Hatching plasticity in two temperate anurans: responses to a pathogen and predation cues

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Abstract:

Water molds are widespread in aquatic environments and are important causes of mortality in amphibian and fish eggs. We tested the ability of two species of North American anurans with different breeding phenologies (Rana sylvatica LeConte, 1825 and Bufo americanus Holbrook, 1836) to alter their hatching timing in response to three indicators of environmental risk: infection with a water mold, exposure to simulated egg predation cues, or exposure to simulated larval predation cues. When infected with water mold (Saprolegniaceae), B. americanus eggs hatched, on average, 44% earlier than the controls and R.sylvatica eggs hatched 19% earlier than the controls. In addition, B. americanus but not R.sylvatica eggs hatched significantly earlier than the controls when exposed to simulated egg and larval predation cues. Bufo americanus embryos hatched before developing muscular response, suggesting that hatching occurs through enzymatic egg capsule degradation combined with ciliary movement, not through behavior. Bufo americanus breeds later than R. sylvatica and responded to infection and simulated predation cues more strongly. This may reflect a history of stronger selection by pathogens and predators that accumulate in ponds as the breeding season progresses. To our knowledge, these are the first examples of induced hatching of amphibians in response to aquatic pathogens.

Les moisissures sont répandues dans les milieux aquatiques et sont d’importantes causes de mortalité des oeufs d’amphibiens et de poissons. Nous vérifions si deux espèces nord-américaines d’anoures possédant des phénologies de reproduction différentes (Rana sylvatica LeConte, 1825 et Bufo americanus Holbrook, 1836) peuvent modifier le moment de l’éclosion de leurs oeufs en réaction à trois indicateurs de risque environnemental, soit une infection avec des moisissures aquatiques, une exposition à des signaux simulés de prédation des oeufs et une exposition à des signaux simulés de prédation des larves. Les oeufs de B. americanus infectés par une moisissure aquatique (Saprolegniaceae) éclosent en moyenne 44% plus tôt que les oeufs témoins et ceux de R. sylvatica 19% plus tôt. De plus, lors d’expositions à des signaux simulés de prédation embryonnaire ou larvaire, les oeufs de B. americanus, mais non ceux de R. sylvatica, éclosent significativement plus tôt que les témoins. Les embryons de B. americanus éclosent avant d’avoir développé leur réaction musculaire, ce qui laisse croire que l’éclosion se fait grâce à une dégradation enzymatique de la capsule de l’oeuf combinée à un mouvement ciliaire plutôt que par une réaction comportementale. Bufo americanus se reproduit plus tard que R. sylvatica et réagit plus fortement à l’infection et aux signaux simulés de prédation. Cela peut être le reflet d’une sélection plus importante au cours de l’évolution par les pathogènes et les prédateurs qui s’accumulent dans les étangs à mesure que la saison de reproduction progresse. À notre connaissance, ces exemples constituent les premières mentions chez les amphibiens d’éclosions provoquées en réaction à des pathogènes aquatiques.

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2006

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