julio 2, 2022

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¿Por qué esta pequeña rana salta tan mal?

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En el momento en que la rana calabaza salta en el aire, todo parece posible. La ranita, que es del tamaño de una abeja y del color de un Mora, no tienes problema en lanzarte alto. Pero cuando la rana calabaza empieza a volar, algo sale mal.

El cuerpo de la rana, con las extremidades extendidas como una estrella de mar, comienza a girar. Y luego cae, cae torpemente hasta que cae de espaldas o de cabeza y, sin quererlo, da volteretas o volteretas hasta detenerse.

“Algunos muchachos simplemente giran”, dijo André Confetti, estudiante de posgrado de la Universidad Federal de Paraná en Brasil, demostrando girar su dedo en el aire para una llamada de Zoom. “Algunos chicos lo hacen este movimiento”, agregó Confetti, moviendo los dedos en círculos como una rueda hidráulica.

“Las ranas flotan en el aire, en el espacio”, dijo Amber Singh, quien pronto será estudiante de maestría en la Universidad Estatal de San José.

La rana calabaza, que es una rana pero no una rana, es tan terrible para dar sus saltos que su absoluta incompetencia se ha convertido en objeto de investigación científica. Un equipo de investigadores de los Estados Unidos y Brasil, que incluye a Confetti y Singh, dicen que tienen una respuesta: las candidiasis bucales en miniatura son tan pequeñas que las cámaras llenas de líquido en sus oídos internos, que controlan su equilibrio, funcionan de manera bastante ineficaz, lo que condena la saltadores valientes. a una vida de aterrizajes forzosos.


O papel confirma que muchas especies de sapos calabaza, que pertenecen a un género de ranas diminutas llamadas braquicefaliaexhiben «un rebote muy inusual con un comportamiento de aterrizaje descontrolado», dijo Thais Condez, investigadora de la Universidad de Carleton en Canadá que no participó en la investigación.

O, como dijo Confetti, «no hacen nada bien».

No es fácil ser un vertebrado del tamaño de una abeja. Las ranas calabaza han hecho concesiones evolutivas para ser tan pequeñas, como reducir el número de dedos en sus patas de cinco a tres. Las ranas, que son famosas por su humedad, se secan más rápido cuando se vuelven tan pequeñas, dijo Rick Essner, morfólogo funcional de la Universidad del Sur de Illinois en Edwardsville y autor del artículo. Pero a veces vale la pena ser pequeño: «Para una rana calabaza, una hormiga es una gran comida», dijo Essner.

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Crédito: andré confeti
La rana calabaza, Brachycephalus coloratus.

ranas evolucionado la capacidad de saltar antes de desarrollar la capacidad de aterrizar, lo que significa que no todas las ranas dominan la segunda parte del proceso. Essner investigó previamente un grupo de ranas de cola igualmente torpes, que eran aceptables saltando pero posadas en una planta de cara completa.

Cuando Marcio Pie, entonces investigador de la Universidad Federal de Paraná en Brasil y autor del artículo, se enteró de la investigación de Essner sobre las ranas, le envió un correo electrónico a Essner sobre el zorzal calabaza. Los miembros del laboratorio de Pie comenzaron a recolectar ranas y otras ranas en miniatura de la naturaleza para verlas saltar e (intentar) aterrizar.

Los Sapos Calabaza viven vidas esquivas. Las ranas viven y se alimentan bajo las hojas caídas en el Bosque Atlántico de Brasil, lo que, combinado con su tamaño, las hace extremadamente difíciles de estudiar. “Son organismos secretos muy pequeños”, dijo Condez. «La mayor parte de nuestro conocimiento de su comportamiento proviene de raras observaciones de campo».

Encontrar ranas del tamaño de un insecto en Brasil es una tarea ardua. A pesar de que una rana calabaza es tan brillante como un Cheeto, la hojarasca está repleta de hongos de neón y otras formas de vida de color naranja. «Es extremadamente difícil meterse debajo de la hojarasca», dijo Confetti. «Especialmente para mí, porque soy daltónico».

En cambio, los investigadores tuvieron que escuchar la llamada de la rana, que suena un poco como un grillo. De vuelta en el laboratorio de Pie, los investigadores colocaron a cada rana en un espejo rodeado de algunas barreras y filmaron sus esfuerzos de salto. (Algunos tuvieron que ser alentados con un ligero toque en su pequeño trasero).

Cuando Essner vio las imágenes, se echó a reír. Así que fue inmediatamente consumido por el problema en cuestión. Las ranas estaban tan lejos de las ranas de cola de vientre en el árbol genealógico de las ranas, lo que significa que el problema no era ancestral. Entonces, ¿por qué no pudieron dar un solo salto? «No fue un momento ‘Eureka'», dijo Essner. “Fue un ‘¿Qué diablos está pasando aquí?’ tiempo.»

