Hyla japonica , comúnmente conocida como rana arborícola japonesa , es una especie de anuro originaria de Japón , China y Corea . H. japonica es única en su capacidad para resistir 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] En particular, 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. Generalmente se ubican cerca de vegetación cercana a fuentes de agua y bosques. Son carnívoros que se alimentan de insectos y arañas. El tamaño medio de su camada es de entre 340 y 1500 huevos y su esperanza de vida suele ser de unos 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 arborícola japonesa. [6] A veces también se utiliza el nombre binomial, Dryophytes japonicus . [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 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 del 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 usar para diferenciar entre H. suweonensis y H. japonica . [7]
H. japonica tiene una longitud media de 32,81 ± 0,96 mm. [8] Tienen un ancho de cráneo promedio de 12,02 ± 0,36 mm y una longitud de cráneo promedio de 9,38 ± 0,14 mm. [8] El cuerpo dorsal de H. japonica es verde/marrón y el cuerpo ventral es blanco. [5] H. japonica también se caracteriza por una mancha oscura en el labio superior debajo del ojo. [5] Las hembras de H. japonica , en promedio, son de mayor tamaño en comparación con los machos de H. japonica . [9] H. japonica tiene un saco vocal oscuro. [10]
Algunas H. japonica tienen colores anormales. [11] Se encontró 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 observación, donde finalmente volvió a un color verde/marrón. [11] Las razones específicas detrás de tales observaciones en color son actualmente inexplicables, pero los científicos han propuesto mutaciones y maladaptaciones como posibles explicaciones. [11] Se deben realizar más trabajos para dilucidar los mecanismos detrás de estos cambios de color. [11]
H. japonica se encuentran en muchas partes de Asia, específicamente en Japón, China, Corea, Mongolia y Rusia . [5] H. japonica habita entornos similares a bosques, matorrales, praderas, pantanos y valles fluviales. [5] H. japonica , como la mayoría de las especies de ranas, habita en lugares con características tanto acuáticas como terrestres. [5] Esto se debe a la necesidad del ciclo de vida de la rana tanto para el agua como para la 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 poder habitar estos arrozales con éxito y tiene una preferencia demostrada por sitios con mucha 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 el cuello hacia atrás. Estas ranas también caminaban hacia atrás, una observación consistente con el comportamiento de las ranas enfermas. [13] La combinación del movimiento del cuello hacia atrás y caminar 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 salto y posado con el tiempo. [13] También se observó que H. japonica , en condiciones de microgravitación, intentaba comer pero no podía ingerir el alimento. [13] Todas las ranas que fueron enviadas al espacio se recuperaron de forma segura y se observó que reanudaban su función normal después de 2,5 horas de regreso a la gravedad normal. [13]
Hyla japonica busca alimento tanto en la temporada reproductiva como en la no reproductiva. Se sabe que H. japonica son depredadores oportunistas. [9] Esta característica de H. japonica se descubrió mediante análisis que mostraron 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] Un porcentaje más alto 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 impuesto por la reproducción. [9]
Se observa que los machos de H. japonica se congregan en leks en un intento de aparearse con la hembra de H. japonica . [14] Un lek es un área donde los machos se congregarán para realizar exhibiciones de cortejo para aparearse con las hembras. Los leks machos parecen formarse preferentemente en lugares con importantes recursos hídricos. [14] La distribución femenina parece estar sesgada hacia los sitios de lekking masculinos. [14] Estos sitios de lekking fueron identificados por su densidad masculina extremadamente alta. [14] La distribución de las 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 encajar con el lekking exhibido por H. japonica es el modelo de punto crítico ambiental. [14] Esto se debe a que los sitios que tenían la mayor densidad de hombres eran aquellos que tenían tasas de encuentro de mujeres significativamente altas. [14] Por lo tanto, parece haber cierto sesgo en la ubicación de los lek hacia áreas con alta densidad femenina. [14] Las hembras necesitan agua para la oviposición y la preferencia de los machos por formarse cerca del agua podría ser un factor mediador en la elección de lugares cercanos a las hembras. [14]
El macho H. japonica llamará para señalar su presencia a las hembras y 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 hacía la mayoría, si no todas, de sus llamadas durante la noche. [10] H. japonica también parecía llamar cuando se encontraban en las orillas de los arrozales. [10] Se observó que la longitud de las notas y el intervalo de las notas disminuyeron en los machos de H. japonica cuando la temperatura aumentó. [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 rellenarse. [15] Es probable que se prefieran los lagos Oxbow debido a la incapacidad de los renacuajos de nadar a lo largo o contra las fuertes corrientes. [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 carga elevada para esta especie. [16] De hecho, no se ha observado que H. japonica sufra una mayor morbilidad o mortalidad por quitridiomicosis. [16] H. japonica en Corea parece tener tasas de infección por Batrachochytrium dendrobatidis que oscilan entre el 10,6 y el 16,2 %. [17]
