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TESINA PARA OPTAR POR EL GRADO DE LICENCIATURA EN CIENCIAS
BIOLÓGICAS
BIOLOGÍA REPRODUCTIVA DE UNA POBLACIÓN
URUGUAYA DE Odontophrynus americanus (DUMÉRIL &
BIBRON, 1841) (ANURA, CYCLORAMPHIDAE)
Vanessa Valdez
Orientador: Dr. Raúl Maneyro
Instituto de Ecología y Ciencias Ambientales
Laboratorio de Sistemática e Historia Natural de Vertebrados
Tribunal: Dr. José Carlos Guerrero y Msc. Melitta Meneghel
Octubre 2012
Foto: Raúl Maneyro
TABLA DE CONTENIDO
Agradecimientos .................................................................................................... 3
Resumen ................................................................................................................. 4
INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 5
MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................... 10
RESULTADOS .................................................................................................... 14
Patrones de actividad ......................................................................................... 14
Inversión reproductiva ....................................................................................... 16
Variación temporal en la abundancia de Cuerpos Grasos ................................. 22
DISCUSIÓN ........................................................................................................ 24
Patrones de actividad ......................................................................................... 24
Inversión reproductiva ....................................................................................... 27
Variación temporal en la abundancia de Cuerpos Grasos ................................. 30
CONCLUSIONES ............................................................................................... 32
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................. 34
3
Agradecimientos
Quiero agradecerle a Raúl Maneyro por permitirme llevar acabo esta
pasantía, por guiarme en este camino e iniciarme en la investigación, por el apoyo
constante y la buena onda. A Santiago Carreira, Ignacio Lombardo, Edwin da
Costa y Alejandro Núñez que fueron quienes colectaron los ejemplares que se
utilizaron en este trabajo. A Melitta Meneghel y José Carlos Guerrero por aceptar
formar parte del tribunal y por sus correcciones y sugerencias. A Arley Camargo
por estar para mis consultas y a Noelia Gobel por su ayuda en la toma de datos. A
mis compañeros del Laboratorio de Sistemática e Historia Natural: Gise, Fede,
Colo, Ale, Nacho, Ceci y Ernesto, por la ayuda y el ánimo, por estar siempre para
mis dudas y consultas, por los lindos momentos vividos en el laboratorio, salidas
de campo y comidas. A Nico por el apoyo incondicional y por aguantar mi mal
humor en los momentos difíciles. Agradezco a mi familia y amigos por darme
siempre para adelante y entender mis ausencias.
4
Resumen
En este trabajo se describe el patrón reproductivo de una población
uruguaya de Odontophrynus americanus (Duméril & Bribon, 1841), especie que
se caracteriza por presentar una dinámica reproductiva del tipo explosivo. Los
ejemplares fueron colectados mensualmente en la localidad de Rincón de Zamora
(departamento de Tacuarembó) entre marzo de 2007 y enero del 2008 y se
encuentran depositados en la Colección Zoología de Vertebrados (ZVCB) de la
Facultad de Ciencias, UdelaR, Montevideo, Uruguay. Se estudiaron 364
ejemplares, de los cuales 257 fueron juveniles. Entre los 107 adultos colectados se
tienen 66 hembras grávidas, 5 inmaduras y 36 machos. Los adultos de esta especie
presentan dimorfismo sexual, siendo las hembras significativamente más grandes
que los machos. El valor medio de la masa de ovario (MO) fue 1,22 (±0,14) g y el
número promedio de ovocitos (fecundidad: F) fue de 2.022 (±225,41). La mayoría
de las hembras presentaron inversión reproductiva (IR) baja con media de 6,04
(±0,6) %. En machos la media del volumen de ambos testículos (VT) fue 26,88
(±1,99) mm³. Se encontró una asociación positiva significativa entre la masa del
ovario (MO) y la masa corporal (M) (r²= 0,14; p < 0,05), entre fecundidad (F) y
largo hocico-cloaca (LHC) (r²= 0,12; p < 0,05), entre tamaño de ovocito y
fecundidad (r²= 0,32; p < 0,0001) y entre VT y LHC (r²= 0,11; p < 0,045). La IR,
el VT y la abundancia de los cuerpos grasos (CG) no varió a lo largo de los meses.
En juveniles la abundancia de CG no mostró un patrón claro de variación
temporal, aunque la mayoría de los ejemplares de invierno presentaron CG
escasos y ausentes, al tiempo que los ejemplares con abundantes CG
predominaron en primavera. No se encontró una relación significativa entre la
actividad reproductiva de Odontoprhrynus americanus con la temperatura, aunque
si se constató una asociación con las precipitaciones.
5
INTRODUCCIÓN
Los anfibios presentan una gran diversidad de estrategias reproductivas
que se encuentran asociadas a los patrones de actividad y los modos de
reproducción exhibidos (Duellman & Trueb, 1994). Estos patrones y modos de
reproducción se han interpretado como respuestas a condiciones ambientales
como los factores climáticos, el fotoperíodo, ciclos internos e interacciones
bióticas (Prado & Haddad, 2005; Both et al., 2008; Canavero et al., 2008).
