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Efecto del hábitat en la propagación de las llamadas reproductivas.

Estudio comparativo en Hyla arborea (Linnaeus, 1758), e H. meridionalis (Boettger, 1874)

Miguel Angel Gómez Llano Tesis de Maestría Máster interuniversitario en Ecología 25 de Enero de 2012

Rafael Márquez Diego Llusia

ÍNDICE

Introducción………………………………………………………………………………………1

Objetivos…………………………………………………………………………………………..4

Métodos.………………………………………………………………………………………….4 Especies de estudio………………………………………………………………………...4 Localidades de estudio……………………………………………………………………..5 Preparación de señales acústicas…………………………………………………………...6 Procedimiento experimental……………………………………………………………….7 Análisis de datos…………………………………………………………………………..9

Resultados………………………………………………………………………………………..11 Atenuación de tonos puros………………………………………………………………..11 Atenuación de llamadas reproductivas ...………………………………...………………13

Discusión…………………………………………………………………………………………16

Conclusión……………………………………………………………………………………….19

Referencias………………………………………………………………………………………20

ANEXO I…………………………………………………………………………………………23

Efecto del hábitat en la propagación de las llamadas reproductivas.

Estudio comparativo en Hyla arborea (Linnaeus, 1758), e H. meridionalis (Boettger, 1874)

Miguel Ángel Gómez Llano (miguel.gomezl@estudiante.uam.es) RESUMEN. El presente estudio analiza la propagación del canto de cuatro especies de anuros en la península ibérica. Se emitieron y grabaron una serie de tonos puros y cantos de cada especie en doce localidades diferentes. Se encontró una gran variación en el patrón de atenuación en todas las localidades, tanto en tierra como en agua y en las distancias analizadas. Los cantos de todas las especies se propagaron mejor en agua que en tierra debido a la porosidad del sustrato. Las localidades de H. arborea fueron más agresivas para la propagación del sonido, esta especie presentó menores valores de atenuación con respecto a H. meridionalis. Aunque H. meridionalis habita en localidades más favorables para la transmisión del sonido, sus cantos no están optimizados para su hábitat de distribución, ya que los cantos de H. arborea se propagaron mejor en el hábitat de H. meridionalis. Estos resultados apuntan a que las especies que habitan áreas menos favorables maximizan su eficiencia para disminuir la atenuación de sus llamadas, lo que hace que los llamados de estas especies sufran menor atenuación tanto en sus localidades nativas como en las no nativas.

PALABRAS CLAVE. Anuros, adaptación, atenuación, frecuencia, RMS AGRADECIMIENTOS. Al doctor Rafael Márquez y a Diego Llusia por su excelente dirección, al equipo de la Fonoteca Zoológica del Museo Nacional de Ciencias Naturales por acogerme y en especial a Diego Llusia por permitirme utilizar sus datos de campo para la elaboración de este trabajo. Al doctor Mario Penna por su valiosa colaboración. A la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad Complutense de Madrid responsables de impartir este Máster Universitario en Ecología. A los profesores por el conocimiento y a mis compañeros por todos los momentos, pláticas y experiencias de este último año y medio. Este trabajo fue financiado como parte de los proyectos TEMPURA (CGL2005-00092/BOS), ACOURA (CGL2008-04814-C02), y TATANKA (CGL2011-25062) por el Ministerio de Ciencia e Innovación, España (IP. R. Márquez).

INTRODUCCIÓN La comunicación acústica es un proceso dinámico, en donde una señal generada por un individuo puede influenciar el comportamiento de otro (Scwartz 2001). Los animales producen sonidos para la defensa del territorio, interacción grupal, atracción sexual y orientación. Las variaciones geográficas en los sistemas comunicativos testifican la importancia de la historia evolutiva reciente (Gerhardt 2002). En anfibios, la evolución de la comunicación acústica, se debe principalmente a la selección sexual (Gerhardt 1994; Gerhardt 2002; Wells 2007).

