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Impact and Dynamics of Disease in Species Threatened by the Amphibian Chytrid Fungus, Batrachochytrium dendrobatidis

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Abstract

Abstract: Estimating disease-associated mortality and transmission processes is difficult in free-ranging wildlife but important for understanding disease impacts and dynamics and for informing management decisions. In a capture–mark–recapture study, we used a PCR-based diagnostic test in combination with multistate models to provide the first estimates of disease-associated mortality and detection, infection, and recovery rates for frogs endemically infected with the chytrid fungus Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), which causes the pandemic amphibian disease chytridiomycosis. We found that endemic chytridiomycosis was associated with a substantial reduction (approximately 38%) in apparent monthly survival of the threatened rainforest treefrog Litoria pearsoniana despite a long period of coexistence (approximately 30 years); detection rate was not influenced by disease status; improved recovery and reduced infection rates correlated with decreased prevalence, which occurred when temperatures increased; and incorporating changes in individuals' infection status through time with multistate models increased effect size and support (98.6% vs. 71% of total support) for the presence of disease-associated mortality when compared with a Cormack–Jolly–Seber model in which infection status was restricted to the time of first capture. Our results indicate that amphibian populations can face significant ongoing pressure from chytridiomycosis long after epidemics associated with initial Bd invasions subside, an important consideration for the long-term conservation of many amphibian species worldwide. Our findings also improve confidence in estimates of disease prevalence in wild amphibians and provide a general framework for estimating parameters in epidemiological models for chytridiomycosis, an important step toward better understanding and management of this disease.

Abstract

Resumen: La estimación de la mortalidad asociada a enfermedades y los procesos de transmisión es difícil en vida silvestre libre pero importante para entender los impactos y la dinámica de las enfermedades y para información para decisiones de manejo. En un estudio de captura-marca-recaptura, utilizamos una prueba diagnóstico basada en PCR en combinación con modelos multiestado para proporcionar las primas estimaciones de mortalidad asociada con enfermedades y de tasas de detección, infección y recuperación de ranas infectadas endémicamente por el hongo quitridio Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), que provoca la quitridiomicosis, enfermedad pandémica de anfibios. Encontramos que la quitridiomicosis se asoció con una reducción sustancial (∼38%) en la supervivencia mensual aparente de la rana arborícola amenazada Litoria pearsoniana no obstante un largo período de coexistencia (∼30 años); la tasa de detección no fue influida por el estatus de la enfermedad; una mejor recuperación y la reducción en las tasas de infección se correlacionaron con una disminución en la prevalencia, lo que ocurrió cuando las temperaturas incrementaron y la incorporación de cambios en el estatus de infección de individuos en el tiempo con los modelos multiestado incrementaron el efecto del tamaño y soporte (98.6% vs. 71% de soporte total) para la presencia de mortalidad asociada a enfermedades cuando comparamos con el modelo Cormack-Jolly-Seber en el que se restringió el estatus de la infección para el tiempo de la primera captura. Nuestros resultados indican que las poblaciones de anfibios pueden enfrentar la presión significativa actual de la quitridiomicosis mucho después de que aminoren las epidemias asociadas con invasiones iniciales de Bd, una consideración importante para conservación a largo plazo de muchas especies de anfibios en el mundo. Nuestros hallazgos también mejoran la confianza en estimaciones de la prevalencia de enfermedades en anfibios silvestres y proporcionan un marco general para la estimación de parámetros en modelos epidemiológicos para quitridiomicosis, un paso importante hacia un mejor entendimiento y manejo de esta enfermedad.

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