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Frog tiene pulmones ‘como auriculares con cancelación de ruido’, dicen los científicos

Esta imagen muestra una llamada de rana arborícola verde macho.  Para tener éxito en el apareamiento, muchas ranas macho se sientan en un lugar y llaman a sus posibles parejas.


Una especie de rana solo necesita inflar sus pulmones para asegurarse de escuchar las llamadas de posibles parejas sobre el ruido de fondo, al igual que los auriculares con cancelación de ruido, revela un estudio.

Investigadores estadounidenses utilizaron mediciones láser precisas de los tímpanos de la rana arborícola verde estadounidense (Hyla cinerea) en respuesta al sonido.

Cuando se inflaron los pulmones, no tuvo ningún impacto en la forma en que el tímpano de la rana arborícola verde respondió a las llamadas de apareamiento de su propia especie.

Sin embargo, los pulmones inflados redujeron la sensibilidad del tímpano a las frecuencias de sonido comúnmente utilizadas por otras especies.

Los pulmones inflados dificultan que Hyla cinerea escuche las llamadas de otras especies que no le interesan, al tiempo que deja intacta la capacidad de escuchar las llamadas de su propia especie, lo que permite localizarlas más fácilmente.

Esta técnica evolucionada naturalmente depende de una vía inteligente de transmisión de sonido de pulmón a oído exclusiva de los anfibios.

Esta imagen muestra una llamada de rana arborícola verde macho. Para tener éxito en el apareamiento, muchas ranas macho se sientan en un lugar y llaman a sus posibles parejas.

«Esencialmente, lo que hacen las ranas hembras es ponerse auriculares con cancelación de ruido», dijo el autor principal Mark Bee, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Minnesota.

«Sus pulmones parecen amortiguar las vibraciones del tímpano para ayudar a reducir la captación de las llamadas de apareamiento de otras especies de ranas que tienen lugar en otras frecuencias».

Esta técnica, llamada ‘mejora del contraste espectral’, hace que las frecuencias en el espectro de la llamada de un hombre se destaquen en relación con el ruido en frecuencias adyacentes.

Con los pulmones inflados, los tímpanos de rana vibran menos en respuesta a los sonidos no deseados que se encuentran en un rango de frecuencia específico.

Los pulmones amortiguan las vibraciones del tímpano, cancelando así el ruido.

«Esto es análogo a los algoritmos de procesamiento de señales para la mejora del contraste espectral implementados en algunos audífonos e implantes cocleares», dijo Bee.

Video de una rana arborícola verde estadounidense llamando

«En los seres humanos, estos algoritmos están diseñados para amplificar o aumentar las frecuencias presentes en los sonidos del habla, atenuar o filtrar las frecuencias presentes entre las de los sonidos del habla, o ambos.

En las ranas, los pulmones parecen atenuar las frecuencias que se producen entre los presentes en las llamadas de apareamiento de los machos.

«Creemos que el mecanismo físico por el cual esto ocurre es similar en principio a cómo funcionan los auriculares con cancelación de ruido».

El ruido de las grandes reuniones sociales afecta la comunicación vocal efectiva en los animales, algo que los investigadores llaman el ‘problema de los cócteles’ en un guiño a las dificultades que los humanos tienen para escucharse entre sí en las fiestas.

Lo mismo ocurre con las ranas, una hembra tiene que encontrar un macho de su propia especie entre todo el ruido de fondo irrelevante, incluido el sonido de otras especies de ranas que se reproducen al mismo tiempo y gritan los mismos coros.

Los investigadores optaron por examinar los datos de la rana arborícola verde estadounidense, que tiene una alta tasa de co-llamadas con otras especies de ranas.

Esta imagen muestra un par de ranas arborícolas verdes americanas apareándose.  Los investigadores optaron por examinar los datos de esta especie debido a una alta tasa de co-llamadas con otras especies de ranas.

Esta imagen muestra un par de ranas arborícolas verdes americanas apareándose. Los investigadores optaron por examinar los datos de esta especie debido a una alta tasa de co-llamadas con otras especies de ranas.

En general, alrededor de 42 especies de ranas diferentes «co-llaman» con la rana arborícola verde, lo que significa que participan en un coro mixto de llamadas de apareamiento.