La mayoría de los anuros presentan un repertorio de llamadas limitado. La llamada más común, son es la llamada reproductiva, de apareamiento o anuncio, emitida generalmente por los machos (Wells 2007). Este tipo de llamada no solo tiene la finalidad de causar la atracción de la hembra, sino también de competencia entre machos (Gerhardt 1994). Las llamadas reproductivas contienen información sobre la identidad de la especie, el estado de recepción sexual del individuo, su posición, su tamaño, y en algunos casos, la identidad del emisor dentro de un coro, información necesaria para la elección de la hembra (Roesli y Reyer 2000; Penna et al. 2006; Wells 2007). Sin embargo, la producción de estos sonidos presentan elevados costes energéticos, por lo que es probable que la selección favorezca mecanismos que incrementen la eficiencia en la producción y transmisión del sonido, permitiendo a los machos reducir el gasto de energía a la vez que maximizan la transmisión de las señales a los receptores (Wells 2007).

Debido a la propagación esférica del sonido, las señales acústicas sufren una pérdida de la intensidad con la distancia, que equivale a una reducción de 6 dB por cada tramo en que se duplique la distancia entre emisor y receptor, fenómeno conocido como atenuación. (Lawrence y Simmons 1982; Orbist 2010). Sin embargo, las señales acústicas son afectadas por una gran variedad de factores físicos durante su propagación por el medio (reflexión, absorción, entre otros) que pueden modificar a su vez la intensidad de las señales. Se conoce como exceso de atenuación a la desviación (positiva o negativa) de la atenuación teórica esperada para una distancia dada. Por lo tanto, las características del medio físico (sustrato, obstáculos, pendientes, etc) influyen en la atenuación final observada de una señal a lo largo de una distancia. Así, estas características físicas del hábitat, que pueden generar una dispersión y reflexión del sonido al colisionar con objetos sólidos, tales como rocas o vegetación, son capaces de degradar los

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llamados limitando su propagación, resultando en un gasto inútil de los costes energéticos (Kime et al. 2000; Penna et al. 2006).

Conviene considerar además dos reglas generales de la propagación acústica, 1) las frecuencias bajas sufren menor exceso de atenuación que las frecuencias altas, ya que las frecuencias altas tienen una longitud de onda que se aproxima más al tamaño de los objetos en el medio, y 2) el exceso de atenuación aumenta al estar el emisor cerca o sobre el sustrato, especialmente si este es poroso, debido al fenómeno de absorción. Esta segunda regla presenta una excepción durante la noche, cuando el aire frío se mantiene cerca del suelo, lo que mejora la propagación acústica (Penna y Solís 1998; Gerhardt 2002). Además de las características físicas del agua, otros factores ambientales, como el viento, pueden afectar a la transmisión del sonido.

El efecto ocasionado por estos factores bióticos y abióticos, así como por el ruido generado por otros animales sobre los cantos de los anuros han sido estudiadas ampliamente por varios autores (Brooke et al. 2000; Kime et al. 2000; Lengagne y Slater 2002; Oseen y Wassersug 2002; Briefer et al. 2010). Diversas especies de anuros modifican la frecuencia dominante y otras características temporales de las llamadas, como respuesta a ruidos antropogénicos (Sun y Narins 2005; Parris 2009). También se ha encontrado una especie que aprovecha las propiedades acústicas de un hueco de árbol parcialmente inundado, de manera que sus cantos se propaguen a mayor distancia (Lardner y bin Lakim 2002). Estos trabajos muestran la capacidad de los anuros para maximizar la transmisión de sus señales mediante respuestas comportamentales.

Se ha desarrollado una hipótesis que señala que el hábitat impone una fuerza de selección sobre las señales acústicas que impone mejoras evolutivas en su diseño, de tal manera que el macho que puede atraer a hembras a mayor distancia que otro macho, se beneficiará con un incremento de su éxito reproductivo (Gerhardt 2002).

En estudios sobre aves y primates se ha encontrado una relación entre las características del hábitat, a gran escala, y la estructura de los cantos, presentando una menor modulación de la amplitud y bajas frecuencias las llamadas de especies que habitan zonas forestales. Estas características permiten a las especies mejorar su transmisión a pesar de los objetos físicos que presenta el medio. En contraste, especies de hábitats abiertos, tales como pastizales, presentan cantos con mayor modulación de la amplitud y altas frecuencias, de manera que se minimiza la atenuación de los cantos, especialmente las ocasionadas por ráfagas de viento (Shy 1983; Slabbekoorn y Smith 2002). También han sido encontradas evidencias que demuestran que 2

animales en un hábitat con determinadas características acústicas, realizan sus llamadas desde lugares o en momentos que incrementan su rango de comunicación, esto es, la distancia máxima en la que las señales acústicas mantienen sus propiedades a través de un medio dado (Gerhardt 2002; Lardner y bin Lakim 2002).

