Un nuevo estudio del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) muestra que los embriones de rana arbórea de ojos rojos eclosionan temprano cuando se exponen a altos niveles de amoníaco, una señal ambiental de que hace demasiado calor y está demasiado seco para que los huevos sobrevivan.
Con sus pelajes verdes brillantes, patas anaranjadas y rayas azules, las ranas arbóreas de ojos rojos se han convertido en modelos para la conservación de la selva tropical de América Central. Junto con sus accesorios llamativos, han evolucionado para eclosionar en respuesta a señales ambientales. Este fenómeno las ayuda a sobrevivir a innumerables amenazas de la jungla, como depredadores hambrientos, patógenos peligrosos, inundaciones asfixiantes y tal vez incluso el cambio climático.
Hace tres décadas, la Dra. Karen Warkentin, actual profesora de la Universidad de Boston e investigadora asociada de STRI, se dio cuenta de que los embriones de rana arbórea de ojos rojos pueden eclosionar hasta tres días antes de su ciclo de desarrollo normal de siete días. Si consideran que la vida en su vivero gelatinoso es demasiado riesgosa, pueden salir de sus huevos y caer en la relativa seguridad del agua que se encuentra debajo. Pero ¿cómo hacen los embriones de rana arbórea para tomar esta decisión?
Warkentin descubrió que los embriones de rana arbórea de ojos rojos son observadores perspicaces del mundo sensorial que los rodea, capaces de diferenciar entre las vibraciones causadas por una serpiente que mastica o una avispa hambrienta y una tormenta tropical inofensiva. Estudios más recientes demostraron que las ranas arbóreas de ojos rojos también eclosionan en respuesta a condiciones cálidas y secas que podrían ser fatales.
Al no poder detectar ninguna pista obvia con sus sentidos humanos, el equipo de Warkentin no sabía cómo estos embriones podían saber que sus óvulos estaban peligrosamente deshidratados.
Javier Méndez Narváez, un exestudiante de posgrado en el laboratorio de Warkentin, demostró que las concentraciones de amoníaco (un producto de desecho en los óvulos en desarrollo) aumentan a medida que los óvulos terrestres se secan.
“Ya sea en un entorno natural o bajo un microscopio de laboratorio, siempre comenzamos con observaciones”, dijo Warkentin.
“Por lo tanto, nos preguntamos si el amoníaco podría no ser solo una toxina, sino también información”.
Una de las voluntarias de Méndez, Astrid Katerina Lisondro-Arosemena, recibió una pasantía financiada por STRI y la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Senacyt) de Panamá para probar si los niveles elevados de amoníaco podrían provocar la eclosión temprana en las ranas arbóreas de ojos rojos en un entorno seguro y acogedor.
A lo largo de dos años, Lisondro-Arosemena, graduada de la Universidad Autónoma de Chiriquí y autora principal del artículo más reciente del Laboratorio Warkentin, realizó experimentos en el laboratorio de STRI en Gamboa, Panamá.
Los resultados del estudio vincularon la exposición al amoníaco con la eclosión casi inmediata en el 95% de los ensayos, lo que revela una de las formas en que las ranas arbóreas embrionarias pueden percibir el peligro climático que se aproxima.
“Me encanta cuando los embriones nos dan respuestas tan claras a nuestras preguntas”, dijo Warkentin.
Los hallazgos no fueron la única parte emocionante del proyecto; “necesitábamos descubrir cómo hacer que [un experimento] en el que nadie había pensado antes sucediera en el campo, de manera económica”, explicó la coautora del artículo y estudiante de doctorado en la Universidad de Boston, María José Salazar-Nicholls.
Salazar-Nicholls fue la mentora de Lisondro-Arosemena durante todo el proyecto, enseñándole métodos de biología del desarrollo y resolución de problemas de diseño experimental en un espacio de laboratorio ambiental en Gamboa, Panamá.
“A veces, el descubrimiento surge al descubrir cómo preguntarles a los embriones: ¿Por qué estás haciendo lo que estás haciendo?”, dijo Warkentin.
Desde que trabajó por primera vez con Warkentin como pasante de STRI en 2016, Salazar-Nicholls aprendió a distinguir cuándo los embriones están felices, molestos o a punto de eclosionar.
“Esa pasantía me introdujo a este campo del comportamiento de los embriones de rana que ni siquiera sabía que existía... y me enamoré”.
Originaria de Ecuador, Salazar-Nicholls no hablaba inglés cuando empezó a trabajar con Warkentin, pero aprendió gracias al entorno bilingüe del laboratorio, que incluía a Warkentin, que también habla español. “Si tu líder invierte tiempo y esfuerzo en aprender el idioma, si recibes formación en tu propio idioma, inmediatamente te sentirás más bienvenido”, dijo Salazar-Nicholls.
El ambiente bilingüe y multicultural también le permitió a Lisondro-Arosemena, quien no hablaba inglés con confianza cuando llegó a STRI, sentirse cómoda y prosperar en el laboratorio.
“Como estudiante de biología y recién graduada, estaba explorando este otro mundo de investigación y diseño experimental que muchos estudiantes panameños no tienen la oportunidad de experimentar”, dijo.
Lisondro-Arosemena reflexionó sobre el aprendizaje de los embriones, así como de sus colegas de todo el continente americano: “Fue una experiencia que creo que permanecerá en mi memoria por el resto de mi vida”.
