Por el Dr. Elio M Rivera
En lo alto de los bosques tropicales de Asia vive una rana capaz de realizar algo que parece imposible para un anfibio. Cuando necesita desplazarse desde una rama elevada, puede lanzarse al vacío, extender sus cuatro extremidades y abrir ampliamente sus enormes patas palmeadas. En lugar de caer directamente hacia el suelo, su cuerpo comienza a desplazarse hacia adelante mientras controla el descenso hasta alcanzar otra rama, un tronco o la vegetación situada varios metros más abajo.
Se las conoce popularmente como ranas voladoras, aunque en realidad no vuelan como las aves o los murciélagos. No poseen alas ni producen un vuelo propulsado. Lo que hacen es planear, utilizando la forma de su cuerpo, las membranas existentes entre sus dedos y la posición de sus extremidades para aumentar la superficie que interactúa con el aire.
Entre las más conocidas se encuentra la rana voladora de Wallace (Rhacophorus nigropalmatus), habitante de bosques del sudeste asiático. Sus enormes patas palmeadas parecen desproporcionadas cuando el animal permanece inmóvil sobre una rama. Pero cuando salta desde las alturas se descubre la función extraordinaria de esas estructuras: las mismas patas que le permiten sujetarse a la vegetación se convierten en superficies aerodinámicas capaces de ayudarle a controlar una caída.
La rana voladora, cuando una pata se convierte en una superficie para planear
El libro de Job contiene una invitación extraordinaria: “Y en efecto, pregunta ahora a las bestias, y ellas te enseñarán” (Job 12:7). La rana voladora constituye un magnífico ejemplo de cuánto puede aprenderse observando una criatura aparentemente sencilla.
Una rana común posee membranas entre los dedos principalmente relacionadas con el desplazamiento en el agua. En las ranas planeadoras, esas membranas pueden alcanzar dimensiones extraordinarias. Cuando los dedos se separan, el tejido existente entre ellos se extiende y forma una superficie considerable.
Pero las patas no trabajan solas. Durante el salto, la rana extiende las extremidades hacia los lados, aplana su postura y utiliza diferentes regiones de su cuerpo para aumentar la resistencia al aire. Algunas especies presentan además pliegues de piel en las extremidades que incrementan todavía más la superficie disponible.
El resultado es un organismo que durante unos instantes cambia completamente la manera en que interactúa con el aire.
No aparecen alas. El cuerpo que ya posee se reorganiza para cumplir temporalmente otra función.
La rana voladora, caer y planear son cosas diferentes
Si una rana ordinaria salta desde una rama elevada, la gravedad acelera su cuerpo hacia el suelo. La resistencia del aire disminuye parcialmente esa aceleración, pero el desplazamiento continúa siendo principalmente vertical.
La rana voladora modifica esa relación.
Al extender sus extremidades y superficies palmeadas aumenta el área expuesta al aire. La interacción entre el cuerpo y el flujo de aire genera fuerzas que reducen la velocidad de descenso y permiten transformar parte de la caída en desplazamiento horizontal.
La gravedad continúa actuando. La rana sigue perdiendo altura y finalmente debe aterrizar. Sin embargo, mientras desciende puede recorrer una distancia horizontal considerable.
Por eso es importante utilizar correctamente la palabra planeo. Un murciélago puede batir sus alas y producir continuamente las fuerzas necesarias para mantenerse y avanzar en el aire. La rana depende de la altura desde la cual comienza el salto.
La altura funciona como una reserva de energía que puede utilizar durante el descenso.
Cuatro pequeñas superficies trabajando simultáneamente
La anatomía de la rana presenta una diferencia interesante respecto de muchos animales planeadores. No depende de una única membrana grande situada a los lados del cuerpo. Buena parte de su control procede de cuatro superficies distribuidas alrededor del organismo: sus patas ampliamente palmeadas.
Esto proporciona posibilidades extraordinarias para modificar la posición durante el descenso.
Una pequeña variación en la orientación de una pata puede cambiar la manera en que el aire ejerce fuerza sobre esa región. Al modificar simultáneamente diferentes extremidades, el animal puede realizar correcciones en su trayectoria.
El principio recuerda, en cierta manera, las superficies de control de una aeronave. No porque la rana posea pequeñas alas mecánicas, sino porque diferentes superficies pueden cambiar su orientación respecto del aire y alterar el movimiento.
La coordinación necesaria ocurre en fracciones de segundo.
La rana voladora, los dedos deben abrirse en el momento apropiado
Las membranas solamente funcionan como superficies amplias cuando los dedos están extendidos.
Por eso el sistema muscular y nervioso también resulta fundamental. Antes y durante el salto, la rana debe separar los dedos, extender las extremidades y mantener una postura apropiada.
La piel proporciona la superficie. Los huesos de los dedos proporcionan soporte. Los músculos controlan la posición y el sistema nervioso coordina el movimiento.
Ninguna de estas características aislada produciría el mismo resultado.
Una membrana grande con dedos incapaces de extenderse sería poco útil. Dedos largos sin suficiente membrana tampoco proporcionarían la misma superficie. Y ambos elementos sin coordinación neuromuscular no permitirían controlar eficazmente el descenso.
