Hyla japonica , conocida comúnmente como rana arbórea japonesa , es una especie de anuro nativa de Japón , China y Corea . H. japonica es única en su capacidad de soportar el frío extremo, y algunos individuos muestran resistencia al frío a temperaturas tan bajas como -30 °C durante hasta 120 días. [2] H. japonica no enfrenta actualmente ningún riesgo notable de extinción y está clasificada por la UICN como una especie de "menor preocupación". [3] Cabe destacar que H. japonica ha sido enviada al espacio en un estudio que exploró el efecto de la microgravedad en H. japonica . [4] Hyla japonica es sinónimo de Dryophytes japonicus . [5]
La rana arbórea japonesa vive en una variedad de hábitats, como humedales, bosques, ríos y montañas. Por lo general, se ubica cerca de la vegetación, cerca de fuentes de agua y bosques. Son carnívoros que se alimentan de insectos y arañas. El tamaño promedio de su camada es de alrededor de 340 a 1500 huevos y su vida útil suele ser de alrededor de seis años. Se estima que hay 100 millones de estas ranas en Japón, pero la precisión es limitada debido a la dificultad para contarlas.
Algunas autoridades utilizan el nombre científico, Hyla japonica , en referencia a la rana arbórea japonesa. [6] El nombre binomial, Dryophytes japonicus , también se utiliza a veces. [6] Los estudios han caracterizado la relación entre H. suweonensis y H. japonica . [7] H. suweonensis es una especie estrechamente relacionada con H. japonica . [7] En general, H. suweonensis es más pequeño y más delgado que H. japonica . [7] La distancia entre la fosa nasal y el labio superior (NL), la distancia entre las esquinas posteriores de los ojos (EPD), la distancia entre el semieje menor del ojo superior (LILe), el ángulo entre las dos líneas que conectan la esquina posterior de los ojos y las fosas nasales ipsilaterales (αEPD-N), y el ángulo entre las dos líneas que conectan la esquina anterior de los ojos y las fosas nasales ipsilaterales (αEAD-N) se pueden utilizar para diferenciar entre H. suweonensis y H. japonica . [7]
Las H. japonica tienen una longitud media de 32,81 ± 0,96 mm. [8] Tienen un ancho craneal medio de 12,02 ± 0,36 mm y una longitud craneal media de 9,38 ± 0,14 mm. [8] El cuerpo dorsal de la H. japonica es verde/marrón y el cuerpo ventral es blanco. [5] La H. japonica también se caracteriza por una mancha oscura en el labio superior debajo del ojo. [5] Las hembras de la H. japonica , en promedio, son más grandes en comparación con los machos de la H. japonica . [9] La H. japonica tiene un saco vocal oscuro. [10]
Algunas H. japonica tienen colores anormales. [11] Se observó que las ranas observadas en Corea del Sur eran completamente azules, mientras que otras eran amarillas, con patrones dorsales verdes. [11] Se observó que otra rana encontrada en Rusia era completamente azul y fue capturada para su observación, donde finalmente volvió a un color verde/marrón. [11] Las razones específicas detrás de tales observaciones en el color aún no se explican, pero los científicos han propuesto mutaciones y malas adaptaciones como posibles explicaciones. [11] Se deben realizar más estudios para dilucidar los mecanismos detrás de estos cambios de color. [11]
H. japonica se encuentra en muchas partes de Asia, específicamente en Japón, China, Corea, Mongolia y Rusia . [5] H. japonica habita entornos similares a bosques, matorrales, prados, pantanos y valles fluviales. [5] H. japonica , como la mayoría de las especies de ranas, habita lugares con características tanto acuáticas como terrestres. [5] Esto se debe a la necesidad del ciclo de vida de la rana tanto de agua como de tierra. [5]
Los cambios en la disponibilidad de hábitats nativos de H. japonica han dado como resultado que los arrozales sirvan como alojamiento para H. japonica . [12] H. japonica parece ser capaz de habitar estos arrozales con éxito y ha demostrado una preferencia por sitios con alta vegetación. [12]
