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Hybridization in leopard frogs (Rana pipiens complex): terrestrial performance of newly metamorphosed hybrid and parental genotypes in field enclosures

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Abstract:

Terrestrial ecology has been largely neglected in the study of amphibian life histories because it is difficult to manipulate most species during the terrestrial stage. I examined the terrestrial performance of Rana blairi, Rana sphenocephala, and four hybrid (two F1 and two advanced generation) genotypes in replicated experimental enclosures to test for differences in traits related to juvenile terrestrial fitness. I produced all genotypes by means of artificial fertilizations using frogs collected from natural populations in central Missouri, and juvenile frogs were obtained from larvae reared in experimental ponds. Following metamorphosis, froglets were raised in single-genotype groups in terrestrial enclosures through the first overwintering. The proportion surviving did not vary among genotypes, but the power to detect significant differences was low. F1 hybrid genotypes BS and SB demonstrated significantly higher growth rates than either parental species or advanced-generation hybrid genotypes. Observation of growth rates of advanced-generation hybrids equal to those of the parental species, and heterosis in F1 hybrids for growth rate, suggests that natural hybridization between R. blairi and R. sphenocephala can produce novel and relatively fit hybrid genotypes. Direct measurement of multiple fitness components for hybrid and parental genotypes is critical for assessing the evolutionary potential of natural hybridization in organisms with complex life cycles.

L'écologie de la phase terrestre a été grandement négligée dans l'étude de la biologie des amphibiens parce que la manipulation des animaux à ce stade est difficile chez la plupart des espèces. J'ai suivi la performance terrestre de Rana blairi et Rana sphenocephala et de quatre génotypes hybrides (deux de F1 et deux d'une génération avancée) au cours d'expériences répétées dans des enceintes pour repérer les différences dans les caractéristiques reliées au fitness des juvéniles terrestres. J'ai produit tous les génotypes par insémination artificielle avec des grenouilles récoltées dans des populations naturelles du centre du Missouri et les grenouilles juvéniles ont été obtenues par élevage de larves dans des étangs artificiels. Après leur métamorphose, les petites grenouilles d'un même génotype ont été gardées en groupes dans des enclos terrestres durant tout leur premier hiver. La survie s'est avérée la même chez tous les génotypes, mais la probabilité de détecter des différences significatives était faible. Les génotypes hybrides de F1, BS et SB, avaient des taux de croissance légèrement plus élevés que l'une et l'autre des espèces parentales et que les génotypes hybrides des générations plus avancées. L'observation de taux de croissance égaux chez les hybrides des générations avancées et chez les espèces parentales ainsi que de l'hétorosis du taux de croissance chez les hybrides de la F1 indique que l'hybridation naturelle entre R. blairi et R. sphenocephala peut produire des génotypes hybrides inédits et relativement robustes. La mesure directe des composantes multiples du fitness des génotypes parentaux et hybrides est essentielle à l'évaluation du potentiel évolutif de l'hybridation naturelle chez des organismes à cycles biologiques complexes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2001

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