Che si tratti di una rana dardo velenosa blu brillante o di un rospo marrone e verrucoso, la sopravvivenza di una rana dipende dall'acqua. La maggior parte delle rane iniziano la loro vita come uova gelatinose che hanno bisogno di umidità per svilupparsi. Le uova si schiudono in girini acquatici, che respirano attraverso le branchie. Man mano che i girini crescono, sviluppano i polmoni e acquisiscono la capacità di respirare aria.
Ma il bisogno di acqua delle rane non si esaurisce una volta che sono a terra. Le rane ottengono praticamente tutta la loro acqua e parte del loro ossigeno attraverso la pelle, e questo processo funziona solo se la loro pelle rimane umida. Se la pelle di una rana si secca, non può ottenere abbastanza ossigeno o eliminare abbastanza anidride carbonica e muore.
Quindi non dovrebbe sorprendere che le rane abbiano sviluppato alcuni adattamenti interessanti per far fronte al loro bisogno di acqua per tutta la vita. Ad esempio, le rane da cova gastrica, che ora sono estinte, hanno ingoiato le loro uova. Smisero di mangiare e di digerire il cibo mentre i loro piccoli si sviluppavano nello stomaco invece che nell'acqua. I cuccioli di rana sono quindi usciti dalla bocca dei loro genitori. Le rane del dardo velenoso della fragola, che vivono in America centrale e Porto Rico, depongono le uova sulla terraferma e i maschi le tengono umide di urina. Una volta che le uova si schiudono, la madre porta ogni girino sulla schiena nella sua minuscola pozza d'acqua che si è raccolta tra lo stelo e le foglie di una pianta. Mentre i girini crescono, la madre nutre loro le proprie uova.
Ma gli adattamenti delle rane non riguardano solo l'acqua o la riproduzione. Hanno vissuto sulla Terra per circa 200 milioni di anni e in quel periodo hanno sviluppato di tutto, dalle tossine mortali alla capacità di sopravvivere al congelamento. Imparerai a conoscere questi e altri adattamenti in questo articolo. Inizieremo con uno sguardo all'aspetto e al comportamento delle rane, incluso il motivo per cui i rospi sono rane, ma non tutte le rane sono rospi e perché le rane muoiono ma non lasciano la pelle che perdono dietro.
È difficile fare generalizzazioni sulle rane. La rana più piccola del mondo, la rana d'oro, è lunga meno di un centimetro. Le rane Golia, le rane più grandi, sono trenta volte più grandi - circa 12,5 pollici (32 cm) di lunghezza dalla testa alla coda. Mentre molte specie di rane sono notturne, alcune sono più attive al mattino o al pomeriggio. La durata della vita varia da specie a specie, anche se la maggior parte vive per alcuni anni in natura e un po' più a lungo in cattività. E mentre molte rane gracchiano, cinguettano o ribbitano, alcune specie tacciono.
Sebbene molte persone pensino alle rane come verdi, alcune sono arancioni, gialle, blu o rosa brillante. La consistenza della pelle di una rana e la forma del suo corpo e delle sue gambe variano da specie a specie, e questi sono anche i tratti che separano le rane dai rospi. Le rane hanno la pelle liscia, lucida e umida e le zampe sono costruite per nuotare e saltare. I rospi sono rane che hanno la pelle irregolare e più secca e hanno le gambe fatte per camminare invece di saltare.
Questa salamandra rossa settentrionale ( Rubino di gomma pseudotritone ) ha una coda, che lo differenzia dalle rane.Ma la distinzione tra rane e rospi è per lo più arbitraria:alcune rane sembrano rospi e alcuni rospi sembrano rane. I rospi generalmente possono stare più lontani dall'acqua, poiché la loro pelle non si asciuga rapidamente come quella delle rane. Ma alcune rane vivono in zone molto aride e devono fare di tutto per mantenersi idratate, e alcuni rospi vivono nell'acqua.
Ci sono anche eccezioni al tratto più caratteristico delle rane. Le rane sono senza coda. Questo è così centrale per ciò che rende una rana una rana che il loro ordine scientifico, Anura , significa "senza coda". Questa mancanza di coda unisce le rane e le distingue dagli altri due ordini di anfibi :salamandre e cecili. Tutti gli anfibi iniziano la loro vita respirando acqua prima di sviluppare la capacità di respirare aria, ma solo le rane crescono in animali terrestri che non hanno la coda.