En los diferentes grupos de anuros, también puede existir una adaptación de las llamadas al hábitat, tal como la observada en aves, que permita maximizar la eficacia en la propagación de sus llamadas dependiendo de las características del hábitat en el que se encuentren. Sin embargo, son pocos los estudios que han explorado esta hipótesis. Uno de los primeros trabajos en este sentido, fue realizado por (Ryan et al. 1990). Donde se encontró que, entre dos subespecies de Acris crepitans en Norte América, la subespecie forestal tenía llamadas sujetas a una menor degradación que la de ambientes abiertos. Por otra parte, en un estudio realizado sobre 95 especies de anuros en Bolivia, se observó una pequeña relación entre la complejidad del hábitat a pequeña escala y una variación en la modulación de las frecuencias dominantes (Bosch y De la Riva 2004). Sin embargo, la mayoría de los estudios desarrollados hasta la fecha parecen indicar que las características de las llamadas responden más a cuestiones filogenéticas y a limitaciones relacionadas al tamaño corporal que a las características del hábitat de las especies (Kime et al.

2000; Bosch y De la Riva 2004; Penna et al. 2006).

Entendiendo el importante papel que juega el canto en el éxito reproductivo, y las presiones de selección a las que puede estar sometido, en el presente trabajo, se pretende determinar si existe una adaptación del canto de los anuros a los hábitats que ocupan las especies. El presente estudio se basó en las especies del género Hyla, ya que en un estudio anterior se encontró que el nivel de presión del sonido (SPL por sus siglas en inglés), el cual se define como la intensidad del sonido en el origen, era significativamente distinto entre H. arborea e H. meridionalis. Incluso se determinó que esta diferencia no se encontraba en condiciones de simpatría pero si en alopatría (Marquez et al. 2005). La primera de estas especies, se distribuye en la península Ibérica, de manera general, del centro al norte (H. arborea) y la segunda se distribuye del centro al sur (H. meridionalis), encontrándose en la región central un área de solapamiento de poblaciones. Para efectos comparativos se incluyó una especie que se encuentra de manera cosmopolita en la Península (Pelophylax perezi) y una especie exótica con altas probabilidades de introducción y naturalización (Lithobates catesbeianus). Con esto se espera determinar si el área de distribución, y por ende la composición del hábitat de estas especies del género Hyla, tienen diferentes efectos 3

en la propagación del sonido, influyendo así en una especialización de las llamadas, de manera que permita maximizar su eficacia en sus áreas nativas de distribución.

OBJETIVOS Conocer si las llamadas reproductivas de las especies del género Hyla se propagan mejor en los hábitats donde se reproducen cada una de las especies del género que en los hábitats donde no están presentes.

Determinar si existe alguna diferencia en la propagación de los cantos en agua y en tierra, y en qué posición correspondiente a estos dos medios, sería más eficaz la emisión de llamadas, visto desde la perspectiva de los machos que participan en coros reproductivos.

MÉTODOS Especies de estudio La ranita de San Antón, Hyla arborea (Ha), se encuentra en hábitats de agua temporal o permanente con vegetación abundante, desde el nivel del mar hasta los 2000 msnm. Dentro de la península Ibérica, esta especie tiene una distribución continua en el centro, norte y oeste, mientras que está ausente en Cataluña y en la comunidad de Valencia. Su límite sur es la cuenca del Guadiana (Márquez 2002).

La ranita meridional, Hyla meridionalis (Hm), tiene una distribución más fragmentada. Se encuentra en ambientes termo y mesomediterráneos, con buena cobertura vegetal, y próximos a cuerpos de aguas temporales o permanentes de poca corriente o agua estancada, desde el nivel del mar hasta los 1200 msnm. Dentro de la península Ibérica se encuentra de forma continua en Andalucía y Extremadura, hasta Salamanca y Ávila, así como en Castilla La Mancha hasta Ciudad Real y Toledo, y existe un segundo núcleo en Barcelona y Gerona, y un último núcleo pequeño y aislado en Guipúzcoa (Tejedo y Reques 2002).