Las ranas poseen una vía de sonido única que puede transmitir sonidos desde sus pulmones llenos de aire a sus oídos medios llenos de aire a través de la glotis, la cavidad bucal y las trompas de Eustaquio.

Pero la función precisa de esta vía de transmisión de sonido de pulmón a oído había sido un misterio.

Para su estudio, los investigadores tomaron medidas de vibración de 25 ranas usando un sistema de láseres mientras las criaturas inflaban y desinflaban sus pulmones.

Los pulmones inflados redujeron selectivamente la capacidad del tímpano en frecuencias de sonido que no se relacionan con llamadas de diferentes especies (heteroespecíficas), mientras permanecen sensibles a las llamadas de la misma especie (conespecíficas).

Esencialmente, una rana arborícola verde americana hembra puede escuchar a los machos de su propia especie sin importar el estado de inflación de sus pulmones, pero puede reducir su sensibilidad a otras llamadas no deseadas.

«Los pulmones cancelan la respuesta del tímpano al ruido, particularmente algunos de los ruidos encontrados en un coro de reproducción cacofónico, donde los machos de muchas otras especies también llaman simultáneamente», dijo el autor del estudio Norman Lee en St. Olaf College, Minnesota.

Los autores del estudio no sabían cuántas o qué otras especies podrían ‘co-llamar’ en un coro de especies mixtas con ranas arborícolas verdes en todo su rango geográfico.

Los investigadores utilizaron mediciones láser precisas de los tímpanos de la rana en respuesta al sonido para investigar la función de una vía de transmisión de sonido de pulmón a oído exclusiva de los anfibios.  La inflación pulmonar redujo la respuesta del tímpano (tímpano) a las frecuencias producidas por otras especies.  Esto ayuda a la hembra a localizar llamadas de su propia especie.

Los investigadores utilizaron mediciones láser precisas de los tímpanos de la rana en respuesta al sonido para investigar la función de una vía de transmisión de sonido de pulmón a oído exclusiva de los anfibios. La inflación pulmonar redujo la respuesta del tímpano (tímpano) a las frecuencias producidas por otras especies. Esto ayuda a la hembra a localizar llamadas de su propia especie.

Para averiguarlo, recurrieron a datos disponibles públicamente de un proyecto de ciencia ciudadana llamado Programa de Monitoreo de Anfibios de América del Norte (NAAMP).

NAAMP se ejecutó desde 1994 hasta 2015 para monitorear las poblaciones de ranas mediante encuestas de llamadas en las carreteras realizadas en 26 estados de EE. UU., Que abarcan la mayor parte del rango geográfico de ranas arborícolas verdes.

El análisis de los datos de NAAMP sugirió nuevamente que los pulmones inflados de la rana arborícola verde harían más difícil escuchar las llamadas de otras especies y dejarían intacta su capacidad para escuchar las llamadas de su propia especie.

Finalmente, crearon un modelo fisiológico de procesamiento de sonido por el oído interno de la rana arborícola verde para examinar cómo el impacto del pulmón en el tímpano podría convertirse en respuestas neuronales más robustas a las llamadas de su propia especie.

El oído interno está, de alguna manera, «sintonizado» para responder mejor a las frecuencias de las propias llamadas de la especie.

Sin embargo, esa sintonía no es perfecta, y una función principal de los pulmones en la audición es agudizar o mejorar esta sintonía.

Los investigadores ahora quieren saber más sobre la interacción física entre las tres fuentes de sonido (externa, interna a través del oído opuesto e interna a través de los pulmones) que determinan la respuesta de vibración del tímpano.

Los estudios futuros examinarán qué tan generalizados están los efectos de cancelación de ruido de los pulmones entre otras especies.

El estudio ha sido publicado hoy en Biología actual.

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En estudios de campo, un experto estadounidense estudió la rana de cristal (Sachatamia orejuela), que se encuentra en superficies rocosas resbaladizas cerca del agua.

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Estas señales permiten que las parejas potenciales sean notadas cuando el ruido ahoga sus llamadas, lo que garantiza la reproducción y la supervivencia de las especies.

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Fuente

Written by notimundo

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