Ma due specie di rane hanno la coda. La rana dalla coda costiera, Ascaphus truei , e la rana dalla coda di montagna, Ascaphus montanus , entrambi hanno la coda che corrisponde al colore del loro corpo. Queste code sono organi riproduttivi. A causa di questa appendice, le rane dalla coda sono l'unico tipo di rana in cui un maschio può fecondare le uova mentre sono ancora all'interno del corpo di una femmina.
Ma nonostante tutte le differenze nell'aspetto e nel comportamento, tutte le specie di rane hanno più o meno la stessa struttura anatomica.
Nuova pellePer mantenere la loro pelle sottile e permeabile, le rane fanno la muta ogni due giorni. Una rana inizia a fare la muta mangiandosi la pelle intorno alla bocca. Quindi, si tira sopra la testa il resto della vecchia pelle e lo mangia.
Come sa chiunque ne abbia sezionato uno durante la lezione di biologia, gli organi interni di una rana assomigliano molto a quelli che si trovano all'interno di un animale molto più grande. Proprio come i mammiferi, comprese le persone, il corpo di una rana ha cuore e polmoni, oltre a stomaco, pancreas, fegato, cistifellea e intestino.
Anche se le rane non assomigliano molto alle persone all'esterno, i loro scheletri sono simili a quelli delle persone, specialmente quando si tratta dei loro arti. Proprio come nelle braccia di una persona, nelle zampe anteriori di una rana ci sono ossa chiamate omero , il raggio e l'ulna . Tuttavia, il radio e l'ulna di una rana sono fusi in un osso. Lo stesso vale per le zampe di rana:il femore sostiene la parte superiore della gamba e le ossa della parte inferiore della gamba, la tibia e perone , sono fusi. Una rana ha due scapole , o scapole e clavicole , o clavicole, che hanno la forma molto simile alle stesse ossa del corpo di una persona.
Una raccolta di piccole ossa costituisce le dita di una rana o le dita delle mani e dei piedi. La maggior parte delle volte, una rana ha cinque dita sulle zampe posteriori e quattro dita sulle zampe anteriori. La lunghezza e la forma delle dita dei piedi hanno un grande impatto sul modo in cui si muove il fettone. Le raganelle hanno dita lunghe e flessibili che consentono loro di afferrare steli e rami mentre si arrampicano. Le rane acquatiche hanno anche dita lunghe:gli spazi tra loro sono palmati in modo che possano usare i piedi come pinne. Alcune rane si insinuano nel terreno in estate o in inverno. Spesso i loro piedi sono più corti e più larghi, come pale o vanghe.
Ma lo scheletro di una rana non è così simile a quello di un essere umano una volta superate le estremità. Le rane hanno teschi ma non hanno collo, quindi non possono girare, alzare o abbassare la testa come fanno le persone. Anche una rana non ha le costole. Le strutture a forma di nervatura che puoi vedere nella foto sopra fanno parte della sua spina dorsale. Il bacino di una rana può scivolare su e giù per la sua spina dorsale, il che può aiutarla a saltare. Le vertebre all'estremità inferiore della colonna vertebrale sono fuse in un osso chiamato urostilo .
Continua a leggere per scoprire come le rane sentono senza orecchie e perché i loro occhi sono appollaiati sulla testa.
Piedi appiccicosiAlcune rane usano una sostanza bagnata o appiccicosa sui loro piedi per aiutarli a arrampicarsi sugli alberi e ad aggrapparsi alle superfici. In alcune specie, questo è uno strato molto sottile di fluido acquoso che aumenta l'attrito tra le zampe della rana e la superficie. In altri, è un adesivo. Queste rane hanno piedi strutturati:la superficie si comporta come una serie di canali microscopici che mantengono l'adesivo flessibile e impediscono che si spezzi mentre la rana si muove.
Le rane fanno affidamento sulla vista e sull'udito per catturare la preda ed evitare i predatori. Hanno un buon udito e vista, anche se le loro orecchie e gli occhi non sono situati proprio come quelli della maggior parte degli altri animali. Le rane non hanno orecchie esterne. Invece, hanno un timpano chiamato timpano che si trova proprio dietro ogni occhio. Spesso puoi vedere il timpano:è un'area piatta circondata da un anello di cartilagine. In alcune specie, gli scienziati possono dire se una rana è maschio o femmina confrontando le dimensioni dei timpani con le dimensioni degli occhi.