Se ha observado que la quitridiomicosis afecta la llamada de H. japonica de muchas maneras diferentes. Se observó que el número de pulsos por nota y la duración de la nota eran significativamente mayores en H. japonica infectada en comparación con H. japonica no infectada . [dieciséis]
El mayor esfuerzo dedicado a los esfuerzos reproductivos por parte de H. japonica infectada es un resultado interesante que justifica más investigaciones. Se han propuesto dos hipótesis para explicar el comportamiento observado. En primer lugar, este aumento de la inversión en reproducción podría ser el resultado de que Batrachochytrium dendrobatidis impulse una mayor reproducción para aumentar la propagación de la infección. [16] Otra hipótesis es que H. japonica aumenta su esfuerzo reproductivo en el caso de que mueran antes debido a Quitridiomicosis. [16] Este comportamiento aumentaría las posibilidades de éxito reproductivo al propagar sus genes antes de morir. [dieciséis]
Se ha observado H. japonica con Pelophylax choseicus en amplexus . [18] Ambas especies habitan en arrozales y este hábitat compartido es una posible explicación para la cópula entre especies observada. [18] El apareamiento entre especies diferentes, pero estrechamente relacionadas, a veces puede resultar en hibridación . [18] Se requiere más trabajo para descubrir el alcance del amplexo heteroespecífico entre H. japonica y Pelophylax elegido . [18]
Lithobates catesbeianus , conocida coloquialmente como rana toro americana, es un depredador exótico de H. japonica . [19] Se ha demostrado que la 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 indicador de la ingesta de alimentos, sepuede llegarla depredación de H. japonica por L. catesbeianus ejerció una presión de depredación que redujo la ingesta de alimentos de H. japonica . [19] No se observó que la depredación por L. catesbeianus indujera ningún cambio morfológico en H. japonica . [19]
H. japonica ha evolucionado contra la depredación en ambientes arbóreos al producir neurotoxinas especiales similares a Anntoxin a partir de su piel. [20] La antoxina es un péptido tóxico de 60 residuos que inhibe canales iónicos como los canales de sodio dependientes de 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. Este mecanismo disuade a los depredadores de seguir cazando ranas. [20]
H. japonica demuestra la notable capacidad de soportar temperaturas extremadamente frías. [2] H. japonica es capaz de sobrevivir a temperaturas tan bajas como -35 °C. [2] Se demostró que la mayoría de los individuos de H. japonica en una población del río Amur resistieron múltiples rondas de exposición a -30 °C. [2] Se demostró que estos H. japonica sobreviven a -30 °C hasta por 120 días. [2] Otras especies de ranas, a tales temperaturas, acumularán hielo, un fenómeno que resulta letal. [2] Esta acumulación de hielo no se observó en 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 desempeña 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 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 no se ha determinado por completo. [2]
También se ha estudiado H. japonica para determinar la capacidad predictiva de la densidad mineral ósea sobre 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 sus fracturas se atribuyen más probablemente a lesiones relacionadas con traumatismos. [19]
La densidad mineral ósea estuvo fuertemente correlacionada con la longitud del hocico y la cloaca en H. japonica . [19] No se observó que la densidad mineral ósea fuera significativamente diferente entre hombres y mujeres. [19] Esta falta de diferencia se puede atribuir a los hábitos alimentarios similares de H. japonica tanto masculino como femenino . [19] Se observó que H. japonica tenía fracturas distribuidas de manera similar tanto en sus extremidades anteriores como en sus extremidades traseras. [19]
La densidad mineral ósea pudo 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]
H. japonica se ha utilizado para determinar los efectos de los receptores de vasotocina (VT) y mesotocina [22] (MT) de 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 diferencialmente 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 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 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 figura 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 aguas continentales para sobrevivir. [3] Además, el aumento de la agricultura y la tierra para el ganado puede desplazar a algunos 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 regiones urbanas hasta montañosas. [9]
Además, los renacuajos de H. japonica son susceptibles al ranavirus . [24] El ranavirus se transmite a través del contacto entre animales y presenta síntomas que incluyen edema abdominal, hemorragia cutánea y daño al hígado, los riñones y el bazo. [24] El cambio climático y de hábitat han contribuido al aumento de la transmisión del virus. [24] Aparte 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 manera que eviten hacerlo 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 llamada masculina. Esto dificulta el apareamiento porque la hembra tiene que poder localizar al macho para poder aparearse. Los machos de H. japonica pueden desincronizar sus llamadas con relativamente poca organización o comunicación central. [26]
Los humanos han estudiado esta capacidad de los machos de H. japonica para comportarse de manera coordinada a pesar de no tener una organización o comunicación central. Los humanos han utilizado las observaciones de H. japonica para diseñar redes de comunicación inalámbrica con el fin de mejorar la eficiencia en situaciones donde no hay 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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