Chemical defenses shift with the seasonal vertical migration of a Panamanian poison frog. (6th September 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Basham, Edmund W.; Saporito, Ralph A.; González‐Pinzón, Macario; Romero‐Marcucci, Angel; Scheffers, Brett R.
• Is Part Of: Biotropica. Volume 53:Number 1(2021)
• Page Start: 28
• Page End: 37
• Publication Date: 2020-09-06
• Subjects: alkaloid -- ant -- arboreal -- arthropod -- dendrobatid -- mite -- Panama -- seasonality -- tropical forest; Biotic communities -- Tropics -- Periodicals; Applied ecology -- Tropics -- Periodicals; Biology -- Tropics -- Periodicals; 577.80913
• DOI: 10.1111/btp.12842
• Languages: English
• ISSNs: 0006-3606

Abstract

Abstract: Dendrobatid poison frogs sequester lipophilic alkaloids from their arthropod prey to use as a form of chemical defense. Some dendrobatid frogs seasonally migrate between the leaf litter of the forest floor in the dry season to the canopy in the wet season, which may yield differences in prey (arthropods) and therefore alkaloid availability over space and time. Here, we document a seasonal vertical migration of Andinobates fulguritus (the yellow‐bellied poison frog) from ground to canopy between dry and wet seasons. We observed turnover in alkaloid composition between seasons and found that dry season frogs contained a lower relative quantity of alkaloids; however, there was no change in alkaloid richness between seasons. The 77 alkaloids of 13 structural classes identified in this population appear to be derived mostly from mites and ants, though the two most common alkaloids were mite derived. Our observed shifts in defensive profiles are consistent with well‐documented turnover in mite and ant communities between seasons and vertical strata. As climate change is expected to lengthen and strengthen dry seasons in many tropical regions, our results suggest that arboreal poison frogs forced to the ground for longer periods of time may see a shift in the abundance of alkaloids, possibly decreasing their defensive potential. This study provides further predictions for the wide‐reaching effects of climate change, even as nuanced as charismatic poison frogs losing their poisons. Abstract in Spanish is available with online material. Abstract : Poison frogs that migrate between habitats tracking seasonal climate patterns see a shift in their chemical defenses. With climate change set to affect the seasonality of tropical regions, many poison frogs may therefore face significant alterations to their defensive capabilities. Resumen: Las ranas venenosas dendrobatidas secuestran alcaloides lipofílicos de sus presas de artrópodos para usarlas como una forma de defensa química. Algunas ranas dendrobatidas migran estacionalmente entre la hojarasca del suelo del bosque en la estación seca al dosel en la estación húmeda, lo que puede generar diferencias en presa (artrópodos) y, por la tanto, en la disponibilidad de alcaloides en el espacio y el tiempo. Aquí, documentamos una migración vertical estacional de Andinobates fulguritus (la rana venenosa de vientre amarillo) del suelo al dosel entre las estaciones seca y húmeda. Observamos una rotación en la composición de alcaloides entre estaciones y encontramos que las ranas de la estación seca contenían una cantidad relativa menor de alcaloides; sin embargo, no hubo cambios en la riqueza de alcaloides entre las estaciones. Los 77 alcaloides de 13 clases estructurales identificados en esta población parecen derivar principalmente de ácaros y hormigas, aunque los dos alcaloides más comunes fueron derivados de ácaros. Nuestros cambios observados en los perfiles defensivos son consistentes con una rotación bien documentada en comunidades de ácaros y hormigas entre estaciones y estratos verticales. Como se espera que el cambio climático alargue y fortalezca las estaciones secas en muchas regiones tropicales, nuestros resultados sugieren que las ranas venenosas arbóreas forzadas al suelo por periodos más largos de tiempo podrían ver un cambio en la abundancia de alcaloides, posiblemente disminuyendo su potencial defensivo. Este estudio proporciona más predicciones para los efectos de gran alcance del cambio climático, incluso tan matizados como las carismáticas ranas venenosas perdiendo sus venenos.