En las regiones tropicales donde no existe una pronunciada estacionalidad,
muchas especies de anuros son capaces de presentar ciclos de reproducción
continua. En estas regiones, otras especies se reproducen en la temporada lluviosa
porque es donde aumenta la oferta de cuerpos de agua que constituyen los sitios
de oviposición. Por otra parte, en zonas templadas y subtropicales estacionales, la
temperatura parece ser el principal factor que estimula el inicio del período
reproductivo (Duellman & Trueb, 1994), aunque una combinación de factores
(humedad y fotoperíodo) pueden tener mayor poder predictivo de los ciclos
anuales (Both et al., 2008).
Wells (1977, 2007) propone dos tipos de estrategias temporales
reproductivas: la prolongada y la explosiva. En las especies que presentan
reproducción prolongada o estacional el período de actividad se extiende varios
meses, provocando que los individuos sean más vulnerables a los depredadores
(Wells, 1977). Ambos sexos llegan de forma asincrónica al lugar de reproducción,
los machos vocalizan desde posiciones fijas para atraer a las hembras (sistema
6
tipo lek), las que son selectivas. En estas especies el éxito reproductivo de los
machos depende de la eficiencia competitiva a través del canto (Wells, 1977). En
cambio, la reproducción explosiva puede ocurrir en días u horas, la llegada de
machos y hembras al sitio reproductivo es sincrónica y hay formaciones de coros.
Adicionalmente existe búsqueda activa y combate físico entre los machos por las
hembras que se concentra en el espacio y en el tiempo. Consecuentemente, el
éxito reproductivo de los machos depende de la velocidad en tomar las hembras.
Este tipo de estrategias reproductivas representan extremos de un continuo con
patrones intermedios que combinan características de ambos (Prado & Haddad,
2005; Rodrigues et al., 2004; Wells, 2007).
Las diferentes estrategias elegidas por las hembras deben equilibrar la
cantidad de energía dedicada a la reproducción, el crecimiento y la supervivencia,
además de contemplar el compromiso entre cantidad versus calidad de la
descendencia (Castellano et al., 2004). Estudios realizados por Camargo et al.
(2005, 2008) con poblaciones de Physalaemus gracilis (Boulenger, 1883) y
Physalaemus biligonigerus (Cope, 1861) (dos especies con actividad reproductiva
estacional) y estudios efectuados por Rodrigues et al. (2003, 2004) con
poblaciones de Elachistocleis bicolor (Guerin-Méneville, 1838) y Eupemphix
nattereri (Steindachner, 1863) (dos especies con actividad reproductiva
explosiva), demostraron la existencia de una relación positiva entre fecundidad y
tamaño corporal en hembras. Independientemente de la estrategia reproductiva,
las hembras adultas con mayor tamaño, parecen ser las que tienen mayor éxito
reproductivo, ya que pueden alojar más cantidad de ovocitos o aumentar el
7
tamaño de los mismos (cantidad o calidad) (Castellano et al., 2004; Prado &
Haddad, 2005; Rodrigues et al., 2004; Howard, 1988). Los anuros, por presentar
crecimiento continuo, muestran una alometría positiva de asignación reproductiva,
ya que los individuos adultos de mayor tamaño gastan proporcionalmente más
energía sobrante en reproducción que individuos pequeños (Reiss, 1989).
La inversión o esfuerzo reproductivo ha sido definido como la proporción
de recursos que se invierten en la reproducción durante un período definido
(Gadgil & Bossert, 1970). Una forma de estimar dicha inversión en anuros es
medir el tamaño, masa, o volumen de las gónadas en relación con el tamaño,
masa, o volumen corporal (Crump, 1974; Prado et al., 2000).
En un estudio con Leptodactylus fuscus (Schneider, 1799) realizado por
Maragno & Cechin (2009) encontraron que la longitud de los testículos está
correlacionada positivamente con el tamaño de los individuos. Por otra parte, se
conoce que la masa de testículos se incrementa durante la gametogénesis debido a
la maduración de células espermatogénicas (Duellman & Trueb, 1994).
Asimismo, una alta inversión en las gónadas de machos puede indicar
competencia espermática, tal como fue postulado para algunas especies
simpátricas de Leptodactylus (Prado & Haddad, 2003).
Los cuerpos grasos son estructuras donde los anfibios almacenan los
lípidos, que son utilizados para el crecimiento, supervivencia y reproducción. La
abundancia de cuerpos grasos varía de acuerdo a la temperatura y el alimento
disponible, por lo tanto son buenos indicadores del estado nutricional del
8
organismo (Church, 1960; Jørgensen, 1992). Los resultados obtenidos en varios
estudios sugieren que existe una asociación entre la abundancia de cuerpos grasos
y el estado reproductivo del animal, encontrándose en general una correlación
negativa entre ambos parámetros (Brenner & Brenner, 1969; Díaz-Paéz & Ortiz,
2001; Prado & Haddad, 2005). Los cuerpos grasos parecen contribuir con el
colesterol para la formación de prostaglandinas, las cuales tienen un papel
importante en la espermatogénesis (Kasinathan et al., 1979). También se sugiere
que los lípidos son utilizados para la vitelogénesis en hembras, ya que disminuyen
su volumen durante el período de desove, mientras el tamaño de los ovocitos se
incrementa (Díaz-Paéz & Ortiz, 2001). Estas reservas lipídicas también son
utilizadas como fuente de energía durante la estivación, pueden comprender de un
3-5 % de la masa corporal en períodos previos y se reducen considerablemente
luego de la estivación (Hillman et al., 2009).
