qui, tranquilli! – arriviamo dunque alla conclusione che attraverso le branchie di Harry dovrebbero passare 443 litri di acqua per ogni minuto in cui nuota.
La dimensione delle branchie
Da quel che si vede nel film, l’algabranchia fa crescere a Harry due set di branchie, uno su ogni lato del collo. Ognuno di essi presenta tre fessure all’interno delle quali può scorrere l’acqua. Dato che ogni fessura sembra essere approssimativamente lunga 10cm e larga 1cm, questo risulta in un’area branchiale complessiva di 60cm2.
Dunque i 443 litri di acqua precedentemente calcolati dovrebbero passare ogni minuto attraverso un’area di 60cm2 e questo, facendo qualche calcolo, risulta in una velocità di 1,23 metri al secondo. La velocità media di respirazione è di 1,30 metri al secondo, quindi sembra che tutto possa funzionare.
Però c’è un però
Tuttavia qui incorriamo in un problema: nei film Harry nuota con la bocca chiusa, dunque l’acqua dovrebbe sia entrare che uscire dalla branchie e, per fare ciò, richiederebbe il doppio del tempo portando la velocità di respirazione necessaria a 2,46 metri al secondo.
Se però invece che ai film dessimo retta ai libri (scelta che si rivela spesso saggia) potremmo notare che Harry sembra non nuotare a bocca chiusa, bensì ingoiando acqua dalla bocca, proprio come fanno i pesci.
In questo modo l’acqua non dovrebbe sia entrare che uscire attraverso le branchie, bensì entrerebbe dalla bocca per poi soltanto uscire dalle branchie. Dunque la velocità di respirazione richiesta tornerebbe a 1,30 metri al secondo, rendendo l’algabranchia effettivamente la soluzione adatta a Harry!
Senz’altro anche noi babbani vorremmo poter sperimentare gli effetti dell’algabranchia ma, almeno fino a quando un qualche esploratore non troverà un’alga simile nei meandri della foresta amazzonica, ci accontentiamo di sapere che questo piccolo pezzo di storia fantastica si appoggia su delle basi scientifiche!
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