Se ha investigado experimentalmente el comportamiento de H. japonica cuando se expone a la microgravedad. [13] Estas ranas, en tales condiciones de microgravedad, doblarían su cuello hacia atrás. Estas ranas también caminarían hacia atrás, una observación consistente con el comportamiento de las ranas enfermas. [13] La combinación del movimiento del cuello hacia atrás y la caminata hacia atrás podrían ser indicadores de mareo por movimiento en las ranas. [13] Se demostró que H. japonica se adapta a la microgravedad y pudo mejorar su actividad de saltar y posarse con el tiempo. [13] También se observó que H. japonica , en condiciones de microgravedad, intentaba comer pero no podía ingerir la comida. [13] Todas las ranas que fueron enviadas al espacio se recuperaron de manera segura y se observó que reanudaron su función normal después de 2,5 horas de regreso bajo gravedad normal. [13]
Hyla japonica busca alimento tanto en épocas reproductivas como no reproductivas. Se sabe que H. japonica es un depredador oportunista. [9] Esta característica de H. japonica se descubrió a través de un análisis que mostró una fuerte correlación entre la abundancia relativa de organismos en un entorno determinado y la composición de presas de H. japonica para ese entorno. [9] El mayor porcentaje de la dieta de H. japonica son hormigas , seguidas de escarabajos y orugas . [9] No parece haber una diferencia significativa en la composición de la dieta entre los dos sexos de H. japonica . [9] Sin embargo, durante la temporada de reproducción, los machos tienen una mayor probabilidad de tener el estómago vacío debido al mayor costo energético que impone la reproducción. [9]
Se observa que los machos de H. japonica se congregan en leks en un intento de aparearse con hembras de H. japonica . [14] Un lek es un área donde los machos se congregan para realizar exhibiciones de cortejo para aparearse con hembras. Los leks de machos parecen formarse preferentemente en lugares con recursos hídricos significativos. [14] La distribución de hembras parece estar sesgada hacia los sitios de lekking de machos. [14] Estos sitios de lekking se identificaron por su densidad de machos extremadamente alta. [14] La distribución de hembras no parece explicarse por otros factores como la disponibilidad de agua, la vegetación o los niveles de herbicidas. [14] El modelo de lek que parece ajustarse al lekking exhibido por H. japonica es el modelo de punto crítico ambiental. [14] Esto se debe a que los sitios que tenían la densidad de machos más alta eran aquellos que tenían tasas de encuentro con hembras significativamente altas. [14] Por lo tanto, parece haber cierto sesgo de ubicación de lek hacia áreas con altas densidades de hembras. [14] Las hembras necesitan agua para la oviposición y la preferencia de los machos de formarse cerca del agua podría ser un factor mediador en la elección de lugares cercanos a las hembras. [14]
Los machos de H. japonica emiten llamadas para señalar su presencia a las hembras y para competir con otros machos. [10] Las notas de las llamadas de H. japonica se componen de pulsos finos y existen principalmente en la frecuencia de 1,7 kHz. [10] Se observó que H. japonica emite la mayoría, si no todas, sus llamadas durante la noche. [10] H. japonica también parecía emitir llamadas cuando se encontraba en las orillas de los arrozales. [10] Se observó que la duración y el intervalo de las notas disminuyeron en los machos de H. japonica cuando aumentó la temperatura. [10]
Se observa que H. japonica prefiere cuerpos de agua más pequeños y poco profundos para reproducirse. [15] H. japonica prefiere cuerpos de agua denominados lagos en forma de meandro , probablemente debido a su naturaleza independiente y a su mayor probabilidad de volver a llenarse. [15] Es probable que prefiera los lagos en forma de meandro debido a la incapacidad de los renacuajos de nadar a lo largo o en contra de corrientes fuertes. [15]
H. japonica es susceptible a la infección por Batrachochytrium dendrobatidis . [16] La infección por Batrachochytrium dendrobatidis causa una enfermedad denominada quitridiomicosis . La quitridiomicosis es una enfermedad de los anfibios que ha devastado muchas poblaciones de anfibios en todo el mundo. H. japonica parece ser susceptible a la quitridiomicosis, sin embargo, la enfermedad no parece representar una gran carga para esta especie. [16] De hecho, no se ha observado que H. japonica sufra un aumento de la morbilidad o mortalidad por quitridiomicosis. [16] H. japonica en Corea parece tener tasas de infección por Batrachochytrium dendrobatidis que van del 10,6 al 16,2 %. [17]