Existe un escaso marco teórico específico que relacione los patrones de
actividad con la inversión reproductiva en anfibios con las estrategias
reproductivas de tipo explosivo, ya que la mayoría de los trabajos fueron hechos
sobre especies con reproducción estacional o prolongada p. ej.: Physalaemus
gracilis y Physalaemus biligonigerus (Camargo et al., 2005, 2008).
En el género Odontophrynus no se han realizado este tipo de estudios a
pesar de que pueden generar especial interés por tratarse de especies con
estrategia reproductiva del tipo explosiva (Canavero et al., 2008; Gomes dos
Santos et al., 2008). En Uruguay habitan dos especies pertenecientes al género,
una de ellas, Odontophrynus maisuma Rosset, 2008 de reciente descripción, está
9
restringida a los ambientes costeros (Rosset, 2008). La otra especie, O.
americanus (Duméril & Bibron, 1841) se encuentra en todo el territorio uruguayo,
ocupando una gran variedad de hábitats, desde pastizales y lagunas temporales,
hasta ambientes urbanos (Achaval & Olmos, 2007). Esta especie presenta
comportamiento fosorial y hábitos nocturnos. Existe dimorfismo sexual, que se
evidencia por la presencia del saco vocal coloreado de negro en machos. Durante
la reproducción, las hembras dejan caer ovocitos de color negro y el amplexo se
realiza en cuerpos de agua lénticos (Achaval & Olmos, 2007).
El objetivo general de este trabajo es describir las principales
características de la biología reproductiva de una población de Odontophrynus
americanus.
Los objetivos específicos son:
1) Verificar posibles asociaciones entre la fecundidad y el tamaño corporal en
hembras.
2) Analizar la variación de la inversión reproductiva en hembras grávidas.
3) Estudiar posibles asociaciones entre el tamaño testicular y el tamaño corporal
en machos y explorar la variación del tamaño de los testículos a lo largo del año.
4) Investigar posibles asociaciones entre la abundancia de los cuerpos grasos y la
actividad reproductiva en adultos de ambos sexos y verificar si estas estructuras
presentan variación estacional en juveniles.
10
5) Explorar posibles asociaciones entre factores climáticos y la actividad
reproductiva.
Hipótesis: Dado que en las especies con dinámica reproductiva del tipo
explosiva, el momento del evento reproductivo es impredecible, los
organismos necesitan tener recursos energéticos disponibles en cualquier
momento del año.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los ejemplares de Odontophrynus americanus usados en este trabajo se
encuentran depositados en la Colección de Zoología de Vertebrados de la
Facultad de Ciencias y fueron capturados mensualmente con trampas de caída,
entre marzo de 2007 y enero del 2008 en la localidad de Rincón de Zamora,
departamento de Tacuarembó (32º26`06``S, 55º31`59``W). Se usaron un total de
364 individuos, que fueron medidos (largo hocico cloaca: LHC), pesados (masa
corporal: M) y sexados por análisis gonadal.
Se consideraron hembras grávidas aquéllas que presentaron ovocitos
completamente desarrollados (post-vitelogénicos), con hemisferios diferenciados
11
(polo animal o germinal marrón oscuro y polo vegetal color marfil). A estas
hembras maduras se les extrajeron los ovarios para medir su masa (MO). Luego se
registró el número total de ovocitos maduros (fecundidad: F)) y se calculó el
promedio del diámetro de ovocitos (DO) en cada individuo (en base a diez
medidas en cada ovario) (Camargo et al., 2005).
Se estimó la inversión reproductiva individual (IR) en hembras como el
porcentaje del cociente entre la masa del ovario y la masa corporal (Prado &
Haddad, 2005; Rodrigues et al., 2004, 2005). Se midió el largo y ancho de los
testículos de los machos, para calcular su volumen (VT) con la fórmula del
elipsoide (Dunham, 1981):
Para los datos de las hembras se realizaron análisis de regresión lineal para
estudiar la asociación entre las variables reproductivas (MO, F, DO e IR) y las
variables morfológicas (LHC y M) (Camargo et al., 2005) (Tabla 1). En los datos
de los machos se realizaron análisis de regresión lineal para estudiar la correlación
entre VT (suma del volumen de los dos testículos) y las variables morfológicas
(M y LHC) (Martori et al., 2005) (Tabla 1).
Se extrajeron los cuerpos grasos (CG) en machos y hembras y se midió la
masa de los mismos. Posteriormente se calculó un índice de relación como el
cociente entre la masa de los CG y la masa corporal (M), a los efectos de describir
la variación estacional en la abundancia de CG y de buscar posibles asociaciones
entre los mismos con la actividad reproductiva. Para esto se realizaron regresiones
12
lineales entre el índice de CG y las variables reproductivas (MO, F, IR, VT)
(Tabla 1). En individuos juveniles los CG se pudieron pesar sólo en algunos
ejemplares por lo que se cuantificaron en forma categórica según su masa:
ausentes (no se observaron), escasos (<0,001g), medios (0.001-0,01g) y
abundantes (>0,01g).
Tabla 1. Significado de las abreviaturas.
