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Relations between Conspecific Density and Effects of Ultraviolet-B Radiation on Tadpole Size in the Striped Marsh Frog

Authors


Abstract

Global increases in ultraviolet-B radiation (UVBR) associated with stratospheric ozone depletion are potentially contributing to the decline of numerous amphibian species around the world. Exposure to UVBR alone reduces survival and induces a range of sublethal effects in embryonic and larval amphibians. When additional environmental stressors are present, UVBR can have compounding negative effects. Thus, examination of the effects of UVBR in the absence of other stressors may substantially underestimate its potential to affect amphibians in natural habitats. We examined the independent and interactive effects of increased UVBR and high conspecific density would have embryonic and larval striped marsh frogs (Limnodynastes peronii). We exposed individuals to a factorial combination of low and high UVBR levels and low, medium, and high densities of striped marsh frog tadpoles. The response variables were time to hatching, hatching success, posthatch survival, burst-swimming performance of tadpoles (maximum instantaneous swim speed following an escape response), and size and morphology of tadpoles. Consistent with results of previous studies, we found that exposure to UVBR alone increased the time to hatching of embryos and reduced the burst-swimming performance and size of tadpoles. Similarly, increasing conspecific density increased the time to hatching of embryos and reduced the size of tadpoles, but had no effect on burst-swimming performance. The negative effect of UVBR on tadpole size was not apparent at high densities of tadpoles. This result suggests that tadpoles living at higher densities may invest relatively less energy in growth and thus have more energy to repair UVBR-induced damage. Lower densities of conspecifics increased the negative effects of UVBR on developing amphibians. Thus, low-density populations, which may include declining populations, may be particularly susceptible to the detrimental effects of increased UVBR and thus may be driven toward extinction faster than might be expected on the basis of results from single-factor studies.

Relaciones entre la Densidad Conespecífica y los Efectos de la Radiación Ultravioleta-B sobre el Tamaño de Renacuajos de Limnodynastes peronei

Resumen

Los incrementos en la radiación ultravioleta-B (RUVB) asociados con la disminución de ozono atmosférico potencialmente están contribuyendo a la declinación de numerosas especies de anfibios en el mundo. La exposición a RUVB por si sola reduce la supervivencia e induce una gama de efectos subletales en embriones y larvas de anfibios. Cuando hay la presencia de estresantes mbientales adicionales, la RUVB puede tener efectos negativos combinados. Por lo tanto, el análisis de los efectos de la RUVB en ausencia de otros estresantes puede subestimar sustancialmente su potencial para afectar anfibios en hábitats naturales. Examinamos los efectos independientes e interactivos del incremento de RUVB y la densidad conespecífica de embriones y larvas de ranas (Limnodynastes peronii). Expusimos a individuos a una combinación factorial de niveles bajos y altos de RUVB y densidades bajas, medianas y altas de renacuajos de L. peronii. Las variables de respuesta fueron el tiempo hasta la eclosión, éxito de eclosión, supervivencia de postlarvas, explosión natatoria de renacuajos (velocidad máxima instantánea de nado después de una respuesta de escape) y tamaño y morfología de renacuajos. Consistente con los resultados de estudios previos, encontramos que la exposición a la RUVB por si sola incrementó el tiempo hasta la eclosión de los embriones y redujo la explosión natatoria y el tamaño de los renacuajos. Similarmente, el incremento de la densidad conespecífica incrementó el tiempo hasta la eclosión de los embriones y redujo el tamaño de los renacuajos, pero no tuvo efecto sobre la explosión natatoria. El efecto negativo de la RUVB sobre el tamaño de los renacuajos no fue aparente en densidades altas de renacuajos. Este resultado sugiere que los renacuajos que viven en densidades altas pueden invertir relativamente menos energía en el crecimiento y por tanto tienen más energía para reparar daños inducidos por la RUVB. Densidades bajas de conespecíficos incrementaron los efectos negativos de la RUVB sobre los anfibios en desarrollo. Por lo tanto, poblaciones con baja densidad, que pueden incluir poblaciones en declinación, pueden ser particularmente susceptibles a los efectos perjudiciales del incremento de RUVB y por lo tanto pueden llegar a extinguirse más rápidamente de lo esperado a partir de los resultados de estudios de un solo factor.

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