Se ha observado que la quitridiomicosis afecta el canto de H. japonica de múltiples maneras diferentes. Se observó que tanto el número de pulsos por nota como la duración de la nota eran significativamente mayores en H. japonica infectada en comparación con H. japonica no infectada . [16]
El aumento del esfuerzo dedicado a la reproducción por parte de H. japonica infectada es un resultado interesante que justifica una mayor investigación. Se han propuesto dos hipótesis para explicar el comportamiento observado. En primer lugar, esta mayor inversión en la reproducción podría ser el resultado de que Batrachochytrium dendrobatidis impulse un aumento de la reproducción con el fin de aumentar la propagación de la infección. [16] Otra hipótesis es que H. japonica aumenta su esfuerzo reproductivo en caso de que muera antes debido a la quitridiomicosis. [16] Este comportamiento aumentaría la probabilidad de éxito reproductivo al propagar sus genes antes de morir. [16]
Se ha observado a H. japonica con Pelophylax chosenicus en amplexus . [18] Ambas especies habitan en arrozales y este hábitat compartido es una posible explicación de la cópula interespecies observada. [18] El apareamiento entre especies diferentes, pero estrechamente relacionadas, a veces puede dar lugar a hibridación . [18] Se requiere más investigación para descubrir el grado de amplexus heteroespecífico entre H. japonica y Pelophylax chosenicus . [18]
Lithobates catesbeianus , conocida coloquialmente como rana toro americana, es un depredador exótico de H. japonica . [19] Se ha demostrado quela depredación por L. catesbeianus disminuye significativamente la densidad mineral ósea de H. japonica . [19] Debido a que la densidad mineral ósea se puede utilizar como un indicador de la ingesta de alimentos, se puede concluir quela depredación de H. japonica por parte de L. catesbeianus ejerció una presión de depredación que redujo la ingesta de alimentos de H. japonica . [19] No se observó que la depredación por parte de L. catesbeianus indujera cambios morfológicos en H. japonica . [19]
Las H. japonica han evolucionado para luchar contra la depredación en entornos arbóreos produciendo neurotoxinas especiales similares a la antoxina a partir de su piel. [20] La antoxina es un péptido tóxico de 60 residuos que inhibe los canales iónicos, como los canales de sodio dependientes del voltaje sensibles a la tetrodotoxina . [21] Si bien estos péptidos muestran propiedades analgésicas después de unirse a los canales iónicos , pueden dañar y matar a los depredadores después del consumo de piel de rana. Tal mecanismo disuade a los depredadores de seguir cazando ranas. [20]
La H. japonica demuestra una notable capacidad para soportar temperaturas extremadamente frías. [2] La H. japonica es capaz de sobrevivir a temperaturas tan bajas como -35 °C. [2] Se ha demostrado que la mayoría de los individuos de H. japonica en una población del río Amur resisten múltiples rondas de exposición a -30 °C. [2] Se ha demostrado que estas H. japonica sobreviven a -30 °C durante hasta 120 días. [2] Otras especies de ranas, a tales temperaturas, acumulan hielo, un fenómeno que resulta letal. [2] Esta acumulación de hielo no se observó en la H. japonica . [2]
Durante la exposición al frío, H. japonica parece producir glicerol . [2] Esta producción de glicerol aumenta a medida que disminuye la temperatura. [2] Se cree que esta producción de glicerol juega un papel en la resistencia al frío de H. japonica . [2] Sin embargo, otras especies de ranas tienen una producción de glicerol similar, pero no tienen una resistencia al frío en la medida de H. japonica . [2] Por lo tanto, el mecanismo bioquímico de la resistencia al frío de H. japonica aún debe determinarse por completo. [2]
También se han estudiado H. japonica para determinar la capacidad predictiva de la densidad mineral ósea en el bienestar fisiológico de las ranas. Las ranas con fracturas óseas observadas en la tomografía computarizada no tenían densidades minerales óseas significativamente diferentes en comparación con las ranas sanas. [19] Por lo tanto, era poco probable que estas ranas sufrieran enfermedades minerales óseas y es más probable que sus fracturas se atribuyan a lesiones relacionadas con traumatismos. [19]
