X-Frogs

Marvel Comics ha portato gli X-Men nel 1963; anomalie genetiche umane in uniforme di spandex o “mutanti” con superpoteri accennati dai loro nomi, ad esempio Iceman, Beast, Storm e, in particolare, il cattivo Toad. Come un omaggio entusiasta, il programma EDGE of Existence ora vi porta X-Frogs perché abbiamo notato che ci sono poche cose che gli X-Men fanno che non possono essere abbinate a una folla di diversi e notevoli anfibi EDGE.

Quindi, il nostro blog in più parti su X-Frogs vi porterà alcuni dei comportamenti più strani degli anfibi attraverso un tentativo di trovare paralleli con gli eroi dei fumetti X-Men.

Pensi che non si possa fare….?

Parte PRIMA – WOLVERINE…

X-Man Wolverine possiede sensi animaleschi, capacità fisiche potenziate e un’abilità di guarigione che gli permette di riprendersi praticamente da qualsiasi ferita. Questa capacità di guarigione ha permesso al “Programma Supersoldato Arma X” di legare la lega metallica quasi indistruttibile “adamantio” al suo sistema scheletrico. Come risultato, le lame metalliche retrattili spuntano dai suoi pugni durante il combattimento … l’arma segreta definitiva.

Ebbene, gli anfibi sono ora noti per vantare una loro arma segreta per rivaleggiare con le comparse nascoste di Wolverine. Come riportato nella rivista scientifica Biology Letters da David C. Blackburn, James Hanken e Farish A. Jenkins Jr. del Dipartimento di Biologia Organismica ed Evolutiva e Museo di Zoologia Comparata dell’Università di Harvard nell’articolo “Concealed weapons: erectile claws in African frogs” è ora ufficiale – alcune rane possono prendere a calci in culo in stile Wolverine!

Gli artigli della rana pelosa (Trichobatrachus robustus)

Gli artigli dei vertebrati svolgono una varietà di scopi importanti e sono tipicamente composti da una guaina cheratinica (cioè lo stesso materiale che costituisce i peli e le unghie dei mammiferi) che ricopre la parte terminale ossea di un dito. Gli artigli sono variamente impiegati nella locomozione, nella cattura delle prede, nell’alimentazione, nella difesa e in una serie di altri comportamenti. Gli artigli cheratinosi sono rari negli anfibi viventi e, quando sono presenti, sono sufficientemente diversi dagli artigli dei mammiferi da essere considerati indipendentemente derivati dall’evoluzione convergente – cioè la struttura dell’artiglio è emersa più di una volta in diverse parti dell’albero evolutivo della vita.

Gli artigli del Tyrannosaurus rex sono tra i più grandi registrati

Il recente studio di Blackburn, Hanken e Jenkins Jr. su alcune rane africane ha rivelato un altro tipo di artiglio che è unico nel design tra i vertebrati viventi e manca un rivestimento cheratinico. Alcune rane africane (Famiglia: Arthroleptidae) lottano e scalciano violentemente quando vengono prese, rastrellando i loro artigli erettili e ossei per infliggere tagli nella pelle del loro antagonista.

Osservati inizialmente 100 anni fa dai ricercatori, questi artigli sono stati originariamente considerati un artefatto del processo di conservazione. Una recente ricerca dell’Università di Harvard rappresenta il primo studio anatomico dettagliato e l’interpretazione di queste strutture specializzate. Infatti, David Blackburn era particolarmente interessato a risolvere il mistero di questi artigli dopo aver subito frequenti mutilazioni da queste rane durante i suoi viaggi di ricerca in Camerun. Ha commentato: “Le rane iniziano a scalciare e trascinano questi artigli contro la tua pelle. Ho avuto graffi sanguinanti da loro molte volte.”

David C. Blackburn

Le rane X sono rane EDGE…

In due generi studiati, Astylosternus (le “rane notturne” – 11 specie membri) e Trichobatrachus (le “rane pelose” – con una sola specie membro), la parte terminale delle dita dal 2° al 5° è distintamente a forma di artiglio con una punta marcatamente rovesciata e appuntita. I generi sono entrambi presenti nel gruppo delle “rane stridenti” di una famiglia di rane chiamata Arthroleptidae, che rappresenta una porzione dell’albero della vita degli anfibi ricca di anfibi EDGE e di specie evolutivamente distinte in generale.

La rana notturna EDGE collocata più in alto è la rana notturna Nganha, classificata 73, e ci sono altre sette rane notturne EDGE (fino al rango più basso di 578).

