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El primer ensayo de liberación de Atelopus limosus muestra que las ranas recuperan rápidamente su microbioma de la piel natural.

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En 2017, los estudiantes de doctorado de Virginia Tech, Angie Estrada y Daniel Medina, realizaron el primer ensayo de liberación de ranas arlequín limosa criadas en cautiverio en la Reserva Valle del Mamoní. Su estudio tuvo como objetivo determinar cómo los animales criados en cautiverio, de 1 año de edad, hacen la transición de condiciones de cautividad a condiciones naturales. Para amortiguar un cambio brusco en las condiciones ambientales y permitir que los investigadores capturaran las ranas nuevamente, diseñaron 30 mesocosmos cuadrados hechos con malla plástica. En reintroducciones biológicas, el colocar animales en un recinto temporal antes de liberarlos se conoce como “liberación suave”. Ellos rellenaron la capa inferior del mesocosmos con hojarasca recolectada del suelo del bosque, rica en invertebrados, una dieta muy diferente a la de los grillos y moscas de la fruta con el que el personal del Centro de Rescate y Conservación de Anfibios de Panamá suele alimentar a las ranas. Cada mesocosmos albergaba un solo animal que fue monitoreado diariamente durante un mes.

Se sabe que el cautiverio puede alterar los microbiomas de la piel de los anfibios y otros animales cautivos, y que el microbioma es un componente importante de la defensa inmune de los anfibios. Este estudio encontró que individuos de Atelopus limosus silvestres y cautivos tenían microbiomas muy diferentes, pero que después de un mes viviendo en los mesocosmos, el microbioma de la piel de las ranas nacidas en cautiverio había cambiado rápidamente para parecerse al microbioma de los individuos silvestres. Una preocupación acerca de mantener ranas en cautiverio durante períodos prolongados de tiempo es que podrían perder microbios simbióticos que los ayudan a sobrevivir en la naturaleza, lo que podría reducir la sobrevivencia de los animales criados en cautiverio, pero este estudio encontró que el microbioma de la piel se reconstruye rápidamente.

Los mesocosmos funcionaron como herramientas útiles para proteger a las ranas de los depredadores más grandes, aunque las hormigas guerreras depredaron a una de ellas. Las hembras perdieron peso y bajaron de condición corporal más rápidamente que los machos, pero al final de la prueba su condición se parecía a la de los animales encontrados en la naturaleza. Alrededor del 15 % de las ranas se infectaron con el hongo quitridio durante el primer mes, en comparación con el 13-27 % de prevalencia de este hongo patógeno en la comunidad de especies de anfibios silvestres existente en el sitio.

Estrada, A., Medina, D; Gratwicke, B, Ibáñez, R, Belden, L (2022) Condición corporal, comunidades bacterianas de la piel y estado de la enfermedad: Perspectivas del primer ensayo de liberación de la rana arlequín limosa, Atelopus limosus. Actas de la Royal Society B. https://doi.org/10.1098/rspb.2022.0586

El síndrome de las piernas delgadas se reduce al aumentar la dureza del calcio del agua utilizada para criar renacuajos.

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La cría de ranas en cautiverio tiene sus propios desafíos únicos, el síndrome de las patas delgadas (SLS) es uno de estos debido a que es un problema que ha sido persistente en el Proyecto de Conservación y Rescate de Anfibios de Panamá. Esta enfermedad musculoesquelética común se asocia principalmente con la cría de anfibios en cautiverio. SLS es una condición en la que las patas de los anfibios luego de la metamorfosis, están poco desarrolladas y no pueden soportar el peso de las ranas. En última instancia, SLS conduce a la muerte ya que el animal no puede moverse ni alimentarse. Una breve revisión en línea revelará una serie de teorías y posibles remedios para la afección que van desde la nutrición de los padres hasta la calidad del agua y los suplementos dietéticos, pero hay muy pocos experimentos replicados revisados por pares que identifiquen la causa de esta enfermedad.

