Las ranas son anfibios que, junto con los sapos, pertenecen al orden Anura, y hasta el momento se han descrito cerca de 6.600 especies de ranas. A lo largo de la evolución, los seres vivos desarrollan un aparato bucal adaptado al tipo de alimentación que llevan. En este caso, las ranas se alimentan de tejido vegetal durante el estado larvario y de pequeños invertebrados en estado adulto, lo que nos lleva a la siguiente pregunta: ¿Será que las ranas tienen dientes?
Para responder a esta interrogante, exploraremos la dentadura de estos anfibios, su evolución y algunas curiosidades que las hacen únicas.
Evolución y Pérdida de Dientes en las Ranas
Tomografías computarizadas de casi todos los géneros de anfibios vivos revelan que las ranas han perdido dientes más de 20 veces durante su evolución, más que cualquier otro grupo de vertebrados. En el primer estudio en su clase, los investigadores del Museo de Historia Natural de Florida también encontraron una correlación entre la ausencia de dientes en las ranas y una dieta especializada en insectos pequeños, como hormigas y termitas.
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«A través de este estudio, realmente hemos podido demostrar que la pérdida de dientes en los vertebrados es en gran parte una historia sobre ranas, con más de 20 pérdidas independientes», afirma el autor principal del estudio, Daniel Paluh, candidato a doctorado en el departamento de Biología de la Universidad de Florida. Los dientes evolucionaron por primera vez hace más de 400 millones de años, otorgando rápidamente una ventaja competitiva a los animales que los tenían y conduciendo a la diversificación de tiburones, peces óseos y, en última instancia, a los vertebrados que primero vagaron por tierra.
A lo largo de su larga historia, los dientes han sido un componente importante de la evolución de los vertebrados, pero algunos grupos lo han hecho igualmente bien sin ellos. Sin embargo, pocos investigadores se han centrado en estudiar los dientes de rana, por la sencilla razón de que son increíblemente pequeños. Eso no ha impedido los intentos. En su estudio de las relaciones entre las especies de ranas, el famoso paleontólogo del siglo XIX Edward Cope agrupó a todas las ranas desdentadas en el mismo grupo, al que llamó Bufoniformia.
Los investigadores que utilizan técnicas genéticas modernas han demostrado desde entonces que las especies de Bufoniformia en realidad no están estrechamente relacionadas, lo que sugiere que la pérdida de dientes ocurrió más de una vez en la evolución de la rana. Las ranas también son un grupo muy diverso, lo que hace que una evaluación completa de sus dientes sea una tarea difícil.
El proyecto, llamado oVert, permite que cualquier persona con conexión a internet acceda a modelos 3D derivados de los escaneos, que muestran características distintivas de un organismo, incluidos huesos, vasculatura, órganos internos, tejido muscular y dientes. Trabajando de forma remota durante los confinamientos por la covid-19, Paluh y otros miembros del Blackburn Lab del museo utilizaron escáneres oVert para llevar a cabo el estudio. Sus resultados mostraron que, lejos de perder los dientes una vez durante su evolución, como sugiere la idea ahora desacreditada de Bufoniformia, las ranas han sufrido una «pérdida de dientes desenfrenada», dijo Paluh, y la falta de dientes apareció en grupos tan lejanos como los sapos.
«Tener esos dientes en la mandíbula para capturar y sujetar a la presa se vuelve menos importante porque están comiendo invertebrados realmente pequeños que pueden llevarse a la boca con su lengua altamente modificada», dijo Paluh. Algunas especies de ranas venenosas, por ejemplo, han evolucionado para alimentarse principalmente de hormigas y ácaros que producen compuestos tóxicos, utilizando sus lenguas pegajosas y proyectiles para recoger a su presa y tragarla entera. Las ranas pueden almacenar las toxinas de su fuente de alimento y reutilizarlas para su propio uso, secretando los compuestos a través de su piel para protegerse de los depredadores. Los dientes parecen ser superfluos para los mamíferos que también se alimentan de hormigas y termitas.
Los antepasados de las ranas habrían perdido la dentadura completa hace 230 millones de años atrás. Las ranas modernas tienen lo que llamamos dientes verdaderos, estructuras óseas constituidas por dentina y recubiertas por esmalte, pero únicamente en la mandíbula superior, están ausentes en la inferior. Entonces, respondiendo a la pregunta planeada: sí, las ranas tienen dientes, pero no una dentadura completa como muchos de los vertebrados, sino que presentan un número reducido de dientes.