Para estudiar las posibles asociaciones entre la actividad reproductiva y las
variables climáticas se utilizaron datos de temperatura y precipitación
proporcionados por la Dirección Nacional de Meteorología (INE, 2009) y fueron
iterados (por interpolación plana utilizando el método de kriging) a partir de 14
estaciones meteorológicas próximas al área de estudio, utilizando el programa
ArcGis versión 9.3 (Figura 1).
Abreviatura Definición
LHC
M
MO
F
DO
IR
VT
CG
Largo Hocico - cloaca
Masa corporal
Masa de ovarios
Fecundidad (N° de ovocitos maduros)
Diámetro de ovocitos
Inversión reproductiva
Volumen testicular
Cuerpos grasos
13
Las pruebas de normalidad se realizaron con el test de Shapiro-Wilks. Para
observar la variación mensual de LHC, IR y de VT se utilizó el test no
paramétrico de Kruskal-Wallis. Las diferencias de tamaño y masa entre sexos se
analizaron a través del Test U de Mann-Whitney. También se realizó la prueba de
correlación de rangos de Spearman para ver si las variaciones de abundancia
relativa de machos y hembras están sincronizadas entre sí a lo largo del tiempo.
Todos los test se realizaron con el programa XLStat-Pro versión7.5.2. Las
regresiones lineales se realizaron con el programa Statistical versión 6.1.
Figura 1. Temperatura media mensual (°C) y precipitaciones acumuladas (mm) en el área de
estudio durante el período de captura.
14
RESULTADOS
Patrones de actividad:
Para el presente trabajo se estudiaron un total de 364 ejemplares. Se
encontró una correlación positiva entre la masa del individuo (M) y el largo
hocico-cloaca (LHC) (r²= 0,86; p < 0,0001). Se observó una variación mensual en
LHC (H= 172,9; p < 0,05), predominando los valores más altos en los meses
cálidos (Figura 2), la mediana fue 22,5 (±10,9) mm y los valores mínimos y
máximos fueron 14,2 mm y 53,9 mm, respectivamente. Se encontró dimorfismo
sexual en ejemplares adultos, tanto en peso (U= 816; p < 0,05) como en LHC (U=
818; p < 0,05), siendo las hembras significativamente mayores que los machos.
Mediana
25%-75%
Ma
rzo
Ab
ril
Ma
yo
Ju
nio
Ju
lio
Ag
osto
Se
tie
mb
re
Octu
bre
No
vie
mb
re
Dic
iem
bre
En
ero
Meses
15
20
25
30
35
40
45
50
LH
C (
mm
)
Figura 2. Variación mensual en valores de la mediana de la Longitud Hocico Cloaca (LHC) (mm)
de O. americanus.
15
Se encontraron hembras grávidas en todos los meses de estudio menos en junio
(donde se encontró sólo una hembra inmadura), registrándose un importante pico
en marzo (Figura 3). El mínimo LHC para una hembra grávida fue de 27,9 mm,
por lo cual, por encima de este valor, todas las hembras fueron consideradas
adultas. Por otra parte, los machos adultos aparecen en todos los meses menos en
abril y son más abundantes en marzo (Figura 3). Entre los machos que
presentaban el saco vocal pigmentado de negro, el mínimo LHC fue de 36,4 mm,
por lo cual, los que superaron esta medida fueron considerados adultos. Además
en machos adultos, a diferencia de los juveniles, las gónadas se encontraban más
desarrolladas permitiendo medirlas e identificar su sexo fácilmente.
Figura 3. Distribución mensual de la frecuencia relativa de juveniles, machos, hembras grávidas y
hembras inmaduras de O. americanus.
16
El mes en el que se concentraron más hembras grávidas (39,4%) y machos
maduros (50%) fue en marzo (Figura 3). Este coincide con la mayor acumulación
de precipitaciones así como constituye uno de los meses con mayor media de
temperatura. (Figura 1). El 71% de la muestra está representado por juveniles,
éstos se encuentran principalmente en los meses de invierno (Julio y Agosto)
(Figura 3).
La actividad reproductiva de las hembras y machos no estuvo
correlacionada con la temperatura media (r²= 0,30, p= 0,06; r²= 0,13, p= 0,36;
respectivamente), por otro lado, se encontró una correlación positiva con las
precipitaciones tanto en hembras como en machos (r²= 0,42, p= 0,04; r²=0,53, p=
0,02, respectivamente).
No se encontró una sincronización entre la frecuencia de hembras y
machos adultos (r= 0,53; p= 0,09). La razón de sexos (Rs= n° de machos/n° de
hembras) fue máxima en los meses de agosto, setiembre y diciembre (Rs= 1) y
mínima en el mes de noviembre (Rs= 0,22), siendo cero en abril, ya que no se
encontraron machos.
Inversión reproductiva:
Hembras: En toda la muestra se encontraron 66 hembras grávidas (93%
del total de hembras adultas) cuya media de masa corporal fue 20,32 (±7,5) g y
cuyo LHC medio fue 43,5 (±4,9) mm (Tabla 2). La media de la masa de ambas
gónadas fue 1,22 (±0,14) g (Tabla 2), el mínimo 0,08 g y el máximo 4,66 g. El
17
número medio de ovocitos maduros para ambos ovarios fue 2.022 (±225,41)
(Tabla 2); el mínimo 28 y el máximo 7.860, ambas hembras fueron capturadas en
marzo (donde se ubicó el 39,4% de la muestra). El diámetro medio de ovocitos
maduros para ambos ovarios fue 0,97 (±0,11) mm (Tabla 2), el mínimo 0,59 mm
y el máximo 1,13 mm. La media de la inversión reproductiva fue de 6,04 (±0,6) %
(Tabla 2), el mínimo 0,83 % (abril) y el máximo 20,5 % (marzo). La IR en las
hembras no presentó diferencias significativas entre los meses (H= 15,95; p=
0,101). La distribución de la frecuencia de IR muestra que la mayoría de las
hembras presentan IR baja y unas pocas exhiben valores altos (Figura 4).