La maggior parte delle rane ha occhi grandi e sporgenti che si trovano sulla sommità del cranio. Questo dà alla rana un ampio campo visivo e aiuta a compensare la sua incapacità di girare la testa. Tuttavia, non c'è molta sovrapposizione tra ciò che una rana può vedere con il suo occhio sinistro e ciò che può vedere con il suo destro. Ciò potrebbe significare che le rane non hanno la stessa percezione della profondità degli altri animali, il che rende la capacità di alcune specie di catturare prede volanti con la lingua ancora più sorprendente. La maggior parte delle rane ha anche una membrana nittitante , oppure una pellicola resistente che copre e protegge l'occhio mentre la rana è sott'acqua.
Le rane chiamano gonfiando le loro sacche vocali.Anche gli occhi delle rane svolgono un ruolo importante nel mangiare. Le rane non hanno la struttura del cranio o i muscoli necessari per masticare il cibo. Invece, devono ingoiare la loro preda in un paio di sorsi. Questo è complicato poiché, a differenza delle persone, le loro lingue di solito non sono ancorate nella parte posteriore della bocca. Ciò significa che una rana non può usare la lingua per spingere il cibo in gola e verso lo stomaco. Per questo motivo, quando una rana ingoia, i suoi occhi affondano nel suo cranio per aiutare a spingere il cibo.
Molte rane, in particolare i maschi, hanno le corde vocali e un lembo di pelle chiamato sac vocale davanti alla loro gola. È questa sacca che permette alle rane di gracchiare, trillare e ribbitare. La rana inspira e riempie di aria la sacca vocale, facendola allungare come un palloncino. Con la bocca chiusa, la rana spinge l'aria da questa sacca avanti e indietro sulle corde vocali, producendo un suono forte e ripetitivo. Le rane che non hanno le corde vocali possono anche utilizzare una forte presa d'aria per emettere un clic.
Il più delle volte, questo rumore ha qualcosa a che fare con l'accoppiamento. Successivamente, esamineremo il processo di accoppiamento delle rane, che può durare per giorni, e la metamorfosi che trasforma i girini in rane.
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La maggior parte delle persone impara le basi della riproduzione delle rane nelle scuole elementari. Le rane depongono le uova nell'acqua e le uova si schiudono in girini che diventano rane. Solo circa la metà di tutte le rane segue questi passaggi esatti, ma ci sono alcune regole pratiche sulla riproduzione delle rane. Tutte le rane si riproducono sessualmente e tutte si schiudono dalle uova.
In quasi tutte le rane, la fecondazione delle uova avviene all'esterno del corpo della femmina anziché all'interno. La femmina rilascia le sue uova e il maschio rilascia il suo sperma allo stesso tempo. Per assicurarsi che lo sperma raggiunga gli ovuli, il maschio e la femmina assumono una posizione di accoppiamento chiamata amplesso . Il maschio si arrampica sulla schiena della femmina e stringe le zampe anteriori intorno alla sua vita. Le rane possono rimanere nell'amplesso per ore o addirittura giorni poiché la femmina rilascia da una a diverse centinaia di uova.
A volte, è facile distinguere le rane maschi dalle femmine. Molte specie sono sessualmente dimorfiche , il che significa che ci sono differenze tra i corpi e i colori di maschi e femmine. Ma in alcune specie, maschi e femmine sono difficili da distinguere. In tali specie, le rane maschi producono spesso un richiamo di rilascio quando abbracciato da un altro maschio. Durante la stagione degli amori, i ricercatori possono utilizzare le chiamate di rilascio per dire quali rane sono maschi e quali femmine.
Tutte le uova delle rane richiedono umidità per svilupparsi e la maggior parte delle rane abbandona le uova una volta fecondate. Ma non tutte le uova incubano sott'acqua o senza cure parentali. Alcune specie portano le uova nelle loro sacche vocali o nell'addome. Altri depongono le uova in zone asciutte e mantengono le uova umide con acqua o urina. A seconda della specie della rana e del clima in cui vive tipicamente, le uova possono schiudersi in pochi giorni o poche settimane.