Los dientes de las ranas tienen una función algo distinta a la usual, no serían para masticar, sino para sujetar. La mayoría de estos anfibios se alimenta de pequeños invertebrados como insectos, arañas, lombrices, caracoles o ciempiés, por lo que no requieren una dentadura muy fuerte.
Por su parte, la lengua tiene un rol principal en la alimentación, es altamente glandular y produce secreciones pegajosas que sirven para adherir a las presas, de manera tal que cuando la rana detecta el movimiento de un insecto, saca rápidamente la lengua extensible, lo captura, se lo lleva a la boca, lo sostiene con los dientes y lo engulle directamente.
Ahora bien, la característica de los dientes dependerá de la especie, en algunos casos los mismos están conformados por dos partes: la basal llamada pedicelo y la distal llamada corona, entre ambos puede haber una zona de transición no calcificada. Ocasionalmente, tanto el pedicelo como la zona no calcificada pueden estar ausentes e incluso haber una ausencia total de dientes.
En cuanto el tamaño, por lo general son pequeños, aunque dependerá de las presas que incluya en su dieta: frente a animales grandes, las cúspides suelen ser de mayor tamaño; cuando se trata de insectos, los dientes suelen ser curvados hacia afuera y si su dieta incluye tejido vegetal, suelen tener una cúspide muy reducida y en forma cilíndrica.
Si has llegado hasta aquí habrás aprendido sobre los dientes y la forma de alimentación de las ranas, pero aún hay mucho más por conocer de ellas.
Diferencias entre Ranas y Sapos
Las ranas son similares a los sapos, la principal diferencia radica en el aspecto de su tegumento, mientras que las ranas tienen una piel más lisa y de apariencia húmeda, la de los sapos es más áspera y con numerosas verrugas.
La Excepción: Gastrotheca Guentheri, la Rana Marsupial Dentada
Sin embargo, no podemos dejar de nombrar el caso particular de la rana marsupial de Guenther (Gastrotheca guentheri), una rana que presenta dientes tanto en la mandíbula superior como la inferior. Este caso se contradice con la teoría evolutiva conocida como la ley de irreversibilidad de Dollo, la cual postula la imposibilidad de reaparición de un carácter perdido. Aún no se ha podido descifrar con exactitud, pero una de las posibles explicaciones tendría que ver con el tipo de alimentación de esta especie, la cual incluye en su dieta pequeñas lagartijas y otras ranas, por lo que la presencia de una dentadura completa le ayudaría a inmovilizar a sus presas.
Biólogos han zanjado un debate centenario al confirmar que una sola especie de rana, de las más de 7.000 que viven en la actualidad, tiene dientes verdaderos en la mandíbula inferior. La protagonista, una gran rana marsupial llamada Gastrotheca guentheri, ha desconcertado a los científicos desde su descubrimiento en 1882 por poseer lo que parecía ser un conjunto completo de dientes afilados como dagas en la parte superior e inferior de la boca.
Desde entonces, los científicos han dudado sobre la naturaleza exacta de estas estructuras. Los dientes verdaderos se componen de tejidos específicos, incluida la dentina y el esmalte, que son notoriamente difíciles de observar en los dientes de rana debido a su diminuto tamaño.
"Son increíblemente pequeños, cada uno del tamaño de un grano de arena", dijo en un comunicado el autor principal Daniel Paluh, candidato a doctorado en el departamento de biología de la Universidad de Florida. "No hay forma de confirmar la presencia de dentina y esmalte en los dientes de rana sin utilizar técnicas de alta resolución".
A las ranas les han faltado dientes en la mandíbula inferior desde su primera aparición en el registro fósil hace más de 200 millones de años. Por lo tanto, una sola especie viva con una dentición completa parecía improbable en el mejor de los casos y contradecía una teoría biológica antigua, llamada Ley de Dollo, que establece que una vez que un rasgo complejo se pierde en un organismo, nunca regresa.
Pero las ranas son conocidas por desobedecer las reglas cuando se trata de dientes. Aunque la forma y anatomía básicas de su cuerpo se han mantenido prácticamente sin cambios desde el período Jurásico, Paluh y sus colegas determinaron recientemente que las ranas han perdido los dientes en más de 20 ocasiones distintas y pueden haberlos recuperado seis veces más a lo largo de su historia evolutiva. Algunas especies, como las que se alimentan de hormigas y termitas, carecen por completo de dientes y dependen en cambio de sus lenguas pegajosas y proyectiles para recoger la comida.
En casos raros, algunas especies han desarrollado grandes colmillos óseos que sobresalen de su mandíbula inferior y se parecen superficialmente a los dientes, pero carecen de los tejidos delantales de dentina y esmalte. Y en lugar del sistema de cinta transportadora de reemplazo de dientes en otras ranas, los colmillos crecen solo una vez y no se pueden reemplazar.