Como pasantes en el Proyecto de Conservación y Rescate de Anfibios de Panamá habíamos observado que el SLS prevalecía más en agua que no tenía calcio suplementario y sabíamos que el agua que ingresaba a nuestras instalaciones era muy blanda (carecía de dureza de calcio) debido a esto iniciamos un experimento financiado principalmente por Morris animal foundation.  El crecimiento óseo es el síntoma de SLS, por lo tanto, decidimos observar los principales minerales que afectan el crecimiento óseo: calcio y fosfato. Los renacuajos pueden obtener calcio a través de su dieta, pero absorben aproximadamente el 70% de su calcio del agua a través de las branquias y la piel. El calcio recolectado luego se almacena en sacos endolinfáticos en sus cabezas y se usa durante la metamorfosis cuando el esqueleto de los renacuajos se convierte de cartílago en hueso y las extremidades comienzan a crecer.

Tomamos 600 renacuajos de Atelopus varius y los dividimos en tres tratamientos de calcio (bajo, medio, alto) y luego los dividimos en dos grupos, uno con fosfato agregado y otro sin fosfato agregado. Monitoreamos a nuestros renacuajos hasta la metamorfosis, momento en el que observamos sus piernas y la postura del cuerpo para determinar si tenían SLS o no. Encontramos que la suplementación con calcio aumentó drásticamente la supervivencia en general y que los grupos de calcio medio y alto tenían menos SLS que los grupos de calcio bajo. La adición de fosfato también disminuyó la prevalencia de SLS en el tratamiento con bajo contenido de calcio.

Con base en los resultados de este estudio, pudimos determinar que el SLS en las ranas arlequín está relacionado con un desequilibrio en la homeostasis del calcio y el fosfato. Por lo tanto, nuestra recomendación actual de cría para reducir el SLS en ranas y sapos es considerar verificar la dureza del agua para determinar si es demasiado blanda. También desaconsejamos la sobrealimentación de renacuajos, que se ha demostrado que causa un aumento en la prevalencia de SLS en otro experimento que fue realizado en nuestras instalaciones. Esperamos que nuestros hallazgos puedan guiar la investigación futura de SLS y ayudar a reducir la prevalencia de SLS en anfibios cautivos, mejorando el bienestar animal. Esta investigación ayudará a mejorar la sustentabilidad a largo plazo de las poblaciones en cautiverio mientras se investigan soluciones para el hongo quítrido y la eventual reintroducción de estas ranas en la naturaleza.

Lassiter, E., Garcés, O., Higgins, K., Baitchman, E., Evans, M., Guerrel, J., Klaphake, E., Snellgrove, D., Ibáñez, R. and Gratwicke, B., 2020. Spindly leg syndrome in Atelopus varius is linked to environmental calcium and phosphate availability. PloS one, 15(6), p.e0235285.

Por Elliot Lassiter y Orlando Garcés

 

Las Ranas venenosas Rojas prefieren parejas que son semejante a sus padres.

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Un nuevo artículo de investigación publico sobre las ranas rojas en Bocas del Toro. Dicha Investigación encontró que una de las razones por la cuál tenemos polimorfismo o variaciones de colores dentro de una especie de rana se debe a que las renacuajas prefieren aparearse con los machos que presentan el mismo color que sus padres (impronta sexual). También el articulo señala que las ranas machos defienden sus territorios con mayor vigor contra otros machos que presentan el mismo color que sus padres (impronta de competidor).
Los investigadores demostraron esto a traves de experimento mediante el uso de padres adoptivos de diferente formas de colores para criar la siguiente descendencia. Despues pusieron a prueba cual seria la preferencia de pareja o competidor que demostraria la cria de la rana adulta.
Este proceso de selección sexual puede conducir a un aislamiento sexual incluso en poblaciones que coexisten en los mismos sitios. Desde una perspectiva evolutiva esto sería un ejemplo raro de formación de una nueva especie o la evolución en proceso a traves de la selección natural sin mediación de aislamiento geografico.
Traducción: Mabry Beck

Más de una década de conservación de anfibios en Panamá produce resultados

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El mundo está viendo a sus anfibios desaparecer. La pérdida de sus hábitats, la contaminación ambiental y el cambio climático, causados por los humanos, tienen a más del 30% de las especies en riesgo. Además, está la severa amenaza del hongo quítrido, responsable de una enfermedad letal que aún no se sabe mitigar.

Ante esta situación, distintos países han establecido programas de conservación, incluyendo Panamá, con el Proyecto de Rescate y Conservación de Anfibios de Panamá (PARC) en Gamboa, que administra el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI).

A través de la reproducción en cautiverio y la creación de poblaciones estables, se previene la extinción de las especies en peligro. También se generan oportunidades para hacer investigación sobre las amenazas que enfrentan estos anfibios. A medida que las poblaciones superan la capacidad del centro, los científicos las pueden aprovechar para hacer experimentos diversos.