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
IR % (masa de ov./masa corporal)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Nú
me
ro d
e h
em
bra
s g
ráv
ida
s
Figura 4. Distribución de frecuencias de inversión reproductiva para las hembras grávidas.
18
Se encontró una correlación positiva y significativa entre MO y M (r²=
0,14; p < 0,05) (Figura 5); F y LHC (r²= 0,12; p < 0,05) (Figura 6A); entre F e IR
(r²= 0,71; p < 0,0001) (Figura 6B); DO y F (r²= 0,32; p < 0,0001) (Figura 7A);
también DO y M (r²= 0,14; P < 0,05) (Figura 7B).
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
M (g)
-1
0
1
2
3
4
5
MO
(g
)
Figura 5. Regresión lineal entre la Masa de los Ovarios (MO) (g) y la Masa del Individuo (M) (g).
y = 0,0794+0,057x
19
26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56
LHC (mm)
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
F (
n°
de
ov
oc
ito
s)
Figura 6. Regresiones lineales entre: A) Fecundidad (F) y Longitud Hocico Cloaca (LHC)
(mm). B) Fecundidad (F) e Inversión Reproductiva (IR).
A)
B)
y = -4672,7184+152,5922x
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
IR % (masa de ov./masa corporal)
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
F (
n°
de
ov
oc
ito
s)
y = 228,4804+300,1808*x
20
-1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
F (n° de ovocitos)
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
DO
(m
m)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
M (g)
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
DO
(m
m)
Figura 7. Regresiones lineales entre: A) Diámetro del Ovocito (DO) (mm) y Fecundidad (F). B)
Diámetro del Ovocito (DO) (mm) y la Masa del Individuo (M) (g).
A)
B)
y = 0,9051+3,187E-5x
y = 0,8587+0,0056x
21
Machos: Se encontraron 36 machos adultos, cuya masa promedio fue
18,14 (±7,5) g (Tabla 2) y el LHC medio fue 42,63 (±4,2) mm (Tabla 2). La
media del volumen de los testículos (VT) fue de 26,88 (±1,99) mm³ (Tabla 2), el
mínimo 3,54 mm³ y el máximo 49,25 mm³ (ambos casos pertenecen al mes de
marzo, donde se encontró el 50% de la muestra). No se encontraron diferencias
significativas en VT entre los meses (H= 12,02; p= 0,284). Aunque la
probabilidad fue marginal, se encontró una correlación positiva entre VT y LHC
(r²= 0,11; p= 0,045) (Figura 8), no se encontró correlación entre VT y M (r²=
0,02; p= 0,41).
32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
LHC (mm)
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
VT
(m
m3)
Figura 8. Regresión lineal entre el Volumen Testicular (VT) (mm³) y Largo Hocico-
Cloaca (LHC) (mm).
y = -88,0509+3,9827x
22
Tabla 2. Descripción de las variables morfológicas y reproductivas para hembras y machos de
Odontophrynus americanus (media ± desviación estándar).
Hembras LHC (mm) M (g) MO (g) F (N° de ovo) DO (mm) IR (%)
43,5 ± 4,9 20,32 ± 7,5 1,22 ± 0,14 2022 ± 225,41 0,97 ± 0,11 6,04 ± 0,6
Machos LHC (mm) M (g) VT (mm³)
42,6 ± 4,2 18,14 ± 7,5 26,88 ± 1,99
LHC = Largo hocico – cloaca, M = Masa corporal, MO = Masa de ovario, F = Fecundidad (n° de ovocitos), DO = Diámetro de ovocitos, IR = Inversión reproductiva, VT = Volumen testicular.
Variación temporal en la abundancia de Cuerpos Grasos:
Juveniles: De los 257 individuos juveniles estudiados, 37 carecieron de
CG, 167 tenían escasa presencia de grasa, 33 presentaban valores medios de
reserva de grasa y 20 mostraron abundantes reservas de grasa. La mayoría de los
juveniles fueron colectados en invierno (68%) y la minoría en verano (3%). En
esta clase de edad no se encontró un claro patrón de variación temporal de la
abundancia de CG, aunque la mayoría de los ejemplares de invierno presentaron
CG escasos y ausentes, al tiempo que los ejemplares con abundantes CG
predominaron en primavera (Figura 11).
Adultos: La mayoría de los adultos fueron colectados en verano (46%) y
la minoría en invierno (10%). Los resultados obtenidos muestran que no hay
diferencias significativas en el índice CG/M a lo largo de los meses, tanto en
hembras (H= 9,705; p= 0,375) como en machos (H= 5,213; p= 0,815), pero sí se
encontraron diferencias significativas entre sexos (U= 578,5; p < 0,001), siendo
23
que los machos tienen mayor promedio de índice CG/M (0,0114 mg) que las
hembras (0,0046 mg).
