Con su piel verde brillante, sus patas naranjas y sus rayas azules, las ranas de ojos rojos se han convertido en modelos de portada para la conservación de la selva tropical centroamericana. Además de sus llamativos accesorios, han evolucionado para eclosionar en respuesta a señales ambientales. Este fenómeno les ayuda a sobrevivir a innumerables amenazas de la selva, como depredadores hambrientos, patógenos peligrosos, inundaciones e incluso el cambio climático.  

Hace tres décadas, le Dr. Karen Warkentin, actual profesore de la Universidad de Boston e investigadore asociade de STRI, se dio cuenta de que los embriones de rana de ojos rojos pueden eclosionar hasta tres días antes de su ciclo normal de desarrollo de siete días. Si consideran que la vida en su gelatinosa guardería es demasiado arriesgada, pueden salir de sus huevos y adentrarse en la relativa seguridad del agua. Pero ¿cómo toman esta decisión las ranas embrionarias?

Warkentin descubrió que los embriones de rana de ojos rojos son observadores perspicaces del mundo sensorial que les rodea, capaces de diferenciar entre las vibraciones causadas por una serpiente o una avispa hambrienta y una inofensiva tormenta tropical. Estudios más recientes han demostrado que las ranas de ojos rojos también eclosionan en respuesta a condiciones de calor y resequedad que podrían ser fatales. 

Al no poder detectar ninguna pista evidente con sus sentidos humanos, el equipo de Warkentin no sabía cómo estos embriones podían saber que sus huevos estaban peligrosamente deshidratados. Javier Méndez Narváez, antiguo estudiante de posgrado en el laboratorio de Warkentin, demostró que las concentraciones de amoníaco — un producto de desecho en los huevos en desarrollo — aumentan a medida que los huevos terrestres se secan. "Ya sea en un entorno natural o bajo el microscopio de un laboratorio, siempre empezamos con observaciones", explica Warkentin. "Así que nos preguntamos si el amoníaco no sería sólo una toxina, sino una información".

Una de las voluntarias de Méndez, Astrid Katerina Lisondro-Arosemena, recibió una beca financiada por STRI y la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación de Panamá (SENACYT) para comprobar si unos niveles elevados de amoníaco podían provocar la eclosión temprana de ranas de ojos rojos en un entorno seguro y propicio. A lo largo de dos años, Lisondro-Arosemena, licenciada de la Universidad Autónoma de Chiriquí y autora principal del artículo más reciente del Laboratorio Warkentin, realizó experimentos en el laboratorio de STRI en Gamboa, Panamá. 

Los resultados del estudio vincularon la exposición al amoníaco con una eclosión casi inmediata en el 95% de los ensayos, descubriendo una de las formas en que las ranas embrionarias pueden percibir el peligro climático que se avecina. "Me encanta que los embriones nos den respuestas tan claras a nuestras preguntas", afirma Warkentin. Los hallazgos no fueron lo único emocionante del proyecto; "necesitábamos averiguar cómo hacer que [un experimento] que nadie había pensado antes se llevara a cabo sobre el terreno, de forma barata", explicó la coautora del trabajo y estudiante de doctorado en la Universidad de Boston, María José Salazar-Nicholls. Salazar-Nicholls fue mentora de Lisondro-Arosemena durante todo el proyecto, enseñándole métodos de biología del desarrollo y resolviendo problemas de diseño experimental en un espacio de laboratorio en Gamboa, Panamá. "A veces, el descubrimiento consiste en averiguar cómo preguntar a los embriones por qué hacen lo que hacen", explica Warkentin.

Desde que trabajó por primera vez con Warkentin como pasante de STRI en el 2016, Salazar-Nicholls ha aprendido a saber cuándo los embriones están felices, molestos o simplemente a punto de eclosionar. "Esa pasantía me introdujo en este campo del comportamiento de los embriones de rana que ni siquiera sabía que existía ... y me enamoré".

Originaria de Ecuador, Salazar-Nicholls no hablaba inglés cuando empezó a trabajar con Warkentin, pero aprendió gracias al entorno bilingüe del laboratorio, incluido Warkentin, que a su vez habla español. "Si tu jefe invierte tiempo y esfuerzo en aprender el idioma, si recibes formación en tu propio idioma, enseguida te sientes mejor acogido", afirma Salazar-Nicholls.

Este vídeo muestra un fragmento de 30 segundos de uno de los ensayos experimentales de Lisondro-Arosemena. Los dos embriones son hermanos extraídos del grupo de huevos, se colocaron en un plato, se inundaron parcialmente de agua y se observaron. El tratamiento difería en un aspecto clave: el líquido de la izquierda era agua corriente, pero el de la derecha contenía altos niveles de amoníaco. Sólo el embrión expuesto al amoniaco eclosionó, mientras que su hermano permaneció en el huevo.
Crédito: Astrid Katerina Lisondro-Arosemena

El entorno bilingüe y multicultural también permitió a Lisondro-Arosemena, que no hablaba inglés con confianza cuando llegó a STRI, a sentirse cómoda y prosperar en el laboratorio. "Como estudiante de biología y recién graduada, estaba explorando este otro mundo de investigación y diseño experimental que muchos estudiantes panameños no llegan a experimentar", dijo. Lisondro-Arosemena reflexionó sobre lo que aprendió de los embriones y de sus colegas de toda América: "Fue una experiencia que creo que se me va a quedar en mi memoria para el resto de mi vida".

Referencia: Lisondro‐Arosemena, A. K., Salazar‐ Nicholls, M. J., & Warkentin, K. M. (2024). Elevated ammonia cues hatching in red‐eyed treefrogs: A mechanism for escape from drying eggs. Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution, 1–6. https://doi.org/10.1002/jez.b.23253