El planeo aparece cuando diferentes estructuras funcionan como un sistema.
El aterrizaje puede ser más difícil que el salto
Lanzarse desde una rama solamente inicia el problema.
La rana también debe llegar de manera segura a otra superficie.
Conforme se aproxima a un tronco o a una rama, necesita modificar la posición de las extremidades para controlar el descenso y prepararse para el impacto. Sus patas extendidas ayudan a disminuir la velocidad, mientras los dedos se encuentran preparados para establecer contacto con la superficie.
Muchas ranas arborícolas poseen discos adhesivos en los extremos de los dedos. Estas estructuras ayudan a sujetarse a hojas, ramas y otras superficies.
Así, una secuencia que comenzó con las patas funcionando como superficies aerodinámicas termina con los mismos miembros participando en el aterrizaje y la sujeción.
En cuestión de segundos, una extremidad puede intervenir en salto, planeo, frenado y adhesión.
Patas capaces de sujetarse a las hojas
La vida en los árboles presenta desafíos diferentes a la vida sobre el suelo. Una superficie puede ser vertical, inclinada, estrecha o incluso moverse con el viento. Además, las hojas de un bosque tropical suelen estar mojadas.
Los discos de los dedos de muchas ranas arborícolas poseen una estructura especializada que favorece la adhesión. La superficie está formada por células organizadas en patrones microscópicos y una fina película de líquido puede participar en las fuerzas que permiten mantener el contacto.
Esto resulta especialmente importante después de un planeo.
No serviría de mucho atravesar varios metros por el aire si el animal no pudiera sujetarse cuando alcanza la siguiente superficie.
Una vez más, diferentes características adquieren sentido cuando se contemplan conjuntamente.
Una vida lejos del suelo
Las ranas voladoras pasan gran parte de su existencia entre árboles y vegetación elevada. Allí encuentran alimento, protección y lugares relacionados con la reproducción.
Permanecer en las alturas también permite utilizar el planeo como una forma eficiente de desplazamiento. Descender completamente por un árbol, recorrer el suelo y subir nuevamente por otro requeriría un trayecto mucho mayor.
Desde una posición elevada existe otra posibilidad: utilizar el espacio existente entre los árboles.
El bosque deja entonces de ser solamente una superficie horizontal. Para la rana es un ambiente tridimensional compuesto por diferentes niveles, ramas, hojas y espacios abiertos.
Su anatomía le permite utilizar ese mundo vertical de una manera extraordinaria.
Incluso la reproducción ocurre sobre los árboles
Algunas ranas del género Rhacophorus presentan además comportamientos reproductivos fascinantes. En diferentes especies, los huevos pueden depositarse dentro de nidos de espuma construidos sobre vegetación situada encima de cuerpos de agua.
La espuma ayuda a proporcionar un ambiente húmedo y protector durante las primeras etapas del desarrollo.
Cuando los renacuajos alcanzan una fase apropiada, terminan llegando al agua situada debajo, donde continúan su desarrollo.
Esta estrategia conecta nuevamente las alturas del bosque con el ambiente acuático que los anfibios necesitan durante parte de su ciclo de vida.
El lugar elegido para construir el nido resulta fundamental. Demasiado lejos del agua y los renacuajos tendrían dificultades para alcanzarla; una posición adecuada permite que la gravedad participe también en esta etapa de la vida.
La gravedad no siempre es un enemigo
Uno de los aspectos más interesantes de la rana voladora es la manera en que utiliza una fuerza que podría representar un peligro.
La gravedad inevitablemente atrae al animal hacia abajo. Desde una gran altura, una caída descontrolada podría producir lesiones.
Pero cuando el cuerpo posee superficies apropiadas, esa misma caída puede transformarse en desplazamiento.
La rana no elimina la gravedad.
La utiliza.
Su posición elevada proporciona la energía inicial. Después, la anatomía corporal modifica la manera en que esa energía se convierte en movimiento.
El resultado es una magnífica interacción entre biología y física.
No necesita comprender aerodinámica para utilizarla
La rana no calcula matemáticamente su trayectoria. No conoce conceptos como resistencia, presión o sustentación. Sin embargo, su cuerpo está sujeto exactamente a las mismas leyes físicas que estudian los ingenieros.
La forma del animal, su masa, la superficie de las membranas, la posición de las extremidades y la velocidad del aire respecto de su cuerpo determinan lo que ocurrirá durante cada salto.
Una pequeña modificación de postura puede cambiar la trayectoria.
Esto demuestra algo fascinante acerca de los organismos vivos. La anatomía funciona dentro de las leyes físicas del universo. Huesos, músculos y membranas pueden organizarse de maneras capaces de aprovechar esas leyes para resolver problemas concretos.
En la rana voladora, el problema consiste en atravesar el espacio existente entre los árboles sin poseer alas.
Una solución diferente al mismo problema
La rana voladora resulta especialmente interesante cuando la comparamos con otras criaturas planeadoras.
