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04/2015 –

¿Cómo se alimenta la Salamandra Más Grande del mundo?

Un equipo internacional ha desarrollado modelos tridimensionales de la mordedura del anfibio vivo más grande del mundo, la salamandra gigante china. El estudio, liderado por Josep Fortuny, investigador del ICP y publicado en la revista PLoS ONE, explica los mecanismos de alimentación de este enigmático animal en peligro de extinción cuya biología no se conoce bien. La investigación revela que esta salamandra se alimenta especialmente de presas ubicadas justo en frente de ella, pero también puede realizar ataques rápidos en animales que se acercan lateralmente. Comprender cómo caza esta especie no solo amplía el conocimiento de su biología, sino que también puede ayudar a reconstruir cómo se alimentaron los primeros tetrápodos y los anfibios extintos.

Investigadores del Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) y del Laboratorio de Innovación Tecnológica de Estructuras y Materiales (LITEM) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) han modelado la biomecánica de la mordedura de la salamandra gigante china a partir de imágenes de tomografía computarizada en 3D de cráneos de esta especie y aplicando un análisis de elementos finitos, un método para simular computacionalmente problemas físicos y biológicos complejos. En este caso, este método es particularmente útil para investigar la distribución de fuerzas dentro del cráneo de animales extintos o animales vivos utilizando técnicas no invasivas. Video con modelado de mordeduras en 3D y mecánica de alimentación de la salamandra gigante china está disponible en línea.La salamandra gigante se alimenta de crustáceos y gusanos, pero también de peces, anfibios y otros mamíferos pequeños que realizan una estrategia de sentarse y esperar y morder cuando están lo suficientemente cerca. Esta salamandra típicamente captura a sus presas por succión, un sistema común en los anfibios, pero también captura presas directamente por las mandíbulas. La posición en la que la presa entra en contacto con el hocico es crucial y morder es especialmente óptimo cuando la presa está directamente delante del animal. Sin embargo, el estudio revela que esta salamandra también puede realizar un ataque asimétrico, es decir, morder solo con un lado de la boca. Esta es una característica única entre los vertebrados y les permite capturar presas que se acercan lateralmente. Una vez atrapada, la salamandra tira de la presa a la parte posterior de la mandíbula, donde se realiza una mordida más fuerte para evitar que la presa escape.El coordinador del grupo de investigación de Paleontología Virtual del ICP, Josep Fortuny, encabeza el estudio. «La posición en la que la presa entra en contacto con el cráneo y la mandíbula de la salamandra nos muestra que hay algunas áreas que son mejores que otras al morder, siendo óptimas cuando muerden con la parte anterior en el hocico. Posiblemente, cuando la presa está situada en una posición menos óptima, el animal tiene que morder dos veces: una para atrapar a la presa y otra para ponerla en posición frontal», explica Fortuny. Esto está posiblemente relacionado con la arquitectura del cráneo de estos animales, carecen de un puente óseo entre el extremo posterior del maxilar superior y la región cuadrato-escamosa anterior, típica de la mayoría de las salamandras.

Figura 1: Distribución de fuerzas en la mandíbula en una mordida unilateral. Foto: ICP / LITEM.Los paleontólogos están interesados en la mordedura de este animal vivo porque la salamandra gigante china pertenece al grupo de anfibios más antiguo conocido, los Criptobranquidos, que aparecen hace 161 millones de años, durante el período Jurásico. Esto es lo que a menudo se llama mal un «fósil viviente», un animal que ha cambiado relativamente poco de sus antepasados a lo largo de la evolución. De hecho, los primeros anfibios fueron depredadores acuáticos, con un cráneo largo y plano, similar a esta especie, por lo que la caracterización de su mordedura puede ayudar a comprender cómo se alimentaban sus antepasados.LITEM ha realizado la parte más técnica del estudio, transformando imágenes tomográficas en un modelo CAD y desarrollando un modelo de elementos finitos que muestra cómo se distribuyen las fuerzas musculares. «Hemos aplicado métodos del campo de la ingeniería mecánica utilizados habitualmente para estudiar y calcular el comportamiento de estructuras como edificios, coches chasis, aviones, etc. y se aplica a los vertebrados, que básicamente se diferencian por tener una geometría más compleja y están hechos de hueso, en lugar de acero u hormigón. Así que recreamos el comportamiento mecánico del cráneo de salamandra al morder e inferimos problemas biológicos de él», dice Jordi Marcé-Nogué, investigador de la UPC que participó en el estudio.

Figura 2: Investigador Egon Heisser con un espécimen vivo. Foto: Egon Heiss.La salamandra gigante china es la especie más grande de anfibios vivos, alcanzando una longitud máxima de 1,8 metros. Vive en arroyos frescos y rápidos y lagos de montaña. Su gran tamaño, la falta de branquias y los pulmones ineficientes confinan a esta especie al agua corriente, ya que la principal absorción de oxígeno es a través de la piel. Los individuos son de color marrón oscuro, negro o verdoso con patrones de manchas irregulares. Es generalmente nocturna, es generalmente nocturna, aunque se vuelven más diurnas durante la temporada de reproducción.La especie está incluida en la Lista Roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y los Recursos Naturales (UICN) y en peligro crítico de extinción debido a la caza indiscriminada para el consumo humano y la degradación de su hábitat natural.Figura superior izquierda: La salamandra gigante china (Andrias davidianus) es el anfibio más grande del mundo. Foto: Egon Heiss.

Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP)

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