En las hembras no se encontró una correlación significativa entre el índice
CG/M y MO (r²= 0,013, p= 0,38), F (r²= 0,006, p= 0,58), e IR (r²= 0,015, p=
0,37). En los machos tampoco se encontró una correlación significativa entre el
índice CG/M y VT (r²= 0,103, p= 0,37).
Figura 11. Variación estacional de la abundancia de cuerpos grasos (CG), en juveniles de O.
americanus.
24
DISCUSIÓN
Patrones de actividad:
Los ejemplares de mayor tamaño, considerados adultos, fueron
encontrados principalmente en los meses más cálidos (marzo, abril, mayo, enero);
inversamente, los ejemplares más pequeños, que corresponden a juveniles, fueron
muy abundantes en los meses más fríos (julio y agosto). Esto podría indicar que si
bien los adultos pudieron reproducirse todo el año, las larvas habrían terminado la
metamorfosis en forma más o menos sincrónica, ya que el 68% de los juveniles se
encuentran en dos meses del año. La variación mensual en LHC estaría indicando
que individuos juveniles y adultos exhiben en el lugar de estudio un escaso
solapamiento temporal. La actividad de los adultos podría verse influida por
varios factores abióticos, donde la temperatura actuaría sólo a gran escala,
mientras que los juveniles permanecerían enterrados durante el verano, ya que
corren un mayor riesgo de desecación por su pequeño tamaño (Gallardo, 1963).
Hay diversos aspectos a tomar en cuenta para entender el dimorfismo
sexual observado (con hembras más grandes y pesadas que los machos). La
explicación más evidente, es que las hembras necesitan mayor capacidad para
producir y alojar la mayor cantidad de gametos para maximizar su éxito
reproductivo (Prado et al., 2000; Camargo et al., 2008). Sin embargo, se han dado
otras explicaciones complementarias, tales como la diferencia de edad en la
primera reproducción, es decir, las hembras alcanzan la madurez sexual a mayor
edad para ser más grandes y poder alojar los ovocitos, o porque la tasa de
mortalidad causada por depredación es mayor en los machos más grandes que en
25
las hembras adultas (Howard, 1981; Marangoni et al., 2011). Este último punto
estaría en contraposición con lo esperado para los anuros que presentan
reproducción explosiva, ya que el éxito reproductivo podría estar relacionado
directamente con el tamaño, pero la corta duración del período reproductivo
disminuye la probabilidad de ser depredado y, por lo tanto, hay una escasa
incidencia de la presión de depredación como fuerza estructuradora de la
poblaciones (Wells, 2007). Finalmente, no puede descartarse que existan
restricciones en el crecimiento de los machos debido a la demanda de energía
vinculada con la actividad reproductiva (actividad de canto), ya que la energía que
se destina al crecimiento se encuentra muy comprometida para satisfacer el
compromiso derivado del éxito reproductivo (Woolbright, 1989).
Se encontraron hembras grávidas en todos los meses menos en junio y los
machos adultos se localizaron en todos los meses menos en abril (períodos en que
no abundan adultos). Esto puede interpretarse a la luz del paradigma de Wells
(1977), ya que estos individuos se pueden reproducir en cualquier momento del
año, algo que es esperado para una especie de reproducción explosiva. Además en
el presente estudio se encontró un porcentaje alto de hembras grávidas (93%) en
relación al total de las hembras adultas de la muestra. Se encontraron meses en los
que las hembras grávidas representaban un 100% de la muestra de hembras (en
mayo, julio, setiembre, octubre, noviembre, diciembre y enero); el mes con menos
porcentaje correspondió a un 50% (en agosto), además solo en el mes de junio no
se encontraron hembras grávidas. En un estudio realizado por Camargo et al.
(2005) con Physalaemus gracilis (especie con actividad reproductiva estacional)
26
se encontró que el mes con mayor número de hembras grávidas (noviembre de
1999) la proporción alcanzaba el 55%, además estuvieron ausentes en varios
meses (marzo, abril, junio, julio, agosto). Esto soporta la evidencia de que la
reproducción explosiva implica estar “siempre listo” (Wells, 1997).
En cuanto a las variables climáticas; según algunos estudios esta especie
muestra actividad principalmente en los meses de verano (Gallardo, 1963;
Achaval & Olmos, 2007; Canavero et al., 2008). Sin embargo, la actividad
reproductiva de hembras y machos no tuvo una correlación con la media de
temperatura, aunque se obtuvo con probabilidad marginal una correlación positiva
con las precipitaciones.
Se puede esperar que en una especie de dinámica del tipo explosiva, la
actividad reproductiva no esté sincronizada con una variable cíclica a escala anual
como lo es la temperatura y sí con una variable con alta tasa de fluctuación, como
las precipitaciones. Por otra parte, en una especie de reproducción del tipo
explosiva, como Elachistoclesis bicolor, el período reproductivo presenta un
patrón estacional, pero que no responde a variaciones de temperatura sino que está
vinculado a la estación lluviosa, por tratarse de una población de la región de
Mato Grosso (Brasil) (Rodrigues et al., 2003).