In alcune specie, le rane completamente formate si schiudono dalle uova, ma la maggior parte delle volte la rana inizia la sua vita come girino. Mentre le rane adulte sono carnivore, i girini possono essere vegetariani o onnivori. Alcuni sono filtri che mangiano alghe, altri hanno denti e possono mangiare qualsiasi cosa, dalla vegetazione in decomposizione ad altri girini. Ad ogni modo, i girini tendono ad essere mangiatori voraci:ci vuole molta energia per completare la loro metamorfosi in rane.
I girini che vivono in stagni temporanei di acqua piovana spesso diventano rane in un paio di settimane. Il processo può richiedere mesi nelle specie che vivono in laghi, fiumi e stagni permanenti. Ma la maggior parte delle volte, la trasformazione segue gli stessi passaggi di base. Innanzitutto, le gambe posteriori iniziano a crescere. Poi, mentre si formano le zampe anteriori, gli organi interni del girino hanno cominciato a cambiare. Sviluppa un paio di polmoni, quindi sarà in grado di respirare aria e il suo sistema digestivo cambia per adattarsi alla sua dieta da adulto. La coda scompare gradualmente man mano che viene assorbita dal corpo. Quando la rana è pronta per vivere sulla terraferma, di solito ha un po' di coda rimasta, ma che gradualmente scompare.
Le uova di rana e i girini sono cibo per pesci, uccelli e altri animali, quindi la maggior parte delle uova non sopravvive fino all'età adulta. Anche le rane adulte hanno diversi nemici, compresi quelli microscopici. Successivamente, esamineremo alcune delle minacce alla sopravvivenza delle rane e come l'assenza di rane potrebbe influenzare la vita umana.
Baciare le raneCon l'eccezione dell'Antartide, le rane vivono in tutti i continenti del mondo e compaiono in storie e fiabe in un'ampia gamma di culture. Una fiaba occidentale comune è quella del principe ranocchio:una principessa è costernata di dover sposare una rana, ma quando lo bacia, si trasforma in un bel principe. L'idea che le rane possano cambiare forma deriva dalla loro naturale metamorfosi da girini.
In alcune culture, le rane rappresentano anche la fertilità, probabilmente a causa dell'aspetto rumoroso di molte rane durante la stagione degli amori e dell'enorme numero di uova che alcune femmine possono deporre. Allo stesso tempo, l'aspetto verrucoso ea volte raccapricciante delle rane potrebbe averle portate ad apparire come compagni di streghe in fiabe e opere teatrali come "Macbeth".
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Le rane svolgono un ruolo centrale in molti ecosistemi. Controllano la popolazione di insetti e sono una fonte di cibo per molti animali più grandi. Per mantenere le cose in equilibrio, le rane usano molti strumenti di sopravvivenza. Alcuni scappano, si fingono morti o si gonfiano quando vengono minacciati. Altri hanno difese più sofisticate. Molti usano il colore come avvertimento o come camuffamento. Ad esempio, la rana a quattro occhi, Physalaemus nattereri , ha due punti che sembrano occhi vicino alle zampe posteriori. Mostra questi punti ai predatori, facendolo sembrare un animale più minaccioso.
Tina Bayden vende rane scuoiate al mercato pubblico di Laoag a Ilocos Norte, nelle Filippine settentrionali, il 2 ottobre 2005. Le rane sono considerate una prelibatezza nella regione.Le rane possono anche secernere sostanze attraverso la loro pelle. Alcune secrezioni sono benefiche:i ricercatori ne hanno utilizzate alcune per creare nuovi antibiotici e antidolorifici. Ma alcune rane secernono tossine così potenti che anche solo toccare la rana può essere fatale. Le rane del dardo velenoso, conosciute anche come rane del dardo velenoso e freccia avvelenata, sono l'esempio più famoso. La loro tossicità è in parte dovuta alla loro dieta:in cattività, senza le formiche giuste su cui nutrirsi, non sono così pericolosi. Ma anche i rospi comuni possono essere tossici, motivo per cui i cani possono ammalarsi gravemente o morire mangiando i rospi.
Ma non tutte le minacce provengono da animali selvatici. In molte parti del mondo, le rane sono una prelibatezza. Dal momento che può essere difficile allevare rane allevare, ciò richiede che le persone le cacciano e le catturino. In alcune parti del mondo, ciò ha portato a un forte calo della popolazione di rane.
