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Keywords:

  • amphibian;
  • climate change;
  • critical thermal maximum;
  • global change;
  • guild;
  • life-history stage;
  • thermal tolerance

Abstract

Species may circumvent the impacts of climate warming if the habitats they use reduce ambient temperature. In this study, we identified which frog species from a tropical montane rain forest in the Philippines may be vulnerable to climate warming. To do so, we selected five anuran species that utilize four breeding habitats and identified the sensitivity and exposure of tadpoles and direct-developer eggs to heat by measuring their critical thermal maximums (CTmax) and the habitat-specific temperatures they experience. Our study species included two direct-developer frogs—one species that lays its eggs on exposed leaves, and another that lays its eggs in ferns—and three species that produce aquatic free-swimming tadpoles—two stream breeders, and one phytotelm (tree hole) breeder. We compared thermal tolerances derived from microclimates of breeding habitats with tolerances derived from macroclimate (i.e., non-buffered air temperature taken from the rain forest canopy). We also examined whether differences in CTmax existed across life-history stages (egg, metamorph/young-of-year, and adult) for the two direct-developer frog species. Habitats buffered ambient temperature and expanded thermal tolerances of all frog species. We found that direct-developers, however, are more vulnerable to increased temperatures than aquatic breeders—indicated by their high sensitivity to temperature, and exposure to high temperatures. Direct-developer eggs were more sensitive to warming than both metamorph and adult life-history stages. Thermally buffered microhabitats may represent the only protection against current and impending climate warming. Our data highlight the importance of considering sensitivity and exposure in unison when deciphering warming vulnerability of frogs.

Resumen

Especies pueden evitar los impactos del calentamiento climático si los hábitats que se usan reducen la temperatura ambiente. En este estudio, nosotros identificamos cuales de las especies de ranas pueden ser vulnerables al calentamiento climático de un bosque montano tropical de las Filipinas. Para hacer esto, elegimos cinco especies de anuros que se usan cuatro hábitats de cría y identificamos la sensibilidad y la exposición de los renacuajos y los huevos de desarrollo directo para calentar por medición de su máximo térmico crítico (MTC) y las temperaturas de sus hábitats específicos que se experimentan. Nuestras especies de estudio incluyeron dos ranas de desarrollo directo—una especie que deposita sus huevos en las hojas expuestas, y otra que deposita sus huevos al dentro de helechos—y tres especies que producen renacuajos acuáticos que nadan libremente—dos criadores de arroyo, y un criador de fitotelma (agujero de árbol). Comparamos las tolerancias térmicas derivados de microclima (temperatura del aire sin amortiguador del dosel de la selva tropical). También examinamos si las diferencias en MTC existieron a través de las etapas del ciclo de la vida (huevo, metamorfo/jóvenes del año, y adulto) para las dos especies de ranas de desarrollo directo. Los hábitats amortiguaron la temperatura ambiente y extendieron las tolerancias térmicas de todas las especies de ranas. Sin embargo, descubrimos que las ranas de desarrollo directo son mas vulnerables que criadores acuáticos a las temperaturas aumentadas—esto fue indicado por su sensibilidad alta a la temperatura y su exposición a temperaturas altas. Huevos de desarrollo directo eran más sensibles al calentamiento que las etapas de los metmorfos y los adultos. Microhábitats con amortiguador térmico pueden representar la única protección contra el calentamiento climático corriente y inminente. Nuestros datos destacan la importancia de la sensibilidad y la exposición al unísono cuando descifrando la vulnerabilidad de calentamiento de ranas.