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La ciencia de los saltos ganadores en la competencia de saltos de rana del condado de Calaveras

La mayoría de los científicos realizan su investigación en un laboratorio, o trabajando con cálculos o simulaciones en computadoras. Algunos se dedican al trabajo de campo, tal vez observando animales en la naturaleza o excavando fósiles.

Luego, está el equipo de biólogos de la Universidad de Brown, dirigido por Henry Astley, que estudia el movimiento de los animales y ha llevado a cabo algo de ciencia en una atmósfera decididamente menos convencional. Recientemente, viajaron al Jubileo de la Rana Saltadora del Condado de Calaveras en Angels Camp, California, el condado que se hizo famoso por el cuento de Mark Twain en 1865, para filmar y analizar 3124 de los saltos y tratar de descubrir exactamente cómo saltan las ranas toro en la competencia. lejos.

Un equipo de biólogos visitó recientemente el mundialmente famoso Jubileo de la Rana Saltadora del Condado de Calaveras para estudiar los saltos récord de los anfibios y las técnicas expertas de los jinetes de ranas. Todas las imágenes son cortesía de Roberts Lab / Brown University

La idea se originó, dicen, al darse cuenta de que los “jinetes” de rana expertos (competidores anuales que traen sus propias ranas y los instan a saltar con técnicas especiales) fueron mucho mejores que los científicos para lograr que los animales despejen grandes distancias: la rana toro más larga El salto registrado en un laboratorio fue de 4.26 pies, mientras que las ranas en la competencia superaron esa cifra regularmente, a veces saltando 6 o 7 pies.

Para descubrir cómo esto fue posible, en términos de biomecánica, fuerza muscular y otros límites de la fisiología, el grupo viajó a la competencia y documentó sus resultados en un artículo publicado hoy en el Journal of Experimental Biology. Capturaron en la cámara ranas toro saltando hasta 7.2 pies, y calcularon que las ranas batieron el récord de laboratorio de 4.26 pies el 58 por ciento del tiempo.

¿Cómo lo hacen estas ranas toro superlativas? Los datos indicaron que, aparentemente, el enfoque de aspecto extraño de los jinetes para motivar a las ranas realmente marca una gran diferencia.

Los jinetes toman en serio su oficio: más allá del premio de $ 50 por romper el récord mundial, existen los inmensos derechos de fanfarronear de ganar la competencia de saltos de rana más importante del mundo, que atrae a miles de participantes anualmente y data de 1893. Estos jinetes, escriben los autores, "Traen sus propias ranas capturadas localmente y son competidores serios, a menudo trabajando en grupos familiares que han transmitido secretos de salto de rana a través de generaciones de competencia".

Las reglas dictan que a la rana de cada competidor se le permiten tres saltos seguidos, y la distancia de cada salto se combina para el puntaje total. El récord actual, establecido en 1986 por "Rosie the Ribiter" y el jinete Lee Giudici, es de 21 pies, 5 3/4 pulgadas: 7.16 pies por salto. En promedio, los científicos observaron que en el reciente Jubileo, las ranas de los jinetes saltaron casi 5 pies por intento.

Pero los investigadores se alegraron al descubrir que no estaban solos en ser superados por los jinetes. Las ranas de "alquiler" del Jubileo, que están disponibles para que los aficionados las alquilen para que puedan ingresar a la competencia, solo promediaron 3.6 pies por salto, similar a las del laboratorio.

Parte de la explicación de esta discrepancia se hizo evidente en los cálculos de los científicos, que hicieron después de digitalizar cada salto filmado para poder realizar un análisis detallado. Estos mostraron que, en comparación con las ranas de alquiler, los jinetes tenían una mayor velocidad de despegue, saltaban en un ángulo más alto en comparación con el suelo y realizaban más trabajo con los músculos de sus patas cuando saltaban del suelo.

Sin embargo, ¿cuál es la razón subyacente de este rendimiento superior? Se requiere que los jinetes usen exactamente la misma especie de ranas que los aficionados, y los investigadores informaron que, externamente, no se veían tan diferentes.

Supusieron que la diferencia era lo que Astley llama "la voluntad del jinete". Explica, en un comunicado de prensa: "La rana siente si eres un científico con la esperanza de que vaya a saltar bien, o un depredador mortal parecido a un reptil que es va a comerlo ".

Para parecerse a este depredador mortal, los jinetes siguen una estrategia ritualizada que se ha perfeccionado en las últimas décadas. Agachados, frotan las patas traseras de las ranas, luego las dejan caer una corta distancia al suelo. Un momento después de que la rana aterriza, la persiguen de cabeza, gritándola o soplándola por detrás. Aparentemente, este comportamiento desencadena poderosamente los instintos de vuelo de las ranas, lo que las lleva a saltar la mayor distancia posible.

Para los investigadores, esto llevó a una pregunta interesante: ¿Los saltos de 7 pies ganadores del Jubileo representan el pináculo de la habilidad de la rana toro? Sus cálculos teóricos, basados ​​en nuestro conocimiento de la fuerza muscular, la energía, la velocidad de salto y el ángulo de las ranas, indican que la respuesta es sí: las ranas probablemente no puedan saltar más allá de esta longitud.

Esta respuesta está respaldada por tendencias históricas en la competencia. Durante las primeras décadas en que se mantuvieron las cifras, el registro se disparó repetidamente a pasos agigantados, pasando de aproximadamente 12 pies (para 3 saltos combinados) en 1930 a casi 17 pies en 1953 a 20 pies en 1976. Desde entonces, es estado relativamente estancado, solo avanzó más de 21 pies en 1986 y permaneció intacto en los años posteriores.

Este tipo de tendencia indica que los jinetes descubrieron el mejor método por prueba y error, luego golpearon la pared fisiológica de las ranas toro, y que cuando se trata de Jubileos saltadores de ranas, son los jinetes, no las ranas, los que ganan campeonatos.

La ciencia de los saltos ganadores en la competencia de saltos de rana del condado de Calaveras