H. arborea e H. meridionalis se encuentran en simpatría en el centro y sur de Portugal, así como en el Valle de Tiétar, Sierra Morena y Badajoz, donde se han encontrado individuos híbridos no fértiles (Oliveira et al. 1991; Márquez 2002; Tejedo y Reques 2002) 4

La rana común, Pelophylax perezi (Pp), es la especie más cosmopolita de los anuros ibéricos, encontrándose en cualquier tipo de ambiente con cuerpos de agua, ya sean temporales o permanentes, y estando únicamente ausente en alturas superiores a los 2300 msnm. Se distribuye por toda la Península, así como las islas Canarias y las Islas Baleares (Bosch et al. 2010).

La rana toro, Lithobates catesbeianus (Lc), es una especie originaria de Norte América, introducida recientemente en otras regiones por su interés comercial, que se encuentra naturalizada en algunos países europeos, como Italia (Cabana y Fernández 2010). En España se han detectado ejemplares en libertad en las provincias de Cáceres, Madrid, León y Barcelona, tras el abandono de granjas, si bien no han dado lugar a poblaciones estables debido probablemente a las condiciones climáticas de estas regiones (García-París 1991; Ayllón y Barbera 2001). Sin embargo, existe un grave riesgo de establecimiento en las zonas al noreste peninsular donde las condiciones climáticas son más favorables para esta especie, lo que supone un importante riesgo ecológico, entre otros factores, por su carácter de competidor agresivo frente a especies de anuros autóctonos (Cabana y Fernández 2010).

Localidades de estudio Los test de transmisión se realizaron en 12 localidades dentro del área de distribución de las especies ibéricas, intentando abarcar la mayor parte de su área de distribución dentro de la Península y recogiendo los distintos tipos de hábitats en los que se reproducen las especies (Fig. 1). Entre las localidades de estudio, 4 correspondieron a poblaciones alopátricas de Hyla arborea, 4 a poblaciones alopátricas de Hyla meridionalis, 2 a poblaciones simpátricas de H. arborea e Hyla meridionalis, y 2 a poblaciones de Pelophylax perezi. Además, Pelophylax perezi estuvo presente en 2 poblaciones de H. arborea y en 2 de H. meridionalis. En la Tabla 1 se muestra la localización y algunas características de la vegetación de los sitios de estudio.

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Figura 1. Mapa de distribución de H. arborea y de H. meridionalis en la península Ibérica y localidades de estudio

Tabla 1. Localidades de estudio y características del hábitat

Hm= Hyla meridionalis, Ha= Hyla arbórea, Pp=Pelophylax perezi, Lc= Lithobates catesbeianus P=Portugal, E=España

Preparación de señales acústicas En los test de transmisión se utilizó una grabación de 8 minutos de duración, compuesta por un segundo de ruido blanco (sonido formado por la mezcla de ondas sonoras de distintas frecuencias), 29 tonos puros de 0.5 segundos cada uno (23 tonos entre 200 y 2500 Hz, en 6

intervalos de 100 Hz, y 6 tonos entre 2500 y 5000 Hz, en intervalos de 500 Hz) y una serie de llamadas de apareamiento de las cuatro especies de estudio, Hyla arbórea (n=27), Hyla meridionalis (n=30), Pelophylax perezi (n=7) y Lithobates catesbeianus (n=6). Las llamadas de apareamiento fueron grabadas previamente en cada una de las áreas de estudio, a partir de al menos cuatro individuos por localidad (Tabla 2), de manera que los test de transmisión recogieran el rango natural de variación intraespecífica de las llamadas de apareamiento.

Tabla 2. Composición de las llamadas emitidas de las cuatro especies

n= Número de individuos

Las grabaciones se realizaron con un micrófono unidireccional Sennheiser ME-66 y una grabadora digital Marantz PMD-660. En el caso de Lithobates catesbeianus, se utilizaron 6 individuos grabados en su área de distribución original (USA), cuyos registros se encuentran en la colección de la Fonoteca Zoológica del Museo Nacional de Ciencias Naturales. Todas las señales fueron previamente filtradas entre 0 y 300 Hz y normalizadas al 100 % para estandarizar su amplitud relativa. Para la edición de las señales se utilizó Peak 5.2 (PeakPro 5.2) y Raven 1.3 (Raven).

