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De las más de 7000 especies de ranas que actualmente saltan por todo el mundo, solo una que sepamos tiene dientes tanto en la mandíbula superior como en la inferior. Pero eso no significa que siempre haya sido así. De hecho, parece que el linaje de las ranas ha tenido una historia bastante contradictoria, habiendo crecido y perdido los dientes más de 20 veces durante su evolución, mucho más que cualquier otro grupo de vertebrados. La razón principal por la que prácticamente todas las ranas se han asentado en una boca desdentada se debe a su dieta especializada que consiste en pequeños insectos, informaron los investigadores en un nuevo estudio publicado esta semana.

La rana verde, Rana clamitans, tiene dientes en la mandíbula superior y es una especie común en el este de los Estados Unidos, incluida Florida. Crédito: Museo de Florida / Daniel Paluh.

¿Quién necesita dientes de todos modos cuando tienes una lengua súper resbaladiza?

Los dientes pueden conferir una ventaja competitiva a los animales que los tienen, permitiéndoles acceder a diferentes fuentes de presas que de otro modo no habrían estado disponibles. Los científicos creen que aparecieron por primera vez hace más de 400 millones de años en peces, como el pez acorazado Romundina stellina , que es una criatura aún más antigua que los tiburones. Con el tiempo, los dientes fueron adquiridos por los tiburones, la mayoría de los peces óseos y, en última instancia, los primeros vertebrados que deambularon por la tierra.

Aunque los dientes pueden parecer un simple tejido, las apariencias pueden ser engañosas. Se forman a través de un proceso complejo y, por lo tanto, pueden ser agotadores desde el punto de vista energético. Es por eso que algunas especies perdieron los dientes, como las aves que desecharon los dientes hace unos 100 millones de años con la llegada del pico, al igual que las ballenas y las ranas. Sin embargo, la relación de este último con los dientes siempre ha sido un desafío para investigar la naturaleza frágil de la mayoría de los esqueletos de rana.

Si abres la boca de una rana, lo más probable es que no veas los dientes, incluso si los tiene, porque generalmente tienen menos de un milímetro de largo o son más pequeños que la punta de un lápiz, dijo Daniel Paluh, Ph.D. candidato en el departamento de biología de la Universidad de Florida y autor principal del nuevo estudio.

En el siglo XIX, el famoso paleontólogo Edward Cope clasificó a todas las ranas desdentadas en el mismo grupo, al que llamó Bufoniformia , lo que sugiere que las ranas crecieron y posteriormente perdieron los dientes una vez. Pero análisis posteriores con técnicas genéticas modernas mostraron que las ranas perdieron los dientes más de una vez a lo largo de su evolución en casos independientes.

Recientemente, Paluh y sus colegas profundizaron en este enigma. Donde otros habían fallado, el equipo de investigadores tuvo éxito gracias a la compilación masiva de tomografías computarizadas de más de 20,000 especímenes de vertebrados de Florida Museums. Esto permitió a los investigadores estudiar las mandíbulas de innumerables especies de ranas con gran detalle sin preocuparse de que pudieran dañar valiosas muestras de museo.

Esta tomografía computarizada ampliada y mejorada con contraste de una rana excavadora de hocico de Guinea desdentada, Hemisus guineensis, muestra los músculos (rosa), el esqueleto (bronceado), las glándulas (amarillo), el sistema cardiovascular (rojo) y el sistema nervioso central (púrpura). Crédito: Museo de Florida / Edward Stanley.

Con el fin de pintar una imagen amplia de los cambios dentales en las ranas, los investigadores incluyeron representantes de todos los grupos de anfibios, analizando los patrones de pérdida de dientes a lo largo del tiempo. Para complementar las tomografías computarizadas, emplearon un mapa previamente publicado de relaciones evolutivas entre anfibios basado en datos genéticos.

Los resultados fueron sorprendentes. Demostraron que, contrariamente a la desacreditada hipótesis de Bufoniformia , las ranas han sufrido una pérdida de dientes desenfrenada. Los dientes parecen aparecer y desaparecer constantemente a través del tiempo en grupos tan distantes como los sapos y las ranas venenosas. Sucedió al menos 20 veces, según los investigadores, más veces que todos los demás grupos de vertebrados combinados.

La fuerza impulsora de esta presión evolutiva parece ser la dieta. Específicamente, una dieta de pequeños insectos se correlacionó fuertemente con la falta de dientes.

Tener esos dientes en la mandíbula para capturar y sujetar a la presa se vuelve menos importante porque están comiendo invertebrados realmente pequeños que pueden llevarse a la boca con su lengua altamente modificada, dijo Paluh. Eso parece relajar las presiones selectivas que mantienen los dientes.

Eso no es sorprendente en absoluto. Después de todo, los mamíferos especializados que se alimentan de hormigas y termitas, como los pangolines y los osos hormigueros, también carecen de dientes. En cambio, confían en sus lenguas extralargas para capturar presas.

Pero eso no quiere decir que las ranas no tengan dientes. Cuando las ranas tienen dientes, solo los tienen en la mandíbula superior, que usan para ayudar a capturar presas. Sin embargo, en su mayor parte, las ranas usarán sus lenguas de proyectil para atrapar presas. Además, ni las ranas ni los anfibios mastican realmente a sus presas. En los raros casos en que una rana realmente usa sus dientes, generalmente es solo para agarrar y aferrarse a su comida.

Aunque la gran cantidad de veces que las ranas han crecido y perdido dientes es asombrosa, el espectáculo aún no ha terminado. Según los investigadores, quedan muchas preguntas abiertas y no solo sobre las ranas. La enorme biblioteca de tomografías computarizadas, parte de un proyecto conocido como oVert, permite que cualquier persona con conexión a Internet acceda a modelos 3D derivados de las tomografías, que representan distintas características de los organismos, incluidos los huesos, la vasculatura, los órganos internos y el tejido muscular. En el futuro, los científicos del Museo de Florida planean aprovechar aún más esta base de datos para hacer nuevos descubrimientos.

Ahora tenemos muchas preguntas nuevas en mi laboratorio inspiradas en las cosas sorprendentes que surgen de las imágenes en 3D del proyecto oVert, y eso nos llevará de vuelta a las colecciones de los museos y al campo para ver qué hacen estos animales en la naturaleza. dijo David Blackburn, curador de herpetología del Museo de Florida y asesor de tesis de Paluh.

Los hallazgos se informaron en la revista eLife.

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