En el caso del PARC, donde hay cinco especies de Atelopus —incluyendo la rana dorada A. zeteki— algunas de las más amenazadas por el hongo quítrido, varios años de investigación han resultado en una serie de avances sobre distintos aspectos de la conservación de estos animales. Los detalles se publicaron recientemente en un artículo en la revista Biological Conservation, en el que participaron los científicos del Smithsonian Roberto Ibáñez y Brian Gratwicke.

Para empezar, la ranas enfermas traídas de la naturaleza permitió mejorar los protocolos para la detección y el tratamiento de la enfermedad. También, se descubrió que las ranas toleran mejor la infección en condiciones cálidas y secas, que en climas templados.

Uno de los objetivos principales del PARC es la eventual reintroducción de las especies amenazadas en su hábitat natural y el restablecimiento de poblaciones silvestres en el país. Con ello en mente, los científicos han creado mapas que identifican las regiones más apropiadas para la supervivencia de las ranas.

Para estudiar la transición de las Atelopus cautivas a la naturaleza, se han realizado liberaciones de prueba con las ranas excedentes. Estas han permitido a los investigadores experimentar con distintos métodos de reintroducción y de monitoreo post-liberación.

Aunque difícil de hacer, el monitoreo después de la liberación de las ranas permite a los científicos conocer qué otras amenazas enfrentan en la naturaleza, en qué etapa del desarrollo es más conveniente liberarlas para su supervivencia, o si logran recuperar la toxicidad natural que pierden en cautiverio.

Un reciente y prometedor descubrimiento, por algunos científicos del Smithsonian y de otras instituciones, demostró que algunas poblaciones de anfibios han desarrollado secreciones de piel que resisten el hongo quítrido. Las ranas con este rasgo evolutivo podrían introducirse en hábitats donde existe el hongo. Otro enfoque posible sería criar ranas resistentes al hongo, aumentando las secreciones antifúngicas en su piel, pero se requiere de más investigación para progresar en esta dirección.

Finalmente, en el laboratorio se está avanzando sobre la crioconservación de tejidos y esperma de las Atelopus panameñas, un proceso de preservación a temperaturas muy bajas para su uso en el futuro, que permitiría incorporar eventualmente la reproducción asistida entre las estrategias para salvar a las ranas de Panamá.

Desafiando a la enfermedad: Las ranas panameñas contraatacan

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Muchas enfermedades infecciosas pueden desaparecer después de un brote. Peste bubónica, cólera y la influenza son ejemplos que han ocurrido durante la historia humana. Los mismos fenómenos ocurren con las enfermedades de las especies salvajes. ¿Cómo ocurre esto? Una explicación es que el patógeno evoluciona y se convierte en menos mortal para el organismo, por lo que no consigue matar al organismo, y por lo tanto asegurar su propia supervivencia. Mientras que esta situación puede ocurrir, sabemos que hay más razones por las cuales la gravedad de una enfermedad cambia.

Cori Richards y Jamie Voyles

 Para los anfibios, sabemos de una enfermedad letal llamada “chitridiomycosis” descubierta en los años 90. Esta enfermedad fue devastadora para Centroamérica, donde puede que haya extinguido especies enteras. Durante este estudio, hicimos el excitante descubrimiento de que algunas especies de anfibios que parecían extinguidas están aguantando y además mejorando. Queríamos entender como ocurría esto. ¿Era un cambio en el patógeno, en la rana o en ambos?

Para responder a estas preguntas, hicimos dos cosas. Para empezar cogimos ranas en Panamá antes del brote y después del brote de la enfermedad. Además, recogimos muestras del patógeno en múltiples sitios: donde el brote inicial (10 años después). Encontramos que casi una década después del brote, el patógeno era igual de mortal. Sin embargo, las ranas sobreviven y tienen mejores defensas contra él. ¡Las ranas panameñas están contraatacando!

Atelopus varius

Entender como las comunidades de anfibios se están recuperando después de los brotes de la enfermedad es importante por diferentes razones. Primero, resolver como funciona esto nos ayudará a desarrollar mejores estrategias de conservación para proteger a los anfibios de las enfermedades que les llevan a la extinción. Segundo, aclarar como el brote de la enfermedad disminuye nos ayudará a predecir, y responder, a otros posibles patógenos que puedan portar las plantas, animales o humanos. Estas metas son muy importantes en una época en la cual la globalización incrementa la introducción de patógenos a poblaciones de especies inocentes.