El lagarto Draco, por ejemplo, utiliza membranas sostenidas por costillas extraordinariamente alargadas. Las ardillas voladoras poseen una membrana entre las extremidades anteriores y posteriores. Algunas serpientes arborícolas pueden modificar la forma de su cuerpo mientras se desplazan por el aire.
La rana utiliza otra solución.
Extiende sus extremidades y convierte sus grandes patas palmeadas en superficies que ayudan a controlar el descenso.
Diferentes criaturas pueden enfrentarse a un problema semejante utilizando estructuras completamente distintas.
Esta diversidad constituye una de las características más fascinantes de la creación.
Una pequeña criatura gobernando una caída
A simple vista, el salto dura solamente unos segundos.
Sin embargo, durante ese breve intervalo ocurren muchas cosas simultáneamente. Los ojos identifican el entorno. El sistema nervioso coordina la postura. Los músculos extienden las extremidades. Los dedos separan las membranas. El aire comienza a ejercer fuerzas sobre las superficies desplegadas y la rana realiza ajustes mientras desciende.
Finalmente aparece el lugar de aterrizaje.
Las extremidades cambian nuevamente de función. Las superficies que ayudaron a planear participan ahora en el frenado, mientras los dedos se preparan para sujetarse.
Una acción que parece sencilla depende de visión, sistema nervioso, músculos, esqueleto, piel y estructuras adhesivas trabajando coordinadamente.
Cuando no tener alas no impide atravesar el aire
El salmista escribió:
“Grandes son las obras de Jehová, buscadas de todos los que las quieren.”
(Salmo 111:2)
La rana voladora proporciona una magnífica oportunidad para realizar esa búsqueda. Su organismo puede estudiarse desde la zoología, la anatomía, la biomecánica y la física.
La Biblia no pretende describir las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre una rana ni calcular la trayectoria de su planeo. Estas preguntas corresponden a las ciencias naturales. Las Escrituras, sin embargo, invitan repetidamente al ser humano a observar las criaturas y reconocer la sabiduría manifestada en ellas.
El Salmo 104 declara:
“¡Cuán innumerables son tus obras, oh Jehová! Hiciste todas ellas con sabiduría; la tierra está llena de tus beneficios.”
(Salmo 104:24)
La rana voladora constituye un hermoso ejemplo. No posee las alas de un ave ni las membranas alares de un murciélago. Posee el cuerpo de un anfibio: cuatro extremidades, dedos, membranas interdigitales, músculos y piel. Sin embargo, la combinación de esas estructuras permite realizar algo extraordinario.
Desde una rama elevada, la pequeña rana se impulsa hacia el vacío. Sus patas se abren, los dedos se separan y las membranas se extienden. El cuerpo adopta una postura diferente y la caída comienza a transformarse en un recorrido controlado entre los árboles.
Unos segundos después alcanza otra superficie, extiende las patas y vuelve a sujetarse a la vegetación.
Desde la perspectiva bíblica, comprender la física detrás de ese movimiento no disminuye la maravilla; permite apreciarla con mayor profundidad. La rana voladora nos recuerda que la sabiduría del Creador puede contemplarse incluso en una pequeña criatura que, sin poseer una sola ala, ha sido equipada con las estructuras necesarias para lanzarse desde un árbol y utilizar el aire para llegar al siguiente.
Referencias
Escrituras consultadas
- Génesis 1:20-25.
- Job 12:7-10.
- Salmo 104:24.
- Salmo 111:2.
- Proverbios 3:19.
Bibliografía científica
- Emerson, S. B. & Koehl, M. A. R. Investigaciones sobre anatomía funcional, aerodinámica y locomoción en ranas planeadoras.
- McCay, M. G. Estudios biomecánicos sobre planeo y control aéreo en ranas arborícolas.
- Duellman, W. E. & Trueb, L. Biology of Amphibians. Johns Hopkins University Press.
- Wells, K. D. The Ecology and Behavior of Amphibians. University of Chicago Press.
- Zug, G. R., Vitt, L. J. & Caldwell, J. P. Herpetology: An Introductory Biology of Amphibians and Reptiles.
Investigación científica especializada
- Emerson, S. B. & Koehl, M. A. R. Estudios sobre morfología y rendimiento aerodinámico de anfibios planeadores.
- McCay, M. G. Investigaciones experimentales sobre control de trayectoria y aterrizaje en ranas planeadoras.
- Estudios biomecánicos sobre la función de las membranas interdigitales y las extremidades durante el planeo.
- Investigaciones sobre discos digitales y mecanismos de adhesión en ranas arborícolas.
- Estudios sobre reproducción y construcción de nidos de espuma en especies del género Rhacophorus.
Organizaciones y recursos científicos
- AmphibiaWeb, University of California, Berkeley. Información científica sobre anfibios y especies de Rhacophorus.
- Smithsonian Institution. Recursos sobre anfibios, locomoción y biodiversidad.
- International Union for Conservation of Nature (IUCN). Información sobre distribución y conservación de ranas arborícolas.
- American Museum of Natural History. Recursos sobre herpetología y diversidad de anfibios.
- National University of Singapore. Investigación y recursos sobre anfibios y biodiversidad del sudeste asiático.
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