Otro factor que puede estar interviniendo es el fotoperíodo, que tiene una
fuerte correlación con la actividad reproductiva de los anuros, debido a que actúa
como una señal de las condiciones ambientales adecuadas para la reproducción,
controlando los ritmos biológicos a través de mecanismos endógenos mediante la
27
activación de estímulos hormonales relacionados con la reproducción,
gametogénesis y actividad de canto (Both et al., 2008).
No se encontró una sincronización entre la frecuencia de hembras y
machos, esto no es lo esperado para una especie de actividad reproductiva del tipo
explosiva. Puede deberse quizás a que los sitios de captura no necesariamente
coincidan con los sitios de reproducción, ya que las trampas de caída suelen
colocarse lejos de los cuerpos de agua.
Inversión reproductiva:
La mayoría de hembras posee un valor de IR bajo (se destacan solo unas
pocas con valores alto para este parámetro). Similares característica se observó en
Physalaemus gracilis (p.ej.: Camargo et al., 2005). Si se compara con algunos
estudios sobre especies estacionales, se observa que el valor del cociente entre las
medias de fecundidad y LHC en O. americanus (46,5), es mayor que en P.
biligonigerus (34), P. cuvieri Fitzinger, 1826 (20,13), P. gracilis (10,3) y P.
henselii (Peters, 1872) (12,8) (Pupin et al., 2010), también es mayor que en P.
albonotatus (Steindachner, 1864) (30,6) que tiene actividad reproductiva
prolongada (Prado & Haddad, 2005), sólo lo superó P. centralis Bokermann,
1962) (54,2). Esta especie presenta actividad reproductiva estacional, pero la
población estudiada tiene actividad reproductiva restringida a la estación lluviosa,
o sea a una estacionalidad que no está medida por la temperatura (Brasileiro &
Martins, 2006). Las especies de reproducción explosiva presentan valores
mayores de IR en comparación con las de reproducción prolongada y estacional,
28
ya que las hembras explosivas no tienen oportunidad de lograr muchas puestas
durante la actividad reproductiva (Prado & Haddad, 2005).
Se encontró una relación positiva entre la masa del ovario y la masa
corporal y entre la fecundidad y el LHC. Varios estudios han demostrado que el
tamaño corporal limita el alojamiento de los ovocitos, por lo tanto, las hembras
adultas con mayor tamaño tienen mayor éxito reproductivo potencial, ya que
invierten más en gametos que las hembras pequeñas, las que todavía deben
invertir en el crecimiento para asegurarse su éxito reproductivo en el futuro (p. ej.:
Camargo et al., 2005, 2008; Castellano et al., 2004; Prado & Haddad, 2005;
Rodrigues et al., 2004). Sería interesante que en trabajos posteriores se relacionara
el contenido estomacal y la masa de ovarios, ya que el estómago lleno limitaría el
espacio para el alojamiento de los ovocitos; además se puede correlacionar
también con la abundancia de reservas lipídicas.
Resultados previos han demostrado que existe un compromiso entre el
número y el tamaño de los ovocitos (correlación negativa) (p. ej.: Pupin et al.,
2010; Wells, 2007; Prado & Haddad, 2005). Como el tamaño del cuerpo limita la
capacidad de alojar ovocitos, la adquisición de recursos es limitada y debe haber
un compromiso entre el número y el tamaño de ovocitos (cantidad y/o calidad). El
número de ovocitos producidos por una hembra puede variar en función del modo
de reproducción de la especie. El mismo tiende a disminuir y el tamaño tiende a
aumentar desde especies acuáticas a especies de modo terrestre (Salthe &
Duellman, 1973; Crump, 1974). Las especies con modos terrestres requieren más
vitelo para el desarrollo, para el mantenimiento de los embriones hasta que
29
lleguen a los charcos donde los renacuajos se alimentan y completan su desarrollo
y esto se hace aún más evidente en especies con desarrollo directo (Salthe &
Duellman, 1973).
En el presente estudio el tamaño de los ovocitos (diámetro) estuvo
correlacionado positivamente con la fecundidad. Esto quiere decir que cuanto más
grande es la hembra, invierte proporcionalmente en más ovocitos y más grandes,
por lo tanto, no hay evidencia de que exista un compromiso entre estas variables.
El mismo resultado fue obtenido por Camargo et al. (2008), con una población P.
gracilis, utilizando el modelo de van Noordwijk & Jong en 1986, adaptado para
estudiar la relación entre el tamaño y número de ovocitos (Christians, 2000; Roff
& Fairbairn, 2007). En ese trabajo se observó una relación negativa cuando la
variación en la adquisición de recursos es menor que la variación en la
distribución de la inversión, sugiriendo que las especies difieren en los niveles de
adquisición de recursos (Camargo et al., 2008). En el caso de una relación
positiva este modelo sugiere que la misma puede ser derivada de variaciones en la
adquisición de recursos entre individuos, que puede ser explicada por diferencias
entre estrategias individuales de las hembras de tal manera que algunas invierten
proporcionalmente en más óvulos y más grandes.
En machos no se encontraron diferencias significativas en el volumen de
los testículos entre los meses, lo que podría deberse a que éstos están preparados
para el evento reproductivo en cualquier momento del año. Lo contrario se
esperaría para los individuos con estrategia reproductiva opuesta, es decir,
30
prolongada. Estos resultados son apoyados por la falta de variación en la
abundancia de cuerpos grasos.
