El enigma de las ranas que no saben aterrizar

Ver saltar a las diminutas ranas del género Brachycephalus es como un chiste. La ranita salta hacia arriba y después cae como si fuera un cuerpo inerte, tiesa como un palo, sin colocar las patas y chocando contra todo lo que pilla. ¿A qué se debe este extraño comportamiento? ¿Acaso no son capaces de aterrizar como hacen el resto de sus congéneres?

En un trabajo publicado este jueves en la revista Science Advances, el equipo de Richard Essner Jr. ha realizado una serie de experimentos con estas ranas que le ha permitido llegar a una interesante conclusión:  el motivo de este extraño comportamiento es el pequeño tamaño de los canales del oído interno de estas diminutas ranas brasileñas. Su sistema vestibular es demasiado pequeño para ayudarlas a mantener un buen equilibrio, lo que explica por qué son torpes saltando.

Essner y su equipo analizaron posteriormente las rotaciones de cabeceo de 74 ranas

Los científicos esperaban que las ranas más pequeñas pudieran experimentar limitaciones en su sistema vestibular, el sistema sensorial responsable de mantener el equilibrio en los vertebrados. Sin embargo, las dimensiones del canal semicircular no se habían investigado en una gran variedad de ranas y sapos con diferentes tamaños corporales, los investigadores crearon moldes internos tridimensionales de los oídos internos de 147 especies de ranas y sapos de 54 familias utilizando exploraciones microtomográficas computarizadas de rayos X de alta resolución. 

Los canales más pequeños

Según los autores, el pequeño tamaño de los canales representa una restricción física resultante de la ley de Poiseuille, que gobierna el movimiento de fluidos dentro de los tubos.

"Los canales semicirculares de las ranas en miniatura son los más pequeños jamás registrados para los vertebrados adultos", escriben los autores del estudio, "lo que da como resultado una baja sensibilidad a la aceleración angular debido al desplazamiento insuficiente de la endolinfa. Esto se traduce en una falta de control postural durante el salto".

Ranas en el laboratorio

Esta muestra representa el rango completo de variación del tamaño corporal observado en las ranas y sapos modernos, desde la rana viva más grande hasta la más pequeña. Essner y su equipo analizaron posteriormente las rotaciones de cabeceo de 74 ranas Brachycephalus de 4 especies mientras saltaban para determinar la aceleración angular, un componente clave de la retroalimentación vestibular. 

Los investigadores crearon moldes internos tridimensionales de los oídos internos de 147 especies de ranas y sapos de 54 familias

Dado que la mayoría de los ensayos eran demasiado complejos para el análisis, los investigadores se centraron en un subconjunto de 8 ensayos de 3 individuos de una sola especie, B. pernix, encontrando que estas ranas lucharon por mantener el equilibrio durante la fase de vuelo de sus saltos. 

Baja sensibilidad angular

A través de análisis adicionales, los investigadores también determinaron que las ranas Brachycephalus saltan de manera similar a las ranas y sapos más grandes con sistemas vestibulares deteriorados, incluidos los aterrizajes incontrolados con las patas traseras extendidas.

El estudio revela que el diminuto tamaño de los canales da como resultado una baja sensibilidad a la aceleración angular, lo que impide que las ranas controlen su postura mientras se preparan para aterrizar. 

La baja sensibilidad a la aceleración angular les impide controlar la postura al aterrizar 

Dado que los saltos descontrolados pueden poner a las ranas en miniatura en un mayor riesgo de depredación, Richard Essner Jr. y su equipo sugieren que estos anfibios pueden haber desarrollado con frecuencia estrategias de defensa como la toxicidad o el camuflaje para compensar esta torpeza en sus aterrizajes. 

Referencia: Semicircular canal size constrains vestibular function in miniaturized frogs (Science Advances) DOI 10.1126/sciadv.abn1104