Procedimiento experimental Los test de transmisión se realizaron entre Marzo y Junio de 2009, durante el periodo reproductivo de las especies, de tal manera que las localidades de estudio presentaran las mismas 7

condiciones que en el momento en el que tiene lugar la comunicación acústica. Sin embargo, para evitar la interferencia originada por la actividad de las poblaciones silvestres, que imposibilitaría el estudio, los test de transmisión se llevaron a cabo en las horas previas al inicio de los coros reproductivos (entre las 16:00h y 20:00h del día). Un altavoz Anchor Explorer 7500 Pro, conectado a un ordenador portátil Mac iBook, fue empleado en las emisiones de las señales acústicas. La intensidad de la emisión se ajustó fijando un tono puro de 1 kHz a 75 dB SPL a 0.5 m, medido con un sonómetro Brüel & Kjaer 2238 Mediator. Todas las señales del playback emitidas por el altavoz fueron grabadas a lo largo de un único transecto en sustrato de tierra y otro en agua a distancias de 0.5, 1, 2, 4, 8 y 16 m, con el micrófono del sonómetro Brüel & Kjaer 2238 Mediator, conectado a la grabadora Marantz PMD-660. Las distancias fueron elegidas para facilitar los cálculos de la intensidades en decibelios y las comparaciones con otros estudios (Penna y Solís 1998; Penna et al. 2006). El transecto en tierra se situó en línea recta desde la orilla del cuerpo de agua hacia la zona colindante de vegetación, por donde suelen aproximarse las hembras durante la fase reproductiva. El transecto en agua se ubicó entre dos puntos de la orilla, buscando emitir las señales de manera que la propagación se realizara únicamente sobre la lámina de agua y se cumplieran las mismas distancias que en el transecto de tierra. Al inicio de cada transecto se midió la intensidad sonora en dB SPL de los 5 tonos puros iniciales con el sonómetro Brüel & Kjaer 2238 Mediator a fin de comprobar los resultados posteriormente obtenidos durante el análisis de datos. En cada transecto, la sensibilidad del sonómetro fue aumentada progresivamente en tramos de 10 dB a medida que se incrementaba la distancia entre el micrófono y el altavoz, de manera que el registro de las señales fuera adecuado. Al inicio y al final de cada transecto se realizaron también medidas del ruido de fondo con un sonómetro Brüel & Kjaer 2238 Mediator, y una grabación de un tono de calibración (tono puro de 1 kHz a intensidad conocida, 94 dB) con el calibrador portátil Brüel & Kjaer 4231. Para evitar efectos aleatorios de atenuación en la intensidad de las llamadas, los test de transmisión fueron realizados en ausencia de viento. La temperatura del agua en la orilla de los puntos de reproducción y la temperatura y la humedad relativa del aire en mitad del transecto de tierra fue registrada cada 5 minutos durante los test con data loggers Onset Pendant 64 kb y Hobo Pro-V2. Aunque estos datos no fueron utilizados ya que las condiciones ambientales de temperatura y humedad, según fue reportado en otros artículos, no tiene una influencia significativa en la propagación y

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atenuación de los sonidos, presentando valores de variación de 0.06 dB por grado de temperatura y 0.01 dB por porcentaje de humedad (Penna et al. 2006).

