Banchi di pesci in movimento, correnti oceaniche, onde, cambi di temperatura, fluttuazioni delle sostanze nutritive: l’ecosistema marino è una mescolanza di segnali disordinati. Eppure, il “rumore” generato da tutte queste fonti potrebbe essere una sorgente di ordine, e non di caos. Lo afferma uno studio pubblicato sul New Journal of Physics da Changsong Zhou e Jürgen Kurths dell’Università di Potsdam, in Germania. Lo studio ipotizza che la produzione di plancton, sincronizzata col ritmo delle stagioni, potrebbe essere innescata proprio dal rumore. La produzione di plancton è fondamentale per mantenere l’equilibrio dell’ecosistema marino. I meccanismi che la generano, però, non sono ancora chiari. Per studiarlo, i ricercatori inviano navi nell’oceano, che rilasciano quantità determinate di nutrienti. Se la quantità rilasciata è piccola, non si osserva nessuna reazione. Però, superata un determinata soglia, si verifica una esplosione nella produzione di plancton. Questo comportamento è noto ai fisici che si occupano di sistemi caotici. Che chiamano gli ambienti in cui si verifica “mezzi eccitabili”. Altri esempi di mezzi eccitabili sono il cervello: se non ricevono un certo stimolo esterno minimo, i neuroni non reagiscono. O alcune reazioni chimiche, che si sviluppano diversamente quando si svolgono alla luce.Zhou e Kurths hanno scoperto che è possibile ottenere una reazione da un mezzo eccitabile, anche con un segnale esterno al di sotto della soglia necessaria. Basta aggiungere rumore nel sistema, ovvero un segnale variabile nel tempo in modo completamente disordinato. Un’astrazione matematica dell’effetto generato da tante sorgenti che emettono segnali. Concretamente, l’ingrediente fondamentale per la generazione del plancton sarebbe proprio la mescolanza di stimoli disordinati che si producono nell’ecosistema marino. Per sincronizzare la generazione del plancton, poi, non serve una nave che scarichi nutrienti. Basta la ben più piccola oscillazione nel rifornimento di energia, associata al cambio delle stagioni. Quindi, la ricetta di Zhou e Kurths è la seguente. Prendere un sistema eccitabile, come il plancton. Introdurre rumore nel sistema, come il disordine dell’ambiente marino. Sottoporre il tutto a un piccolo segnale esterno periodico, ben al di sotto della soglia del sistema eccitabile, come la variazione delle stagioni. Il risultato è un comportamento attivo e sincronizzato del sistema in questione, per esempio l’oscillazione nella generazione di plancton che mantiene l’equilibrio oceanico. Il prodotto si ottiene, poi, solo se c’è una sufficiente dose di rimescolamento, che nell’ambiente marino è prodotta naturalmente dalle correnti.Non tutta la comunità scientifica è d’accordo sulla loro interpretazione. Altre teorie ipotizzano che l’esplosione nella produzione di plancton, avviene quando, più o meno casualmente, particelle di questa sostanza vengono trascinate dalla corrente e raggruppate fra loro. “Anche noi crediamo che la produzione avvenga in seguito a una disomogeneità spaziale nella distribuzione del plancton”, commenta Zhou ,”però pensiamo che questa sia determinata dal rumore”.In realtà, il modello di Zhou e Kurths, è molto semplice. Ma i ricercatori stanno lavorando a un modello più realistico, che possa verificare la loro ipotesi. “Crediamo che il comportamento sia indipendente dai dettagli del modello e che i risultati si possano generalizzare”. Se così fosse, le conclusioni potrebbero estendersi anche a sistema neuronali. I risultati dello studio, poi, già forniscono varie spiegazioni del comportamento di alcune reazioni chimiche dipendenti dall’illuminazione esterna.
