Perché questa piccola rana è così brava a saltare?

Nel momento in cui un rospo zucca salta in aria, tutto sembra possibile. Una piccola rana, che ha le dimensioni e il colore di un’ape MirtilloNon ha problemi a lanciarsi da terra. Ma quando il rospo di zucca inizia a salire, qualcosa va storto.

Il corpo della rana inizia a ruotare e i suoi arti sono appiattiti come una stella marina. E poi cade, rotolando senza pietà finché non atterra sul sedere o sulla testa e ferma inavvertitamente le ruote o il retrotreno.

“Alcuni uomini girano semplicemente”, ha affermato Andre Confetti, uno studente laureato presso l’Università Federale del Paraná in Brasile, muovendo il dito in aria durante una chiamata Zoom. “Alcuni uomini sì questo è aggiunse Coriandoli, agitando le dita in cerchio come una ruota idraulica.

“Le rane svolazzano nell’aria, nello spazio”, ha detto Amber Singh, che presto diventerà una studentessa del master alla San Jose State University.

Il rospo zucca, che è una rana ma non una rana, è così terribile nell’atterrare con i suoi balzi che la sua totale incompetenza è diventata oggetto di ricerca scientifica. Un team di ricercatori degli Stati Uniti e del Brasile che include Confetti e Singh afferma di avere una risposta: i piccoli riccioli sono così piccoli che le camere piene di liquido nelle loro orecchie interne che controllano la loro funzione di bilanciamento in modo alquanto inefficace, eliminando i piccoli cerchietti coraggiosi. Per tutta la durata degli atterraggi in collisione.

Il carta Conferma che vengono chiamate molte specie di rospo zucca appartenenti al genere dei girini omeroPresentando un “salto molto insolito con un comportamento di atterraggio incontrollato”, ha detto Tess Kondis, una ricercatrice della Carleton University in Canada che non è stata coinvolta nella ricerca.

Oppure, come ha detto Confetti, “Non stanno facendo qualcosa di giusto”.

Non è facile essere un vertebrato delle dimensioni di un’ape. Le trecce di zucca hanno reso i compromessi evolutivi così piccoli, come ridurre il numero di dita sulle gambe da cinque a tre. Le rane, famose per la loro umidità, si seccano più rapidamente quando sono giovani, ha affermato Rick Isner, morfologo funzionale presso la Southern Illinois University Edwardsville e autore del documento di ricerca. Ma a volte vale la pena essere piccoli: “Per una lattina di zucca, una formica è un pasto enorme”, ha detto Eisner.

rane evoluto La capacità di saltare prima che sviluppino la capacità di atterrare, il che significa che non tutte le rane hanno imparato la seconda parte del processo. Eisner in precedenza aveva svolto ricerche su un gruppo di rane simili dalla coda goffa, che saltavano abbastanza ragionevolmente ma atterravano in un trapianto di faccia intera.

Quando Marcio Bay, un ricercatore presso l’Università Federale di Paranà in Brasile, e autore dell’articolo, ha trovato la ricerca di Eisner sulla rana in difficoltà, ha inviato un’e-mail a Eisner sulle squame di zucca. I membri del Pie Lab hanno iniziato a raccogliere girini e altre rane in miniatura dalla natura per guardarli saltare e (cercare di) atterrare.

Le rane zucca vivono una vita sfuggente. Le rane vivono e si nutrono sotto le foglie cadute nella Foresta Atlantica del Brasile, che raddoppia di dimensioni, rendendole estremamente difficili da studiare. “Sono creature molto piccole e segrete”, ha detto Condez. “La maggior parte delle nostre conoscenze sul loro comportamento deriva da rare osservazioni sul campo”.

Trovare rane delle dimensioni di un insetto in Brasile è un compito arduo. Sebbene il rospo della zucca sia luminoso come lo shito, la lettiera delle foglie pullula di funghi al neon e altra vita di colore arancione. “È molto difficile da catturare sotto la lettiera”, ha detto Confetti. “Soprattutto per me, perché sono daltonico”.

Invece, i ricercatori hanno dovuto ascoltare il verso della rana, che suona un po’ come un grillo. Tornati nel laboratorio di Pie, i ricercatori hanno posizionato ciascuna rana su uno specchio circondato da una barriera e hanno filmato i loro sforzi di salto. (Alcuni hanno dovuto essere incoraggiati con un leggero movimento del loro culetto.)

Quando Eisner ha visto il filmato, è scoppiato a ridere. Poi immediatamente consumato il problema a portata di mano. Le rane erano molto lontane dalle rane dalla coda rimbalzante sull’albero genealogico delle rane, il che significava che il problema non era ancestrale. Allora perché non potevano atterrare con un salto? “Non è stato un momento ‘Eureka’”, ha detto Eisner. “Era un momento ‘Che diavolo sta succedendo qui?'”.

a lui attribuito: Rick Isner

Eisner ha continuato a leggere un gran numero di articoli scientifici, incluso uno Esperienze precedenti I ricercatori hanno disturbato i sistemi vestibolari delle rane canne, che di solito sono eccellenti tramogge. Le rane hackerate mostravano problemi di atterraggio stranamente simili a quelli delle rane da zucca.