Shifts in disease dynamics in a tropical amphibian assemblage are not due to pathogen attenuation JAMIE VOYLES, DOUGLAS C. WOODHAMS, VERONICA SAENZ, ALLISON Q. BYRNE, RACHEL PEREZ, GABRIELA RIOS-SOTELO, MASON J. RYAN, MOLLY C. BLETZ, FLORENCE ANN SOBELL, SHAWNA MCLETCHIE, LAURA REINERT, ERICA BREE ROSENBLUM, LOUISE A. ROLLINS-SMITH, ROBERTO IBÁÑEZ, JULIE M. RAY, EDGARDO J. GRIFFITH, HEIDI ROSS, CORINNE L. RICHARDS-ZAWACKI SCIENCE 30 MAR 2018 : 1517-1519

por Jamie Voyles and Cori Richards-Zawacki
Traducción: Álvaro Gil

El Smithsonian libera ranas en peligro de extinción en Panamá

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Los ensayos de liberación preparan el camino para la reintroducción de ranas arlequín variable

Hace algún tiempo era común encontrar la rana arlequin (Atelopus varius) a lo largo de las corrientes de montaña, desde el oeste de Costa Rica hasta el oeste de Panamá.Ahora esta especie se encuentra en peligro en toda su área de distribución, diezmada por una enfermedad causada por el hongo quítrido. La rana arlequín es altamente sensible a este hongo, el cual ha llevado a esta y otras muchas especies de ranas en Centro America al borde de extinción. El 17 de enero, investigadores del Smithsonian liberaron aproximadamente 500 ranas en un sitio de concesión a Cobre Panamá en la provincia de Colón, Panamá, como un primer paso hacia una posible reintroducción a gran escala de esta especie. Esta liberación de prueba está incluida en el plan de conservación de biodiversidad de Cobre Panamá como una parte importante de sus compromisos ambientales.


La rana arlequín, Atelopus varius toma su nombre por la variedad de colores en neón (verde, amarillo, naranja o rosa) yuxtapuestos con el negro en su piel. Con el fin de monitorear las ranas liberadas a lo largo del tiempo, 30 de ellas llevan transmisores miniatura. El equipo científico también le colocó a cada rana un marcador de dedo de elastómero que brilla bajo la luz ultravioleta, esto para marcar a los individuos como parte de un estudio de monitoreo de la población.

El Proyecto de Rescate y Conservación de Anfibios de Panamá (PARC) espera asegurar el futuro de este y otros anfibios en peligro mediante la reintroducción de animales criados en cautiverio de acuerdo con un plan de acción desarrollado con el Ministerio de Ambiente de Panamá.

«Antes de reintroducir ranas en áreas remotas, tenemos que aprender cómo les va en el hábitat y lo que tenemos que hacer para aumentar sus posibilidades de supervivencia en lugares donde podamos monitorearlas de cerca», comentó Brian Gratwicke, Coordinador Internacional del Proyecto de Rescate y Conservación de Anfibios de Panamá (PARC) en el Instituto de Biología de la Conservación del Smithsonian. «Los ensayos de liberación pueden tener éxito o no, pero las lecciones que aprendemos nos ayudarán a entender los desafios que tienen estas ranas en su transición de vida en cautiverio a un hábitat natural”.

«La rana arlequín es uno de los parientes más cercanos de la Atelopus zeteki, la emblemática rana dorada de Panamá, otra especie objetivo en nuestro programa de cría en cautiverio», comentó Roberto Ibáñez, Director del proyecto PARC en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) en Panamá. «Estaremos monitoreando la comunidad anfibia de los alrededores y el clima en este sitio, y comparando estos parametros con la comunidad de anfibios en otro sitio de control. Este tipo de monitoreo intensivo nos permitirá entender la dinámica de la enfermedad en relación a estos ensayos de liberación «.

