Para tener éxito en el apareamiento, muchas ranas macho se sientan en un lugar y llaman a sus parejas potenciales. Pero esto plantea una pregunta importante familiar para cualquiera que intente escuchar a alguien hablando en un cóctel concurrido: ¿cómo oye una hembra y luego encuentra¿Un macho selecto de su propia especie entre todo el ruido de fondo irrelevante, incluido el sonido de otras especies de ranas? Ahora, los investigadores informan el 4 de marzo en la revista Biología actual han descubierto que lo hacen gracias a un conjunto de pulmones que, cuando se inflan, reducen la sensibilidad de su tímpano al ruido ambiental en un rango de frecuencia específico, lo que facilita concentrarse en las llamadas de sus compañeros.
"En esencia, los pulmones cancelan la respuesta del tímpano al ruido, particularmente parte del ruido que se encuentra en un 'coro' de reproducción cacofónico, donde los machos de muchas otras especies también llaman simultáneamente", dice el autor principal Norman Lee de St. OlafCollege en Minnesota.
Los investigadores explican que lo que hacen sus pulmones se llama "mejora del contraste espectral". Eso se debe a que hace que las frecuencias en el espectro de la llamada de un hombre se destaquen en relación con el ruido en frecuencias adyacentes.
"Esto es análogo a los algoritmos de procesamiento de señales para la mejora del contraste espectral implementados en algunos audífonos e implantes cocleares", dice el autor principal Mark Bee de la Universidad de Minnesota-Twin Cities. "En humanos, estos algoritmos están diseñados para amplificar o'aumentan' las frecuencias presentes en los sonidos del habla, atenúan o 'filtran' las frecuencias presentes entre los sonidos del habla, o ambos. En las ranas, los pulmones parecen atenuar las frecuencias que ocurren entre los presentes en las llamadas de apareamiento de los machos. Creemos que el mecanismo físicopor lo que esto ocurre es similar en principio a cómo funcionan los auriculares con cancelación de ruido ".
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que las señales vocales son clave para la reproducción en la mayoría de las ranas. De hecho, las ranas poseen una vía de sonido única que puede transmitir sonidos desde sus pulmones llenos de aire a sus oídos medios llenos de aire a través de la glotis, la bocacavidad y trompas de Eustaquio. Pero la función precisa de esta vía de transmisión de sonido de pulmón a oído había sido un enigma. Estudios anteriores sugirieron que los pulmones de la rana podrían desempeñar un papel en el aumento del grado en que las vibraciones del tímpano dependían de la dirección, mejorando asíla capacidad de los oyentes para localizar a un hombre con publicidad sexual. Pero el equipo de Bee descubrió que ese no era el caso.
Un análisis más detallado de los datos sugirió una explicación diferente: si bien el estado de inflación de los pulmones no tuvo ningún efecto sobre la audición direccional, hubo un impacto sustancial en la sensibilidad del tímpano. Con los pulmones inflados, el tímpano vibró menos en respuesta asonidos en un rango de frecuencia específico. Les llevó a una nueva idea: que los pulmones estaban amortiguando las vibraciones, cancelando así el ruido.
De hecho, sus estudios con vibrometría láser demostraron que la resonancia de los pulmones inflados reduce selectivamente la sensibilidad del tímpano a las frecuencias entre los dos picos espectrales presentes en las llamadas de apareamiento de las ranas de la misma especie. Confirmó que una hembra puede oír a los machos de su misma especie.propia especie sin importar el estado de inflación de sus pulmones. Por lo tanto, los pulmones no tenían ningún impacto en las "señales" de interés para una hembra. Pero ¿qué pasa con el "ruido"?
Ellos ya sabían que una fuente importante de ruido para cualquier especie dada de rana son los llamados de otras especies de ranas que se reproducen al mismo tiempo y que cantan en los mismos coros. Pero no tenían idea de cuántas o qué otras especies podrían "co-call "en un coro de especies mixtas con ranas arborícolas verdes en su rango geográfico, y mucho menos cómo se veía el espectro de frecuencia de sus llamadas. Para averiguarlo, recurrieron a datos disponibles públicamente de un proyecto de ciencia ciudadana llamado Programa de Monitoreo de Anfibios de América del Norte.Su análisis de esos datos sugiere que los pulmones inflados de la rana arborícola verde harían más difícil escuchar las llamadas de otras especies y dejarían intacta su capacidad para escuchar las llamadas de su propia especie.
"No hace falta decir que creemos que este resultado, los pulmones de una rana que cancelan la respuesta del tímpano al ruido creado por otras especies de ranas, ¡es genial!", Dice Bee.
Finalmente, crearon un modelo fisiológico de procesamiento de sonido por el oído interno de la rana verde para examinar cómo el impacto del pulmón en el tímpano podría convertirse en respuestas neuronales más robustas a las llamadas de su propia especie. Creen que funciona así:el oído interno está, de alguna manera, "sintonizado" para responder mejor a las frecuencias de las propias llamadas de la especie. Pero esa sintonía no es perfecta. Los autores sugieren que una función primaria de los pulmones en la audición es agudizar o mejorar estasintonía, lo que permite que el oído interno genere respuestas neuronales relativamente más fuertes a las propias llamadas de la especie al reducir las respuestas neuronales impulsadas por las llamadas de otras especies.
Los hallazgos demuestran el poder de la evolución para cooptar adaptaciones preexistentes para nuevas funciones, dicen los investigadores. En trabajos futuros, quieren saber más sobre la interacción física entre las tres fuentes de sonido vía externa, internael oído opuesto, y el interno a través de los pulmones que determinan la respuesta de vibración del tímpano. También quieren saber más acerca de cuán generalizada está la cancelación de ruido en las ranas.
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