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Use of Stress-Hormone Levels and Habitat Selection to Assess Functional Connectivity of a Landscape for an Amphibian


Pierre Joly, email


Abstract:  The influence of landscape matrix on functional connectivity has been clearly established. Now methods to assess the effects of different land uses on species’ movements are needed because current methods are often biased. The use of physiological parameters as indicators of the level of resistance to animal movement associated with different land uses (i.e., matrix resistance) could provide estimates of energetic costs and risks to animals migrating through the matrix. To assess whether corticosterone levels indicate matrix resistance, we conducted experiments on substrate choice and measured levels of corticosterone before and after exposure of toads (Bufo bufo) to 3 common substrates (ploughed soil, meadow, and forest litter). We expected matrix resistance and hormone levels to increase from forest litter (habitat of the toad) to meadows to ploughed soil. Adult toads had higher corticosterone levels on ploughed soil than on forest litter or meadow substrates. Hormone levels did not differ between forest litter and meadow. Toads avoided moving onto ploughed soil. Corticosterone levels in juvenile toads were not related to substrate type; however, hormone levels decreased as humidity increased. Juveniles, unlike adults, did not avoid moving over ploughed soil. The difference in responses between adult and juvenile toads may have been due to differences in experimental design (for juveniles, entire body used to measure corticosterone concentration; for adults, saliva alone); differences in the scale of sensory perception of the substrate (juveniles are much smaller than adults); or differences in cognitive processes between adult and juvenile toads. Adults probably had experience with different substrate types, whereas juveniles first emerging from the water probably did not. As a consequence, arable lands could act as ecological traps for juvenile toads.


Resumen:  Se ha establecido la influencia de la matriz del paisaje sobre la conectividad funcional. Ahora se requieren métodos para evaluar los efectos de usos de suelo diferentes sobre los movimientos de especies porque los métodos actuales a menudo son sesgados. El uso de parámetros fisiológicos como indicadores del nivel de resistencia al movimiento animal asociado con usos de suelo diferentes (i. e., resistencia de la matriz) podrían proporcionar estimaciones de los costos energéticos y los riesgos para animales migrando por la matriz. Para evaluar si los niveles de corticoesterona indican la resistencia de la matriz, realizamos experimentos de selección de sustrato y medimos niveles de corticoesterona antes y después de la exposición de sapos (Bufo bufo) a 3 sustratos comunes (suelo arado, pastizal y hojarasca de bosque). Esperábamos que la resistencia de la matriz y los niveles de hormona incrementaran de hojarasca de bosque (hábitat de los sapos) a los pastizales al suelo arado. Los sapos adultos tuvieron niveles de corticoesterona más altos en suelo arado que en la hojarasca de bosque o los pastizales. Los niveles de hormona no difirieron entre la hojarasca y el pastizal. Los sapos evitaron moverse hacia el suelo arado. Los niveles de corticoesteron en sapos juveniles no se relacionaron con el tipo de sustrato; sin embargo, los niveles de hormona disminuyeron a medida que incrementó la humedad. Los juveniles, a diferencia de adultos, no evitaron moverse sobre suelo arado. La diferencia en las respuestas entre sapos adultos y juveniles puede deberse a diferencias en el diseño experimental (para juveniles, se utilizó todo el cuerpo para medir la concentración de corticoesterona; para adultos, solo se utilizó saliva); o a diferencias en los procesos cognitivos entre sapos adultos y juveniles. Los adultos probablemente tenían experiencia con diferentes tipos de sustrato, mientras que los juveniles emergiendo por primera vez del agua probablemente no la tenían. Como consecuencia, las tierras arables podrían actuar como trampas ecológicas para los sapos juveniles.