Rana Arthroleptidae: Astylosternus rheophilus

La rana pelosa (Trichobatrachus robustus) non è attualmente in pericolo, ma si trova nel top 3,5% delle specie di anfibi più evolutivamente distinte. Per inciso, la rana pelosa è estremamente peculiare per un’altra ragione – durante la stagione riproduttiva i maschi fanno crescere proiezioni di pelle pelosa lungo i lati del loro corpo, dando loro un aspetto ispido. Si pensa che ciò migliori l’assorbimento di ossigeno dall’acqua durante questo periodo particolarmente dispendioso in termini di energia. I maschi stanno a guardia delle uova che hanno fecondato per lunghi periodi di tempo, e questi “peli” probabilmente aiutano la respirazione attraverso la pelle poiché non possono usare i loro polmoni in acqua.

Rana capricciosa al Museo di Storia Naturale di Londra

Ma sto divagando…

Struttura dell’artiglio…

Gli speciali artigli delle rane Wolverine si trovano internamente sulle dita degli arti posteriori e diventano funzionali tagliando la pelle. In stato di riposo, ogni artiglio si trova sotto la pelle ed è attaccato ad un nodulo osseo tramite un tessuto connettivo ricco di collagene. Quando sono eretti, gli artigli si liberano dai loro noduli e perforano la pelle delle punte delle dita dei piedi della rana. Ogni nodulo rimane fisso in posizione perché sono sospesi da una guaina attaccata alla porzione terminale di ogni dito (chiamata anche “falange terminale”) e sostenuta da connessioni collagene alla pelle. Quando vengono forzati attraverso la pelle, questi artigli assomigliano superficialmente alla forma degli artigli in altri tetrapodi (vertebrati a quattro arti), ma questi sono gli unici artigli di vertebrati noti per perforare la loro strada attraverso la pelle per diventare funzionali.

Anatomia degli artigli di Astylosternus e Trichobatrachus

Inoltre, sembra che le “rane ghiottone” possano essere maschi o femmine, giovani o vecchi – non sono state trovate prove di dimorfismo sessuale nella presenza, numero o morfologia degli artigli e queste strutture sono utilizzate in modo simile da giovani e adulti maschi e femmine Astylosternus (D.C. Blackburn 2006, osservazione personale).

A cosa servono gli artigli?…

G. Kingsley Noble fu il primo ad attribuire un significato funzionale a questi artigli nel 1931 nel suo libro “The biology of the Amphibia”, ipotizzando che possano fornire una “presa più sicura prima di saltare” (p. 517). Gerald Durrell ha poi riferito in “The Bafut beagles” (1954) quando maneggiava una rana pelosa viva che questi artigli sono usati per difesa in quanto possono infliggere “profonde ferite sanguinanti alla persona che li tiene”. Questa affermazione è verificata dai camerunesi che cacciano le rane pelose per il cibo utilizzando lunghe e pesanti lance (vedi foto sotto) o machete in modo da poter uccidere le rane senza maneggiarle ed essere danneggiati. Ironia della sorte, i camerunesi hanno prodotto un’arma di tipo Wolverine per sottomettere la rana pelosa – le tre lame delle loro lance appositamente costruite imitano il pugno a tre lame di questo X-Man!

Cacciatore camerunese con in mano un Trichobatrachus maschio subadulto arrostito dal fuoco (a sinistra) e una lancia (a destra) usata appositamente per cacciare questa specie di rana (vicino a Ntale, Provincia del Sud-Ovest, Repubblica del Camerun; settembre 2004). La rana nella foto è stata catturata durante una caccia notturna e uccisa da questo cacciatore locale con una ferita di machete alla testa.

La proiezione degli artigli fa male a queste rane Wolverine?…

Citando dal film X-Men (2000) – Rogue e Wolverine stanno avendo una conversazione sulle sue lame retrattili…

Rogue: Quando escono… fa male?
Wolverine: Ogni volta.

Come per Wolverine, questi X-Frogs probabilmente provano un certo fastidio quando sfoderano le loro armi segrete. L’emergere dell’artiglio provoca una ferita traumatica quando la pelle viene lacerata. Poiché il nodulo osseo è saldamente ancorato attraverso il tessuto collagene, rimane incorporato nella punta carnosa del dito quando l’artiglio è esposto. Gli artigli degli esemplari viventi di queste rane sembrano muoversi dentro e fuori la pelle della punta delle dita, anche se non è chiaro se la ritrazione sia attiva, passiva o una combinazione di entrambe. David Blackburn ha studiato solo esemplari morti e quindi non è del tutto sicuro di cosa succede quando l’artiglio si ritrae – o anche come si ritrae. Dal momento che non sembra avere un muscolo per tirarlo indietro all’interno, il team di ricerca pensa che possa scivolare passivamente nel cuscinetto dell’alluce quando il suo muscolo si rilassa.

