Developmental windows and origins of the chemical cues mediating hatching responses to injured conspecific eggs in the common frog (Rana temporaria)

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Abstract:

In amphibians, embryonic exposure to chemical cues resulting from a predation event on conspecific eggs can influence hatching traits. However, there is no information on the precise origin of the active substances, or on the critical period of embryonic development mediating such a process. In this context, common frog (Rana temporaria L., 1758) eggs were exposed at Gosner stage 2, 16, or 20 to chemical cues simulating predation on whole eggs, jelly envelopes, or embryos. Embryonic movement rate, hatching time, and developmental stage at hatching appeared unaffected by the nature of the treatment. In contrast, the embryonic treatments strongly affected the morphology of hatchlings, with the groups exposed to crushed whole eggs and jelly envelopes showing longer (exposures at stages 16 and 20) and deeper (exposure at stage 20) tails than their unexposed counterparts. In addition, exposure at stage 20 to crushed embryos also produced hatchlings with longer tails than the controls. Thus, morphological plasticity at hatching can result from a relatively short period of embryonic exposure to conspecific chemical cues. This critical period occurs at the completion of neurulation (stage 16), with the most marked effects resulting from an exposure at the last stage of embryonic development (stage 20).

Chez les amphibiens, l’exposition embryonnaire aux substances issues d’actes de prédation sur des œufs de même espèce peut influencer les traits d’éclosion. Toutefois, l’origine précise des substances actives et la période critique de développement embryonnaire régulant ce processus demeurent méconnues. Dans ce contexte, des œufs de grenouille rousse (Rana temporaria L., 1758) ont été exposés aux stades 2, 16 ou 20 de Gosner à des signaux chimiques simulant la prédation sur des œufs entiers, des enveloppes gélatineuses ou des embryons. La nature du traitement est demeurée sans influence sur les mouvements embryonnaires, la date d’éclosion et le stade de développement à l’éclosion. En revanche, les traitements ont affecté très significativement la morphologie des néonates, les groupes exposés aux broyats d’œufs entiers et d’enveloppes gélatineuses présentant des queues plus longues (expositions aux stades 16 et 20) et plus hautes (exposition au stade 20) que leurs congénères non exposés. De plus, l’exposition au stade 20 au broyat d’embryons a également produit des néonates avec des queues plus longues. Par conséquent, la plasticité morphologique à l’éclosion peut résulter d’une exposition embryonnaire relativement courte aux signaux chimiques intraspécifiques. Cette période critique survient après la neurulation (stade 16), les effets morphologiques les plus marqués apparaissant lorsque l’exposition a lieu au dernier stade du développement embryonnaire (stade 20).

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2008

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