No se halló una relación positiva entre VT y M, aunque con LHC se
encontró una relación muy débil, por lo tanto, no se puede afirmar que los machos
más grandes tienen mayor producción espermática y, por ende, tendrían mayor
éxito reproductivo (Rodrigues et al., 2004).
Variación temporal en la abundancia de Cuerpos Grasos:
Se ha sugerido que durante el invierno, los adultos de O. americanus se
encuentran frecuentemente hibernando (Gallardo, 1963), lo cual explicaría los
pocos ejemplares colectados en esta estación. El 68% de los juveniles se
concentraron en invierno, posiblemente se deba a que en esta estación la
incidencia de los depredadores es menor, al tiempo que la presencia de cuerpos de
agua es más estable, garantizando los hábitats para que las larvas completen su
metamorfosis. Sin embargo, en invierno estos anfibios tienen que movilizarse más
en la búsqueda de alimento para garantizar el crecimiento, lo que explicaría la
carencia y escasez de reservas de CG en este período. En forma complementaria a
lo anterior, podría sugerirse también que el resto del año permanecen enterrados
minimizando los efectos de la desecación (Gallardo, 1963).
En el presente estudio, en los adultos no se encontró correlación entre MO,
F, VT y la abundancia de CG (medido como índice de relación entre masa de CG
y M). Por otra parte, la ausencia de variación temporal en este parámetro sería
congruente con la estrategia reproductiva de O. americanus, ya que tienen poco
31
tiempo para redireccionar la energía que almacenan y deben estar preparados para
reproducirse en cualquier momento del año. En los reproductores estacionales se
observan períodos en donde se produce un almacenamiento de reservas
energéticas y otros en que éstas son invertidas en la reproducción, p. ej.:
Pleurodema thaul (Lesson, 1826) (Díaz-Paéz & Ortiz, 2001).
En los machos los requerimientos energéticos estarían asociados a la
actividad de vocalización y a la espermatogénesis (Duellman & Trueb, 1994),
mientras que las hembras invierten en la vitelogénesis. En este último caso los
requerimientos parecen ser importantes, llegando a ser incluso mayores que en los
machos. En este sentido su mayor masa corporal posiblemente se deba al peso y
número de los ovocitos. Las diferencias intersexuales entre el índice de cuerpos
grasos y el peso corporal podrían deberse a disparidades en los requerimientos
reproductivos, seguramente las hembras utilizan constantemente las reservas para
producir sus gametos, sin embargo, los machos acopian sus reservas para
utilizarlas en la actividad de canto durante el breve período reproductivo. Esto
explicaría porque el contenido de cuerpos grasos es significativamente mayor en
machos. Las diferencias en el costo total de energía destinada a la reproducción
entre los sexos, así como las diferencias en la asignación de recursos hacia los
caracteres que mejoran el éxito reproductivo en cada sexo, pueden contribuir a la
evolución morfológica, así como al dimorfismo fisiológico, etológico y
demográfico (Howard, 2009).
Las estrategias reproductivas deben equilibrar la cantidad de energía
dedicada al crecimiento, supervivencia y reproducción. Los “reproductores
32
explosivos” se reproducen en períodos muy cortos, esto les da la ventaja de estar
menos expuestos a los depredadores (Wells, 1977; 2007). Por otra parte, tienen un
menor tiempo para lograr varias puestas en el evento reproductivo, por lo tanto,
una puesta para ser exitosa, tendría que contar con ovocitos de excelente calidad
y/o en grandes cantidades (Prado & Haddad, 2005). En el caso de O. americanus
la estrategia parece inclinarse hacia el aumento en cantidad y para esto la hembra
debe tener suficiente energía para producirlo y espacio para alojarlo.
CONCLUSIONES
Este estudio confirma que Odontophrynus americanus es una especie que
se caracteriza por exhibir dinámica reproductiva del tipo explosivo y se observa
una asociación con las precipitaciones. Cuanto más grandes son las hembras,
mayor es la inversión reproductiva, ya que podrán alojar más cantidad de ovocitos
más grandes, seguramente por la existencia de una variación en la adquisición de
recursos entre los individuos. En cuanto a la abundancia de los cuerpos grasos, la
misma no varía a lo largo de los meses tanto en hembras como en machos adultos,
además los machos poseen más abundancia de cuerpos grasos que las hembras
(esto puede interpretarse como una respuesta a estrategias diferentes en cada
sexo). Lo mismo sucede con la inversión reproductiva, lo que sería coherente con
la estrategia reproductiva explosiva de la especie, en donde no hay períodos de
preparación previos a la reproducción y, por lo tanto, tampoco hay tiempo para
33
redireccionar la energía para el crecimiento y la reproducción. Adicionalmente los
resultados obtenidos sugieren que estos individuos están listos para el evento
reproductivo en cualquier momento del año, aparentemente bajo la influencia de
las precipitaciones.
Se puede complementar este estudio sobre la biología reproductiva de
Odontophrynus americanus con el trabajo de campo, donde se pueda identificar el
período reproductivo, mediante muestreos auditivos de la actividad de
vocalización, la observación de amplexos, desove y desarrollo de larvas. Por otra
parte, es importante analizar la variación en la composición de la dieta y en la
estrategia alimentaria, ya que la capacidad de la cavidad de la hembra puede verse
limitada por el volumen ocupado por el estómago y el resto del tubo digestivo,
conformándose un compromiso que merece ser abordado.
34
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