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Descubren la clave del camuflaje de más de 100 especies de ranas arborícoras del mundo

Investigadorxs del Instituto de Investigaciones Biotecnológicas de la UNSAM, de la UBA y del Museo Argentino de Ciencias Naturales, junto con un colaboraciones internacionales, identificaron una proteína que asociada a un pigmento permite el camuflaje de la rana punteada de los humedales de Corrientes, Santa Fe, y de muchas otras especies de ranas del mundo.

Por Gaspar Grieco. Fotos: Andrés Brunetti y Leo Ramos Malagoli

En el año 2010 un grupo de científicxs del Museo Argentino de Ciencias Naturales y la UBA, liderado por Julián Faivovich, decidió estudiar a la rana punteada sudamericana. En varias campañas nocturnas, embarcaron en las aguas de los Esteros del Iberá y Santa Fe y recogieron varios ejemplares. Cuando las observaron con lámparas de luz UV , quedaron obnubiladxs al descubrir que se trataba de la primera especie de rana fluorescente conocida en el mundo.

Lxs investigadorxs lograron detectar que bajo condiciones de luz normal, la rana punteada (Boana punctata) se ve de un color verde con puntos rojos. Pero al exponerse a luz ultravioleta, el anfibio se torna fluorescente. Esta particularidad permite a las ranas emitir fluorescencia durante las noches de luna, lo que las ayuda a reconocerse las unas a las otras en la oscuridad. La novedad fue anunciada en 2017 en la revista científica PNAS causando un gran revuelo en la herpetología (rama de la zoología que estudia a los reptiles y anfibios).

En un nuevo trabajo publicado también en la revista PNAS y comentado por la prestigiosa revista Science y otros medios internacionales, los cientificxs descubrieron un mecanismo que permite a estas ranas camuflarse con su ambiente. Se trata del pigmento conocido como biliverdina, que se encuentra unido a una proteína bautizada por los autores como “BBS” dando lugar a un hermoso color azul-verdoso. Esta particularidad las ayuda a camuflarse con el follaje de las hojas de los humedales y la vuelve prácticamente invisible para sus depredadores.

Maestras del camuflaje

“Les traigo paz, les traigo amor”, decía Mr. Burns en aquel recordado capítulo en que Homero Simpson lo confundió con un extraterrestre. El malévolo jefe de la planta nuclear explicó que su brillo verde-azul se producía por sus años de exposición a la radiación. Pero las ranas del Norte Argentino no trabajan en la central de Springfield. Entonces, ¿a qué se debe el hermoso color que encandila al mundo de la ciencia? Investigadorxs del Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (IIB) de la UNSAM y del Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE) de la UBA descubrieron la clave molecular y la publicaron en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) el lunes 13 de julio de 2020 con el título Multiple origins of green coloration in frogs mediated by a novel biliverdin-binding serpin.

Estas pequeñas ranas cuentan con grandes concentraciones de un pigmento muy común llamado biliverdina, el cual está presente en muchas especies animales y le otorga su color verde característico. Pero para convertirse en maestra del camuflaje, la biliverdina es transportada en su organismo por la proteína BBS, descubierta e identificada por Lucía Chemes, directora del Laboratorio de Biofísica de Proteínas y Motivos Lineales del IIB.

“Pudimos entender que el pigmento cambia de forma al unirse a la proteína BBS, de una manera tal que cambia sus propiedades de color. Entonces, la unión de esta proteína cambia el color de la biliverdina de verde a azul-verdoso y esto es fundamental para la función de camuflaje en las ranas”, dice Chemes.

Pero identificar la proteína asociada al pigmento no fue una tarea sencilla. Lxs investigadorxs del IIB, mediante una técnica llamada espectrometría de masa, debieron separar la proteína y cortarla en pedacitos para estudiarlos de forma individual. Luego, cuando conocieron la secuencia de cada parte, procedieron a acomodarlas como piezas de un rompecabezas proteico. De esta manera, pudieron determinar que la proteína es de la familia de las denominadas serpinas.

“A nivel molecular, esto es algo muy novedoso. Las proteínas serpinas normalmente cumplen otras funciones. Por ejemplo transportar hormonas, inhibir enzimas, pero no se sabía que podían transportar pigmentos. Este es el primer reporte de una serpina que se une a un pigmento. Es una función que no se sabía que podía cumplir esta familia de proteínas, lo que nos confirma su gran versatilidad”, resalta Chemes.

Biliverdina esperanza

Cuando el grupo de investigación de Julián Faivovich decidió analizar a qué se debían las grandes concentraciones de biliverdina presentes en estas ranas (un fenómeno que se llama cloricia) contactaron a Sara Bari, investigadora del INQUIMAE de la UBA, química y experta en este pigmento. “La biliverdina aislada o sola es de un color verde parecido al pasto, pero cuando la ves en los huesitos y los extractos de la rana, es de un color azul verdoso o turquesa, un color muy hermoso. Ese color se produce cuando la biliverdina se asocia a la proteína”, cuenta Bari.

La investigadora explica que muchas especies de ranas son de color verde por los pigmentos que tienen en la piel. Sin embargo, estas pequeñas ranas tienen una piel casi traslúcida. “El color se los da la biliverdina asociada con la proteína que está en la linfa (sangre) e impregna los huesos y otros tejidos. El color hace que se refleje la luz de modo que esa reflectancia resulte prácticamente igual a la de las hojas en las cuales se posa la rana.”, explica Bari, quién en un primer momento no logró distinguir a las pequeñas ranas de las hojas cuando se las presentaron por primera vez.

Lxs investigadorxs confirmaron que el fenómeno de la cloricia puede ser explicado por la presencia de la serpina que transportan biliverdina en 11 familias de ranas arborícolas. Es decir que el mecanismo hallado primero en la rana de Santa Fe explica también el camuflaje de ranas de Sudamérica, del Sudeste Asiático, y hasta de Madagascar.

Como dato de color, es importante señalar que los seres humanos también tenemos niveles bajos de biliverdina en nuestro organismo. La vemos cuando nos golpeamos y se nos forma un moretón verdoso.

¡Equipazo verde!

El hallazgo fue posible gracias a la conformación de un equipo científico interdisciplinario provenientes de varias instituciones de alto nivel científico internacional.

Lucía Chemes, Julian Faivovich, Sara Bari y Carlos Taboada

Codirectorxs: Lucía Chemes (UNSAM), Sara Bari (UBA), Julián Faivovich (MACN y UBA), Carlos Taboada (Universidad Duke y MACN).

Equipo: Andrés Brunetti, Mariana Lyra, Robert Fitak, Ana Faigon, Santiago Ron, María Lagorio, Célio Haddad, Norberto Lopes, Sönke Johnsen

 

Nota actualizada el 14 de julio de 2020

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