Eisner si chiese se il problema delle rane avesse raggiunto una scala. Gli organismi vertebrati sono in grado di bilanciarsi e orientarsi nel mondo grazie al nostro sistema vestibolare: un complesso sistema di camere e canali pieni di liquido nel nostro orecchio interno. Muovere la testa fa sì che il fluido, chiamato endolinfa, produca una forza che devia le cellule ciliate sensoriali e segnali dal nostro sistema nervoso centrale per controllare la nostra postura e il movimento. Nonostante la vasta gamma di dimensioni corporee dei vertebrati, la dimensione di questi canali rimane abbastanza costante. “Tra una rana e un essere umano o una balena, non cambiano quanto ti aspetteresti”, ha detto Eisner.

I ricercatori sospettavano che il corpo più piccolo del rospo e il cranio più piccolo potessero limitare le dimensioni dei canali semicircolari nell’orecchio interno e impedire al fluido di fluire liberamente. “Quando prendi un tubo e lo rendi sempre più piccolo, la resistenza al flusso del fluido aumenta”, ha detto Eisner.

David Blackburn, curatore di erpetologia presso il Museo di Storia Naturale della Florida, e Edward Stanley, scienziato associato del museo, hanno condotto un’indagine trasversale su esemplari museali di 147 specie di rane, tra cui la più grande (la Rana Golia), le rane più piccole (“ci sono due specie di rane in lizza per le rane più piccole”, ha osservato Stanley) e le rane zucca. Le rane erano mantenute in una “posizione della rana standard, alquanto rigida e non molto flessibile”, come le descriveva Stanley. Ha confezionato le rane conservate in buste Ziploc piene di noccioline e le ha asciugate con la sua macchina da un milione di dollari. Singh ha quindi fornito modelli 3D dei canali semicircolari delle rane dalla TAC.

Le misurazioni risultanti hanno rivelato i canali semicircolari di omero Le mini rane dentro Bidofrina Erano i più piccoli vertebrati adulti, con conseguente perdita del controllo motorio e quindi atterraggi caotici.

I ricercatori hanno considerato altre possibili spiegazioni. Forse i piedi a tre dita delle trecce di zucca sono scivolati durante il salto iniziale? O forse le sue foglie cadenti avevano lo scopo di assomigliare al fogliame caduto, per ingannare i predatori in cerca di uno spuntino? I video non hanno mostrato tanto slittamento al decollo delle rane, hanno scritto i ricercatori, e le piccole trecce non sono rimaste ferme abbastanza a lungo da assomigliare a una foglia.

Le scansioni TC hanno anche suggerito che i plessi potrebbero aver sviluppato alcuni scudi ossei interni per renderli più sicuri in caso di incidente. “Sembrano indossare uno zaino tutto ossa”, ha detto Stanley, riferendosi alla specie di rospo zucca. Brachicefalo ephippium. Tuttavia, è probabile che il rospo zucca sia più un palleggio che un salto. Eisner ha suggerito che saltare è molto probabilmente una risposta di fuga, un modo per uscire frettolosamente da una situazione pericolosa. Si dice che essere ammaccati è meglio che essere mangiati. Inoltre, “Non devi preoccuparti di romperti le ossa se hai le dimensioni di una mosca domestica”, ha aggiunto Eisner.

Trecce di zucca dal vivo in Brasile foresta atlantica, È uno dei luoghi più biologicamente diversi del pianeta. “Ogni montagna nel sud del Brasile ha il potenziale per avere un nuovo tipo di omeroDolci ha detto. “Non sappiamo quanto omero Ce l’abbiamo nel nostro cortile”.

Ma l’85 per cento dell’area è stata deforestata e ciò che resta è altamente frammentato. “Mi chiedo quante di queste specie sapremo mai, perché sono già scomparse”, ha detto Eisner.

Forse il punto forte di Toad Pumpkin è che non tutto deve essere migliorato. Solo perché sei pessimo in qualcosa non significa che non dovresti farlo, specialmente se hai uno zaino scheletro segreto e ghiandole velenose. Anche se il piccolo salto di un rospo zucca è l’equivalente di una locomotiva disegno di cavalliCiò non significa che non debba camminare, saltare o inciampare a suo piacimento nell’umida lettiera di foglie in una foresta che scompare. Ogni specie dovrebbe avere il diritto di fallire in modo spettacolare, ma alle sue condizioni.

a lui attribuito: Rick Isner