Correlated trait response: comparing amphibian defense strategies across a stress gradient

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Abstract:

Animals inhabiting complex environments often contend with multiple stressors that can select for conflicting responses. Individuals can mediate these conflicts by utilizing correlated responses across multiple traits. In aquatic habitats, larval amphibians often face conflicting, simultaneous pressures, such as ultraviolet-B (UV-B) radiation and predators. UV-B radiation and predation risk influence behavior and body color in many amphibian species, altering activity rates, refuge use, and coloration. When both UV-B and predators are present, individuals can avoid conflicts by coupling behavior with body color to form a correlated response. UV-B exposure rates vary along an elevation gradient, thus trait combinations may also vary. We quantified changes in activity rates and body color in two anuran species, the red-legged frog (Rana aurora Baird and Girard, 1852) (low elevations) and the cascades frog (Rana cascadae Slater, 1939) (high elevations), during exposure to predator chemical cues (rough-skinned newt, Taricha granulosa (Skilton, 1849)) and UV-B radiation. Rana aurora decreased activity in response to UV-B and became more cryptic over time, while R. cascadae coupled decreased activity rates in response to predators with dark body coloration to screen out UV-B. Both species responded with a correlated trait response, yet employed opposite strategies. This observed species difference may be reflective of differences in stress across habitats and availability of alternative defenses.

Les animaux qui vivent dans des milieux complexes doivent souvent faire face à de multiples sources de stress qui peuvent mener à la sélection de réactions incompatibles. Les individus peuvent réconcilier ces conflits en utilisant des réactions corrélées parmi leurs multiples traits. Dans les habitats aquatiques, les larves d’amphibiens subissent souvent des pressions simultanées qui sont en conflit, telles que la radiation ultraviolette B (UV-B) et les prédateurs. La radiation UV-B et la prédation influencent toutes deux le comportement et la coloration du corps chez plusieurs espèces d’amphibiens, entraînant une modification des taux d’activité, de l’utilisation des refuges et de la coloration. Lorsqu’il y a à la fois de l’UV-B et des prédateurs, les individus peuvent éviter le conflit en associant le comportement et la coloration corporelle pour produire une réaction corrélée. Comme les taux d’exposition à l’UV-B changent le long d’un gradient altitudinal, la combinaison de traits peut aussi varier. Nous avons mesuré les changements de taux d’activité et de coloration corporelle chez deux espèces d’anoures, la grenouille à pattes rouges (Rana aurora Baird et Girard, 1852) (basses altitudes) et la grenouille des Cascades (Rana cascadae Slater 1939) (hautes altitudes), lors d’expositions à des signaux chimiques de prédateurs (le triton rugueux, Taricha granulosa (Skilton, 1849)) et à la radiation UV-B. Rana aurora ont réduit leur activité en réaction à l’UV-B et sont devenues plus cryptiques avec le temps, alors que R. cascadae ont associé leur taux réduit d’activité en réaction aux prédateurs à une coloration plus foncée pour filtrer l’UV-B. Les deux espèces réagissent par une réponse corrélée de traits, tout en utilisant des stratégies opposées. Cette différence spécifique que nous observons peut refléter des différences de stress entre les habitats et la disponibilité de plusieurs moyens de défense de rechange.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2009

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