Più artiglio? ….

L’artiglio a riposo è sostenuto da un attacco al nodulo, che è ancorato da una guaina sospensiva e da fili di collagene allo strato di pelle. Queste connessioni possono inibire l’erezione dell’artiglio durante i normali comportamenti non difensivi. Un muscolo flessore digitale si inserisce tramite un robusto tendine su un punto di attacco sulla superficie inferiore dell’artiglio. Blackburn, Hanken e Jenkins Jr. propongono che l’attivazione di questo muscolo flette l’artiglio che poi si stacca dal nodulo e perfora la pelle delle punte dei piedi, esponendo così la punta a forma di barbiglio che è rinforzata da un ispessimento corticale.

Posizione ravvicinata dell’artiglio esposto che sporge attraverso la pelle della punta del piede

Dopo essere diventato eretto, l’artiglio può tornare passivamente alla sua posizione di riposo. Poiché una notevole capacità rigenerativa è documentata in molti anfibi (ad esempio, la maggior parte dei tritoni e delle salamandre possono far ricrescere interi arti), la successiva guarigione della pelle rotta e del tessuto connettivo sottostante che circonda l’artiglio sarebbe ben all’interno delle capacità comuni dell’anfibio medio, ma questo deve ancora essere documentato. Allo stesso modo, la possibile rigenerazione della connessione tra l’artiglio e il nodulo osseo, e quindi il ritorno allo stato di riposo di questa relazione funzionale, rimane da valutare. David Blackburn ha commentato: “Essendo anfibi, non sarebbe sorprendente se alcune parti della ferita guariscono e il tessuto si rigenera”. Quindi, queste rane potrebbero ritrarre i loro artigli, guarire rapidamente e vivere per combattere un altro giorno, proprio come….Wolverine!

Come detto sopra, non è stato riportato nessun altro artiglio vertebrato che manca di una guaina cheratinica, è composto esclusivamente di osso nudo, e deve liberarsi da un’altra struttura scheletrica per perforare la sua strada verso la funzionalità attraverso la pelle. Tuttavia, le “rane Wolverine” non sono sole nella loro propensione a produrre armi anatomiche per avere la meglio in ogni tipo di combattimento anfibio… i maschi di molte specie di rane lontanamente imparentate hanno spine ossee nelle mani e/o nei piedi che possono sporgere attraverso la pelle per essere usate nei combattimenti tra uomini.

X-Salamandre…

Tritone spinoso di Chinhai (Echinotriton chinhaiensis) – con colorazione di avvertimento sulla parte inferiore delle mani

Per non essere da meno, le salamandre hanno fatto un passo avanti nel loro tentativo di sviluppare l’arma segreta più bizzarra del mondo. I “tritoni spinosi” del genere Echinotriton (come il tritone spinoso Chinhai – EDGE rank 68) sono così chiamati per il loro notevole meccanismo di difesa contro i predatori. Hanno costole affilate e allungate le cui punte sporgono attraverso la pelle quando questi animali vengono afferrati. Le punte delle costole dei tritoni spinosi passano attraverso ghiandole allargate sui lati del corpo, e le dolorose secrezioni della pelle vengono iniettate nella bocca degli aspiranti predatori. Esibiscono anche una rigida postura antipredatore, durante la quale il corpo è appiattito e raggomitolato e le mani e la coda sono sollevate, rivelando marcature rosse di “avvertimento”.

Tritone spinoso di Chinhai (Echinotriton chinhaiensis) – visto dall’alto

Gli anfibi hanno quindi sviluppato in modo soddisfacente le controparti delle lame del terrore di Wolverine. Se esistesse, siamo abbastanza sicuri che sarebbero accettati nella Scuola del Professor Xavier per Giovani Dotati, ma per ora sono rimasti membri onorati degli Anfibi EDGE.

Rane Wolverine….qualunque cosa sia la prossima?

Parte 2 – Iceman…. in arrivo!

Informazioni riportate con il permesso dell’autore principale:

Blackburn, D.C., Hanken, J. e Jenkins Jr., F.A. 2008. Armi nascoste: artigli erettili in rane africane. Biology Letters.

Vedi anche:
Make Way for Superfrog. Lauren Cahoon – ScienceNOW Daily News,
28 maggio 2008
La ‘rana dell’orrore’ rompe le proprie ossa per produrre artigli. Catherine Brahic – NewScientist.com news service, 28 maggio 2008
Le rane confezionano artigli nascosti. Charles Q. Choi – LiveScience, 27 maggio 2008.