Qui sono mostrate due rane normali e quattro rane deformate con arti mancanti e duplicati degli arti.Poiché le rane bevono attraverso la loro pelle, sono suscettibili a diverse minacce artificiali. In alcune parti del mondo, la popolazione delle rane è diminuita a causa della distruzione dell'habitat durante lo sviluppo e dello sbarramento di fiumi e torrenti. Le rane sono anche sensibili all'inquinamento dell'acqua e alle piogge acide. Sostanze chimiche, residui di droghe e altri inquinanti nell'acqua sembrano causare di tutto, dagli arti deformati agli organi sessuali maschili femminilizzati nelle rane.
Anche il riscaldamento globale può minacciare le rane. Le rane sono in gran parte ectotermiche -- fanno affidamento sul loro ambiente per controllare la loro temperatura corporea. Alcune rane possono sopravvivere a temperature estreme. Ad esempio, la rana di legno può vivere a nord del Circolo Polare Artico. Fino al 45 percento del suo corpo si congela in inverno e le proteine e il glucosio proteggono i suoi tessuti dai danni. Le rane di legno si scongelano di nuovo in primavera. Altre rane vanno in letargo o entrano in uno stato simile all'ibernazione chiamato estivazione sopravvivere al caldo estivo.
Ma non tutte le rane hanno questi adattamenti, quindi il cambiamento climatico potrebbe influenzare le capacità delle rane di mantenere i loro corpi alla giusta temperatura. I cambiamenti nel clima globale potrebbero aver reso più facile la diffusione di un fungo mortale tra la popolazione di rane in tutto il mondo. Successivamente, esamineremo questo fungo e ciò che i ricercatori stanno cercando di fare per fermarlo.
Oggi, una delle principali minacce per le rane è il chitride fungo. Questo fungo si nutre di cheratina , un componente della pelle che lo rende robusto e resistente. I girini hanno solo un po' di cheratina intorno alla bocca. Ma man mano che le rane crescono, la loro pelle si ispessisce sulla pianta dei piedi e in qualsiasi altro luogo i loro corpi vengono ripetutamente a contatto con il suolo, come il basso addome. Quindi, mentre il fungo di solito non colpisce i girini, può uccidere le rane adulte. I ricercatori non sono ancora sicuri di come il fungo uccida le rane. Le due teorie prevalenti sono che il fungo produca tossine letali o che la sua presenza interferisca con lo scambio di ossigeno e anidride carbonica attraverso la pelle.
Al momento, gli scienziati ritengono che questo fungo provenga da rane artigliate africane. Queste rane portano il fungo sulla loro pelle ma non ne subiscono effetti negativi. Tuttavia, le rane artigliate africane si sono diffuse ben oltre il loro habitat naturale, portando con sé il fungo, a causa del commercio globale. Scienziati di tutto il mondo hanno utilizzato queste rane per la ricerca e, dagli anni '30 agli anni '50, per condurre test di gravidanza. Le persone hanno anche tenuto le rane come animali domestici. Tuttavia, oggi il fungo non sta cavalcando solo sul dorso di una specie di rana. I ricercatori sospettano che ora possa diffondersi attraverso le spore nell'aria.
I ricercatori ritengono che circa un terzo delle rane nel mondo possa rischiare l'estinzione a causa del fungo chitride. Alcune specie sono già scomparse. Non esiste un trattamento efficace per il fungo, quindi i ricercatori di tutto il mondo stanno cercando di mettere in quarantena quante più specie di rane possibile. Una di queste strutture di quarantena è il progetto Anphibian Ark da 500 milioni di dollari.
Sebbene il fungo chitride sia un problema globale, ci sono un paio di cose che puoi fare per fermare la sua diffusione. In primo luogo, segnala la comparsa di rane malate o rane che sembrano essere morte senza una causa ovvia alle autorità locali. In secondo luogo, mai e poi mai rilasciare rane da compagnia in natura. Le rane da compagnia rilasciate possono riprodursi, sopraffacendo la popolazione locale di rane e possono diffondere malattie. Anche in questo caso, contatta le autorità locali per chiedere cosa fare.
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Come può una rana dirti che sei incinta?Uno dei motivi per l'importazione di rane artigliate africane erano i test di gravidanza. Quando viene iniettata con l'urina di una donna incinta, un maschio di rana artigliata africana rilascerà parte del suo sperma e una femmina rilascerà alcune delle sue uova. Per circa vent'anni, questo è stato uno dei modi più rapidi e accurati per scoprire se una donna era incinta.
Fonti
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