Durante décadas, nadie estuvo seguro de si las estructuras de la mandíbula inferior de G. guentheri eran huesos disfrazados de dientes o el artículo genuino. Encontrar un espécimen para resolver la cuestión tampoco fue fácil.
Originaria de los bosques nubosos de Colombia y Ecuador, la última observación registrada de G. guentheri se realizó en 1996, lo que generó temores de que la especie haya sucumbido a la extinción desde entonces. Un puñado de G. guentheri se conserva como especímenes de museo, pero dada su rareza, los biólogos dudan en someterlos al tipo de análisis destructivos que serían necesarios para estudiar sus dientes.
Pero Paluh pudo aprovechar una característica peculiar de la biología de Gastrotheca para usar un embrión preservado como muestra en lugar de un adulto de tamaño completo. En lugar de poner huevos en estanques o arroyos, las ranas marsupiales hembras los llevan en una bolsa en la espalda.
"En el caso de G. guentheri, estos huevos saltan la etapa de renacuajo y eclosionan directamente en versiones en miniatura del adulto llamadas ranitas", dijo Paluh.
En su estudio, publicado en Evolution, los investigadores tomaron tomografías computarizadas de las mandíbulas del embrión y tiñeron cuidadosamente secciones delgadas como cuchillas de dientes individuales con tintes que se unen al esmalte y la dentina, con resultados inequívocos. Los dientes de G. guentheri eran prácticamente idénticos a los de otras especies de ranas en su forma general, desarrollo y tejidos de los que estaban compuestos.
"Esto fue sorprendente dado el tiempo extremo desde que se perdieron y recuperaron", dijo Paluh en un comunicado. "Nuestra expectativa era que si recuperaban los dientes, de alguna manera serían diferentes, pero eso no es lo que vimos en absoluto".
En cuanto a cómo las estructuras que han permanecido ausentes durante millones de años reaparecieron en una rana por lo demás sin pretensiones, Paluh sospecha que la respuesta reside en la compleja vía de desarrollo dental retenida en la mayoría de los anfibios vivos. Aunque la ubicación de los dientes puede variar de una especie a otra, la misma genética básica probablemente subyace en su desarrollo, y producirlos en la mandíbula inferior podría ser tan simple como presionar un interruptor.
Paluh planea aprovechar varias herramientas genéticas en el futuro cercano para mapear los contornos del desarrollo y la evolución de los dientes en las ranas, pero para G. guentheri y una serie de otras especies en peligro en los trópicos estadounidenses, es posible que ya no sea posible encontrar la respuesta exacta. El ADN se degrada con el tiempo en plantas y animales almacenados en colecciones de museos, y la escasa cantidad de especímenes envejecidos de G. guentheri probablemente no son recursos viables para el estudio genético.
"Hemos visto muchas especies de este grupo en peligro debido al cambio climático, la degradación del hábitat y la enfermedad del hongo quítrido", dijo Paluh. "No podremos responder a estas preguntas en ningún otro grupo, porque estos rasgos no existen en ningún otro lugar del árbol de la vida".
Otros Casos Particulares
Otro ejemplo es el de la rana "Pacman" de América del Sur, la cual presenta colmillos dentados en la mandíbula inferior, sin embargo, son pseudo-dientes, ya que carecen de dentina y esmalte.
Curiosidades de las Ranas
Ahora que ya sabes si las ranas tienen dientes, no te pierdas estos otros datos curiosos:
- Su tamaño puede variar ampliamente, la rana más pequeña del mundo (Paedophryne amauensis) mide 7,7 mm, mientras que la más grande 30 cm.
- Tienen una gran adaptación para el salto: las extremidades posteriores son más largas que las anteriores y sus tarsos son largos.
- Los machos emiten cantos nupciales para atraer a las hembras durante la época reproductiva.
- A diferencia de otros anfibios, la reproducción es externa: a través de los que se conoce como amplexo o abrazo nupcial, la hembra libera los huevos al agua y el macho los espermatozoides, produciéndose la fecundación externa.
- Existen especies conocidas como, las "ranas de cristal" cuyo vientre es transparente y se pueden ver todos sus órganos internos, incluso el corazón latiendo
- Las especies del género Eleutherodactylus no tienen fase larvaria, los huevos son enterrados en la tierra y de ellos eclosionan pequeñas ranitas independientes del medio acuático.
- La Antártida es el único continente en donde las ranas están ausentes.