La densidad mineral ósea se correlacionó fuertemente con la longitud del hocico y la cloaca en H. japonica . [19] No se observó que la densidad mineral ósea fuera significativamente diferente entre machos y hembras. [19] Esta falta de diferencia se puede atribuir a los hábitos alimenticios similares de los machos y las hembras de H. japonica . [19] Se observó que los H. japonica tenían fracturas distribuidas de manera similar tanto en sus extremidades anteriores como en sus extremidades posteriores. [19]
La densidad mineral ósea permitió evaluar eficazmente el estado alimentario y la condición fisiológica en H. japonica . [19] Este hallazgo ofrece un mecanismo para determinar el estado alimentario de las poblaciones de anuros. [19]
Se ha utilizado H. japonica para determinar los efectos de los receptores de vasotocina (VT) y mesotocina [22] (MT) de los anuros. [23] La VT, acoplada al AMP cíclico , tiene efectos antidiuréticos en la mayoría de los anfibios. La MT, que actúa a través de la vía de señalización inositol / calcio, induce efectos diuréticos en la mayoría de los anfibios. [23] Se descubrió que H. japonica contiene receptores VT y MT y que estos receptores se expresan de forma diferencial en el cuerpo de la rana. [23] Los receptores VT se localizan en la zona pélvica de la piel, mientras que los receptores MT se encuentran en el cuerpo graso de la rana. [23] Tanto los receptores MT como los CT se encuentran en el cerebro, el corazón, los riñones y la vejiga urinaria. [23] Esta distribución diferencial de los receptores MT y VT afecta a la absorción cutánea de agua de H. japonica . [23]
La UICN determinó que el nivel de peligro de H. japonica es de " Preocupación menor ". [3] La población está catalogada como estable y no fragmentada. [3] La UICN enumera algunas amenazas potenciales para H. japonica , que son principalmente la contaminación y están relacionadas con otros factores ambientales. [3] Específicamente, las sequías que ocurrirán con mayor frecuencia debido al cambio climático afectarán negativamente los hábitats de H. japonica , ya que dependen de las aguas continentales para sobrevivir. [3] Además, el aumento de la agricultura y la tierra para el ganado puede desplazar a algunas H. japonica . [3] Se informa que H. japonica puede sobrevivir en otros hábitats, como los arrozales. [12] Por lo tanto, es poco probable que los efectos de este cambio en el hábitat potencial afecten a H. japonica debido a la capacidad de H. japonica para sobrevivir en hábitats que van desde las regiones urbanas hasta las montañosas. [9]
Además, los renacuajos de H. Japonica son susceptibles al ranavirus . [24] El ranavirus se transmite a través del contacto entre animales y tiene síntomas que incluyen edema abdominal, hemorragia cutánea, así como daños en el hígado, los riñones y el bazo. [24] El cambio climático y el hábitat han contribuido al aumento de la transmisión del virus. [24] Además de los renacuajos, el ranavirus infecta a muchos anfibios, peces y otras especies de sangre fría. [25]
Los machos de H. japonica espaciarán sus llamadas de tal manera que los machos eviten llamar al mismo tiempo. [26] Este espaciamiento se produce para permitir que las hembras escuchen cada una de las llamadas de los machos. En situaciones en las que varios machos de H. japonica llaman al mismo tiempo, la hembra no puede determinar la ubicación de cada uno de los machos. Esto dificulta el apareamiento porque la hembra tiene que poder localizar al macho para aparearse. Los machos de H. japonica pueden desincronizar sus llamadas con relativamente poca organización central o comunicación. [26]
Los seres humanos han estudiado esta capacidad de los machos de H. japonica de comportarse de manera coordinada a pesar de no contar con una organización o comunicación central. Los seres humanos han utilizado las observaciones de H. japonica para diseñar redes de comunicación inalámbricas con el fin de mejorar la eficiencia en situaciones en las que no existe un centro de comunicación central. [26] Esta área de la ciencia y el desarrollo se denomina " inteligencia de enjambre " y actualmente se están realizando más investigaciones. [26]
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