Site selection and spatial distribution of the phytotelm-breeding amphibian Melanophryniscus vilavelhensis (Anura, Bufonidae)

Abstract

Resumo: Anfíbios anuros ocupam diversos tipos de habitats, dentre esses destacam-se plantas que possuem a capacidade de acumular água em sua estrutura (fitotelmos). A maneira pelo qual os indivíduos ocupam esses sítios não é aleatória, respondendo a fatores bióticos e abióticos. As escolhas dos indivíduos têm consequências em uma escala maior, da dinâmica da população, que, pode então ser estudada a partir dessa perspectiva. Para anuros, a sobrevivência aparente e a capturabilidade, podem ser influenciadas tanto pelas escolhas individuais quanto pelas condições ambientais. Deste modo o objetivo deste estudo foi determinar quais variáveis estão associadas à seleção de habitat pelo anuro fitotelmata Melanophryniscus vilavelhensis Steinbach- Padilha, 2009 além de descrever aspectos de história natural, informações demográficas e ajustar um modelo de dinâmica populacional. O trabalho foi conduzido em uma área de Campos Naturais associado à Floresta com Araucária no Parque Estadual Vila Velha (PEVV). A amostragem ocorreu por meio de busca ativa no período noturno em duas áreas do parque, de Novembro de 2021 a abril de 2022 e agosto de 2022 a janeiro de 2023, totalizando 15 expedições de campo. Realizou-se a mensuração (comprimento rostro cloacal - CRC) e fotoidentificação de todos os indivíduos capturados. As medidas morfométricas dos fitotelmos (altura, raio, número de folhas e densidade da mesma espécie) e as propriedades físico-químicas da água (pH, condutividade, temperatura e quantidade de detritos) foram mensuradas nas plantas com presença do anuro e em uma planta de controle (ausente). Calculou-se a probabilidade de ocorrência do anuro em função das variáveis preditoras baseado em uma seleção de modelos lineares generalizados (GLM) com erros com distribuição binomial e função link logit. Realizou-se também uma regressão linear entre os parâmetros selecionados e o tamanho dos anuros. Para a dinâmica de população foi ajustado o modelo Cormack-Jolly-Seber (CJS) para populações fechadas. Todas as análises foram realizadas pelo software R. Foram capturados 62 indivíduos (55 machos e 7 fêmeas) e entre os trinta eventos de recaptura, treze (43,33%) ocorreram na mesma planta em que o anuro foi originalmente encontrado. A sobrevivência aparente dessa população foi constante no tempo com o valor de 0.996 entre as ocasiões de coleta, e a capturabilidade variou com a média de 0.265 ± 0.354. As variáveis relacionadas à arquitetura da planta foram as mais relevantes para explicar a escolha de fitotelmo pelo anuro. M. vilavelhensis elege como sítio plantas agrupadas (maior densidade) e menores (em altura e raio). Além disso machos maiores habitam plantas mais altas com tanques maiores. Em conclusão, nossos resultados sugerem que o anuro fitotelmata M.vilavelhensis exibe uma alta fidelidade de sítio e ocupa o microhabitat baseado em restrições morfológicas (tamanho). A distribuição geográfica restrita da espécie e a dependência de fitotelmos para a reprodução ressalta a importância da conservação não só para a espécie em si, mas também para o bioma Mata Atlântica, particularmente o mosaico de Campos Naturais e Florestas com Araucária.

Abstract: Anuran amphibians occupy various types of habitats, including plants that have the ability to accumulate water in their structures, known as phytotelms. The way individuals occupy these sites is not random and may be related to biotic and abiotic factors. By extrapolating individual choices to a larger scale, the contribution of these and other factors to population dynamics can be investigated. For anurans, apparent survival and detectability can be influenced by both individual choices and environmental conditions. Therefore, the objective of this study was to determine which variables are associated with habitat selection by the anuran species Melanophryniscus vilavelhensis Steinbach-Padilha, 2009 besides describing natural history data, demographic information, and adjusting a population dynamics model. The study was conducted in an area of natural grasslands associated with Araucaria Forest in Vila Velha State Park (VVSP). Active searches were carried out during the nighttime in two areas of the park from November 2021 to April 2022 and August 2022 to January 2023, totaling 15 field expeditions. Measurement was carried out (snoutvent length - SVL) and photo-identification of all captured individuals was performed. The morphometric measurements of the phytotelmata (height, radius, number of leaves, and density of conspecifics) and the physico-chemical properties of the water (pH, conductivity, temperature, and amount of debris) in the plants with the presence of the anuran and in a control plant (absent) were assessed. The probability of occurrence of the anuran was calculated based on predictor variables using a selection of generalized linear models (GLMs) with binomial distribution errors and a logit link function. A linear regression was also conducted between the selected parameters and the size of the anurans. For population dynamics, the Cormack-Jolly-Seber (CJS) model for closed populations was used. All analyses were performed using the R software. A total of 62 individuals were captured (55 males and 7 females), and among the thirty recapture events, thirteen (43.33%) occurred on the same plant where the anuran was originally found. The apparent survival of this population remained constant over time, with a value of 0.996, while capturability varied across occasions with a mean of 0.265 ± 0.354. Variables related to plant architecture were the most relevant in explaining the phytotelm selection by the anuran. M. vilavelhensis preferentially selected clustered plants (higher density) and smaller ones (in terms of height and radius). Additionally, larger males were found inhabiting taller plants with larger tanks. In conclusion, our findings suggest that the phytotelm-breeding anuran M. vilavelhensis exhibits high site fidelity and occupies the microhabitat based on morphological constraints (size). The species' restricted geographic distribution and dependence on phytotelms for reproduction underscore the importance of conservation, not only for the species itself but also for the Atlantic Forest biome, particularly the mosaic of Natural Grasslands and Araucaria Forests.