Dehydration-Induced Mortality and Premature Hatching in Gliding Treefrogs with Even Small Reductions in Humidity

Climate change is affecting rainfall patterns and increasing dry spells in the tropics. Although many environmental conditions can affect the hatching timing and survival of amphibian embryos, increased variation in rainfall and humidity can have particularly strong effects on species facing higher risk from dehydration, such as those with terrestrial eggs. Thus, it is important to understand how these environmental changes may affect the development, behavior, and immediate and long-term survival of amphibian embryos. We investigated whether Gliding Treefrog embryos (Agalychnis spurrelli) adaptively shift their hatching timing in response to dehydration risk, at the cost of smaller hatchling size. We raised embryos under three humidity levels and assessed egg and clutch hydration, hatching timing, and egg mortality. Mean humidity of 92% in Experiment I led to over 98% egg mortality by dehydration. A decrease from over 99 to 96% mean relative humidity in Experiment II induced premature hatching and reduced hatchling size across ages. Both clutch thickness and egg size increased at 99% and decreased at 96% humidity. Our results suggest that embryos of A. spurrelli are extremely dependent on consistent precipitation and particularly vulnerable to climate change. Although we did not directly measure differences in hatchling fitness, our results and previous findings suggest that small, premature hatchlings of A. spurrelli from dehydrated eggs would suffer higher mortality as tadpoles, thus embryos' self-defense against dehydration likely carries a delayed cost. These findings add to our understanding of how predicted climate changes may impact anuran early life stages.

El cambio climático está afectando los patrones de lluvias e incrementando los periodos de sequía en los trópicos. Aunque muchas condiciones ambientales afectan la sobrevivencia y el tiempo de eclosión en embriones de anfibios, mayor variación en la lluvia y la humedad puede tener efectos particularmente fuertes en especies que enfrentan un mayor riesgo de deshidratación, como las que tienen huevos terrestres. Por tanto, es importante entender como estos cambios ambientales pueden afectar el desarrollo, el comportamiento y la sobrevivencia inmediata y a largo plazo de embriones de anfibios. Investigamos si los embriones de la rana planeadora (Agalychnis spurrelli) cambian adaptativamente su tiempo de eclosión en respuesta al riesgo de deshidratación, al costo de nacer más pequeños. Criamos embriones bajo tres niveles de humedad y evaluamos la hidratación de huevos y nidadas, el tiempo de eclosión y la mortalidad de los huevos. La humedad al 92% en Experimento I indujo más del 98% de la mortalidad de huevos por deshidratación. Una disminución de más del 99 al 96% de la humedad relativa en Experimento II indujo la eclosión prematura y redujo el tamaño de renacuajos a través de las edades. Tanto el grosor de la nidada como el tamaño del huevo aumentaron al 99% y disminuyeron al 96% de humedad. Nuestros resultados sugieren que los embriones de A. spurrelli son extremadamente dependientes de precipitación constante y particularmente vulnerables al cambio climático. Aunque no medimos directamente las diferencias en fitness de los renacuajos, nuestros resultados y previas investigaciones sugieren que embriones prematuros y pequeños de A. spurrelli de huevos deshidratados podrían sufrir una mayor mortalidad como renacuajos, por lo que el nacimiento prematuro de los embriones ante la deshidratación probablemente conlleve un costo posterior. Estos resultados amplían nuestro entendimiento de cómo los cambios climáticos previstos puedes afectar las primeras etapas de vida de los anuros.