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Crédito: Rick Essener
Braquicéfalo coloratus haz tu mejor esfuerzo

Essner pasó a leer una serie de artículos científicos, incluido un experimento anterior donde los investigadores dañaron los sistemas vestibulares de los sapos de caña, que normalmente son excelentes saltamontes. Las ranas comprometidas exhibieron problemas de aterrizaje inquietantemente similares a los de las ranas calabaza.

Essner se preguntó si el problema de la candidiasis bucal se reduciría al tamaño. Los organismos vertebrados pueden equilibrarse y orientarse en el mundo gracias a nuestro sistema vestibular: un intrincado sistema de cámaras y canales llenos de líquido en nuestro oído interno. Mover la cabeza hace que el líquido, llamado endolinfa, produzca una fuerza que desvía las células ciliadas sensoriales y le indica a nuestro sistema nervioso central que controle nuestra postura y movimiento. A pesar de la gran variedad de tamaños corporales de los vertebrados, el tamaño de estos canales sigue siendo bastante constante. «Entre una rana toro versus un humano o una ballena, no cambian tanto como cabría esperar», dijo Essner.

Los investigadores sospecharon que el cuerpo diminuto y el cráneo más pequeño de la rana podrían estar restringiendo el tamaño de los canales semicirculares en su oído interno e impidiendo que el líquido fluya libremente. “Cuando tomas un tubo y lo haces cada vez más pequeño, aumenta la resistencia al flujo de fluidos”, dijo Essner.

David Blackburn, curador de herpetología en el Museo de Historia Natural de Florida, y Edward Stanley, científico asociado del museo, tomaron tomografías computarizadas de especímenes del museo de 147 especies de ranas, incluida la rana más grande (la rana goliat), la rana más pequeña («hay algunas especies de ranas que compiten por la rana más pequeña», señaló Stanley) y las ranas calabaza. Las ranas se conservaron en una «posición de rana estándar, bastante rígida y no súper flexible», como lo describió Stanley. Empacó las ranas en conserva en bolsas Ziploc con maní y las escaneó con la máquina del millón de dólares. A continuación, Singh representó modelos 3D de los canales semicirculares de las ranas a partir de las tomografías computarizadas.

Las medidas resultantes revelaron los canales semicirculares de los braquicefalia y ranas en miniatura pedofrina eran los más pequeños de todos los vertebrados adultos, lo que resultó en la pérdida del control motor y, más tarde, aterrizajes caóticos.

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Los investigadores consideraron otras posibles explicaciones. ¿Quizás los pies de tres dedos de las ranas calabaza les hicieron resbalar durante el salto inicial? ¿O tal vez sus aterrizajes en ángulo se parecían a una hoja que cae, engañando a los depredadores en busca de un bocadillo? Pero los videos no mostraron una cantidad significativa de deslizamiento en el despegue de las ranas, y las ranas posadas no se quedaron quietas el tiempo suficiente para parecer convincentemente una hoja, escribieron los investigadores.

Las tomografías computarizadas también sugirieron que las ranas pueden haber desarrollado una armadura ósea interna para que sea un poco más seguro chocar con ellas. «Parece que llevan una mochila hecha de huesos», dijo Stanley, refiriéndose a la especie de rana calabaza. Braquicefalo ephippium. Aún así, la rana calabaza es probablemente más una trotamundos que una saltadora. Essner sugirió que saltar es probablemente una respuesta de escape, una forma de retirarse rápidamente de una situación peligrosa. Mejor ser herido que comido, dice el refrán. Además, «no tiene que preocuparse por romperse los huesos si tiene el tamaño de una mosca doméstica», agregó Essner.

Los sapos calabaza viven en Brasil Bosque Atlántico, que es uno de los lugares biológicamente más diversos del planeta. “Cada montaña en el sur de Brasil tiene el potencial de tener un nuevo tipo de braquicefaliadijo Confeti. “No sabemos cuánto braquicefalia tenemos en nuestro patio trasero”.

Pero el 85% de la región ha sido deforestada y lo que queda está muy fragmentado. «Me pregunto cuántas de estas especies estaban allí que nunca sabremos porque desaparecieron», dijo Essner.

Quizás la lección de la rana calabaza es que no hay que optimizar todo. El hecho de que seas malo en algo no significa que no debas hacerlo, especialmente si tienes una mochila de huesos secreta y glándulas venenosas tóxicas. Aunque el saltito de la rana calabaza es el equivalente locomotor de el dibujo del caballo, eso no significa que no debas caminar, saltar o caer a tu antojo, en la hojarasca húmeda de un bosque en peligro de extinción. Cada especie debería tener derecho a fracasar espectacularmente, pero en sus propios términos.

Crédito: Rick Essener
braquicéfalo bruneus hizo el esfuerzo.

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