junio 16, 2021

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Las ranas han perdido dientes más de 20 veces en la historia evolutiva

De las más de 7.000 especies de ranas que actualmente fluyen por el mundo, la única que conocemos tiene dientes en la mandíbula superior e inferior. Pero esto no quiere decir que siempre sea así. De hecho, el linaje de las ranas parece tener una historia muy contradictoria, creciendo más de 20 veces durante su evolución y perdiendo dientes, mucho más que cualquier otro grupo de vertebrados. Un nuevo estudio publicado esta semana por investigadores encontró que la razón principal por la que casi todas las ranas se asientan en bocas desdentadas es su dieta especial con pequeños insectos.

La rana verde, Rana clematis, tiene dientes en la mandíbula superior y es una especie común en el este de América, incluida Florida. Crédito: Museo de Florida / Daniel Palu.

¿Quién necesita dientes cuando tienes una súper resbaladiza?

Los dientes pueden proporcionar una ventaja competitiva a los animales que los tienen, permitiendo el acceso a diferentes fuentes de presas que no están disponibles. Los científicos creen que los mariscos aparecieron hace 400 millones de años Romundina Stelina, Que es una criatura mucho más vieja que los tiburones. Con el tiempo, los dientes se derivaron de los tiburones, la mayoría de los peces óseos y los primeros vertebrados que eventualmente vagaron por la tierra.

Aunque los dientes pueden parecer un tejido simple, la apariencia es engañosa. Están formados por un proceso complejo, por lo que se pueden gravar desde el punto de vista energético. Es por esto que algunas especies, como las aves que perdieron los dientes por la llegada de la coca hace 100 millones de años, perdieron los dientes, al igual que las ballenas y las ranas. Sin embargo, la relación con los dientes siempre ha sido un desafío para examinar la fragilidad de la mayoría de los esqueletos de rana.

“Si abres la boca de una rana, es poco probable que la veas incluso si tiene dientes, porque por lo general son menos de un milímetro o más pequeños que la punta de un lápiz”, dijo Ph.D.

En el siglo XIX, el famoso investigador antiguo Edward Cope clasificó a todas las ranas desdentadas en un solo grupo, al que denominó BuffoniformiaLas ranas crecieron y luego una vez perdieron los dientes. Pero los análisis que involucran técnicas genéticas modernas han demostrado que las ranas pierden los dientes más de una vez durante la evolución independiente.

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Solo recientemente Balu y sus colegas han explorado este rompecabezas en profundidad. Donde otros han fallado, más de 20,000 especímenes espinales del Museo de Florida están en CD. Esto permitió a los investigadores estudiar las mandíbulas de innumerables especies de ranas con gran detalle sin ninguna preocupación de que pudieran dañar valiosos especímenes de museo.

Una tomografía computarizada hemisférica de la rana guinea mocoso desdentada muestra una tomografía computarizada agrandada y con contraste de los músculos (rosa), el esqueleto (marrón), las glándulas (amarillo), el sistema cardíaco (rojo) y el sistema nervioso central (violeta). ). Crédito: Museo de Florida / Edward Stanley.

Para dibujar una imagen detallada de los cambios dentales en las ranas, los investigadores incluyeron a representantes de todos los grupos de cascada y analizaron los patrones de pérdida de dientes a lo largo del tiempo. Para completar las tomografías computarizadas, utilizaron un mapa previamente publicado de la relación evolutiva entre cascadas basado en datos genéticos.

Los resultados son asombrosos. Lo mostraron, frente a los que fueron despedidos Buffoniformia Hipótesis: las ranas han sufrido una “pérdida de dientes generalizada”. Los dientes aparecen y desaparecen regularmente en grupos relacionados lejanamente, como sapos y ranas agrias venenosas. Esto ha sucedido al menos 20 veces, más veces que todos los demás grupos de vertebrados combinados, según los investigadores.

La fuerza impulsora detrás de esta presión evolutiva parece ser la comida. En particular, la dieta de los insectos pequeños está fuertemente asociada con la falta de dientes.

“Es muy importante mantener esos dientes en la mandíbula porque comen vértebras muy pequeñas porque pueden traer una lengua muy modificada a la boca”, dijo Palu. “Parece aliviar el estrés selectivo del cuidado de los dientes”.

Eso no es ninguna sorpresa. Después de todo, los mamíferos especiales que se alimentan de hormigas y termitas como los pangolines y los osos hormigueros tampoco tienen dientes. En cambio, dependen de lenguas extralargas para recolectar presas.

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Pero eso no quiere decir que las ranas no tengan dientes. Cuando las ranas tienen dientes, solo están en la mandíbula superior, lo que les ayuda a atrapar a sus presas. Sin embargo, las ranas usan sus proyectiles para atrapar a sus presas. Es más, las ranas o las cascadas realmente no mastican a sus presas. En los raros casos en que una rana realmente usa sus dientes, generalmente atrapa su comida.

No importa cuántas veces las ranas crezcan y pierdan los dientes, el espectáculo aún no ha terminado. Según los investigadores, hay muchas preguntas abiertas, no solo sobre las ranas. Como parte de un programa llamado OVert, la biblioteca más grande de tomografías computarizadas permite que cualquier persona con una conexión a Internet acceda a modelos 3D derivados de las exploraciones, que muestran características únicas de organismos, incluidos huesos, vasculatura, órganos internos y tejido muscular. En el futuro, los científicos del Museo de Florida planean seguir desarrollando esta base de datos para crear nuevas bases de datos.

Inspirado por las sorpresas de regresar de las imágenes en 3D del proyecto OVert, mi laboratorio ahora tiene muchas preguntas nuevas, y nos llevarán de regreso a las colecciones del museo y al campo para ver qué hacen estos animales en la naturaleza ”, dijo Palu, curador y consultor de hierbas del Museo de Florida.

Los hallazgos fueron informados en la prensa. eLife.