«Nos tomó algunos años dominar cómo criar con éxito estas ranas en cautiverio», comentó Ibáñez. «A medida que la cantidad de individuos que tenemos continúa en aumento, tenemos nuevas oportunidades de investigación que nos permiten entender los factores que tienen influencia en su sobrevivencia, lo cual es información muy relevante para ir generando estrategias de largo plazo para su re-introducción”.
Esta prueba de liberación fue posible gracias al apoyo de Cobre Panama, National Geographic Society, el Fondo Mohammed bin Zayed y al WoodTiger Fund.
El Proyecto de Rescate y Conservación de Anfibios de Panamá es una asociación entre el Zoológico Cheyenne Mountain, el Zoológico de Houston, el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales, el Instituto de Biología de Conservación Smithsonian y el Zoológico de Nueva Inglaterra. Tiene dos instalaciones en Panamá: una en el Centro de Rescate y Conservación de Anfibios de STRI en Gamboa y el Centro de Conservación de Anfibios de El Valle, en El Níspero. Combinadas, estas instalaciones cuentan con personal de tiempo completo que se ocupa de cuidar una colección de 12 especies en peligro de extinción.

Elixir de amor para ranas doradas

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Científicos del Instituto Smithsonian, junto a sus colaboradores, han publicado recientemente un artículo que optimiza los protocolos de extracción de esperma de la rana dorada de Panamá, Atelopus zeteki, especie icónica que se encuentra en gran peligro de extinción. Este artículo es también sumamente importante porque contribuye a incrementar el conocimiento existente sobre la reproducción de las ranas arlequines. La investigación, que fue publicada el 15 de marzo de 2017 en la revista Theriogenology fue conducido por la Dra. Gina Della Togna, bióloga panameña que estudió esta carismática especie en el National Zoological Park de Washington DC. El estudio caracteriza el patrón de respuesta a tratamientos con diferentes dosis de hormonas artificiales, como también describe la morfología de las células espermáticas por primera vez para esta especie.

 

Espermática de la Rana Dorada

“Este estudio es muy importante porque contribuye con el conocimiento básico de la reproducción de un grupo de anfibios de Latinoamérica que se encuentra en grave peligro de extinción”, dijo Della Togna, quién diseñó y llevó a cabo los experimentos para obtener su título de doctorado en la Universidad de Maryland. “Este estudio ya ha sido de gran utilidad para ayudarnos a resolver problemas críticos de reproducción en la colección de Atelopus en cautiverio que se encuentra en Panamá. También nos ha permitido colectar muestras de esperma de alta calidad en repetidas ocasiones para ser almacenadas en bancos genómicos en cualquier momento del año, sin causarle daño alguno a los animales”.

 

“La investigación básica en reproducción es un tema que ha dado enormes resultados en conservación, aplicado al cuidado y manejo exitoso de especies en peligro como el panda y el urón patinegro americano”, dijo Pierre Comizzoli, co-autor del artículo y especialista en reproducción del National Zoo. “La investigación de Gina abre las puertas para el desarrollo de otros métodos como el congelamiento y almacenamiento de esperma para preservar a largo plazo la integridad y la diversidad genética en pequeñas poblaciones”.

Gina Della Togna, bióloga panameña y RobertoIbáñez, director del Centro de Rescate y Conservación de Anfibios de Panamá del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales

Esta investigación es particularmente relevante para los esfuerzos de conservación de anfibios que actualmente se llevan a cabo en Panamá, en el Centro de Rescate y Conservación de Anfibios. Es aquí donde se mantiene un programa de reproducción en cautiverio de cinco especies del género Atelopus, entre otros, que se encuentran en peligro de extinción debido a la enfermedad mortal quitridiomicosis, causada por un hongo.

 

“Una reproducción exitosa es clave para cualquier programa de conservación en cautiverio”, dijo Roberto Ibáñez, director del Centro de Rescate y Conservación de Anfibios de Panamá del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. “Gina ya ha empezado a aplicar los métodos que desarrolló para ayudarnos exitosamente a producir descendencia de otras cuatro especies de ranas arlequines que se encuentran en peligro de extinción. Confío que ella eventualmente pueda extender estas técnicas para ser aplicadas en otras especies con diferentes modos de reproducción que son difíciles de reproducir en cautiverio”.

 

El estudio fue posible gracias a la asistencia del Zoológico de Maryland en Baltimore, quienes manejan el Plan de Sobrevivencia de la Especie para las ranas doradas. El financiamiento fue provisto por La Secretaria Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SENACyT) del gobierno de Panamá, el fondo Woodtiger, el Fondo de Smithsonian para la ciencia y el programa de investigación de catedráticos de la Universidad de Ottawa.