Análisis de datos Las señales registradas en los test de transmisión fueron almacenadas y analizadas posteriormente con el programa SoundRuler (Gridi-Papp 2007). Para cada una de las señales se tomaron medidas de duración (s), frecuencia dominante (Hz) e intensidad relativa (RMS), y se calculó su exceso de atenuación en todas las distancias y localidades de estudio. El cálculo del exceso de atenuación, esto es, la diferencia entre la atenuación observada y la atenuación esperada debido a la propagación esférica del sonido, fue realizado de la siguiente manera. En primer lugar, los valores de intensidad absoluta de cada señal fueron calculados a partir de los valores del tono de calibración grabado previamente en cada una de las localidades. El valor de atenuación esperado se obtuvo mediante la fórmula, en la que el valor de referencia fue la intensidad obtenida a 0.5 m: A=20 log (RMS a distancia (m) / RMS a 0.5 (m)) El exceso de atenuación fue, por tanto, la diferencia del valor esperado de atenuación en cada distancia, con el valor de intensidad RMS (dB) observado durante los test de transmisión. Valores positivos indican una atenuación mayor a la esperada y valores negativos menores a los esperados por la propagación esférica del sonido. Para calcular medias, estos valores fueron convertidos a escala lineal (N/m2) y éstas a su vez fueron reconvertidas a dB. Para analizar la propagación de los tonos puros, se llevó a cabo una ANOVA de medidas repetidas con cuatro factores. El factor “distancia” fue considerado como el exceso de atenuación de cada tono medido en cuatro distancias diferentes, correspondiendo las medidas repetidas a cada una de estas distancias (1, 2, 4, 8 metros). Los valores del exceso de atenuación a 16 m fueron descartados, ya que gran parte de estos datos se perdieron debido a la imposibilidad de distinguirlos del ruido de fondo. El segundo factor analizado fue la “localidad” con 12 medidas repetidas, representando cada una de las localidades. Un tercer factor fue el “sustrato”, que consta de 2 medidas repetidas (agua y tierra). El último factor, la frecuencia de los tonos puros, que se añadió al modelo como un factor inter-sujetos, fue agrupado para reducir el número de grupos, 9

basándose en las frecuencias dominantes del género Hyla. De esta manera, se formaron 4 categorías distintas, incluyendo en el primer grupo los tonos con frecuencias menores a las frecuencias dominantes del género Hyla (categoría I) y en el segundo grupo, las frecuencias mayores (categoría IV) a las máximas del género. El resto de frecuencias se agruparon a su vez en dos categorías representando la frecuencia fundamental aproximada de ambas especies, frecuencia más baja de un sonido en donde existe una concentración de energía, con valores en torno a los 1400 Hz (categoría II) y por último las frecuencias que corresponden a la primera armónica, frecuencia con una concentración de energía que acompaña a la fundamental, que se encuentra en torno a los valores de 2000 Hz (categoría III), Tabla 3. Tras los análisis de ANOVA, se desarrollaron pruebas post-hoc de Bonferroni para cada uno de los factores analizados, “distancia”, “localidad” y “tono”.

Tabla 3. Categorías de agrupación de los tonos puros

N. Número de tonos por categoría

Para el análisis de la propagación del canto de las especies se realizó una prueba de ANOVA de medidas repetidas similar a la anterior. Las variables “distancia”, “sustrato” y “localidad” se utilizaron de la misma manera que en el análisis de los tonos puros. Además, se incluyó la variable “especie” como factor inter-sujetos con 4 niveles, formados por cada una de las especies de estudio.

Se realizó un análisis a-priori para determinar las diferencias de propagación entre las áreas de distribución nativas de las especies de Hylas. Para ello, las localidades fueron agrupadas en 2 categorías, localidades del área de distribución nativa de H. arborea (categoría I), y localidades nativas de H. meridionalis (categoría II). Las localidades donde no se encuentran ninguna de estas especies, o donde se encuentran en simpatría, fueron excluidas de este análisis. Para realizar los análisis estadísticos, se utilizó los valores de exceso de atenuación en escala lineal (N/m2), transformados logarítmicamente para cumplir el supuesto de la normalidad. La prueba de Levene de igualdad de varianzas fue significativa para más del 50 % de los grupos, por lo que el límite de 10

significación (α) fue corregido al 0.025 para reducir la probabilidad de cometer error de tipo I en casos de heterocedasticidad (Kerr et al. 2002). Los valores del estadístico F y probabilidad (pvalor) fueron ajustados a la corrección de Huynh-Feldt.

Para los análisis de ANOVA, así como las pruebas post-hoc, se utilizó el programa estadístico SPSS 19.0 (SPSS). El programa R (Team 2011) fue usado en el tratamiento previo de los datos y en el diseño de gráficos.

RESULTADOS Atenuación de tonos puros En el sustrato de agua las frecuencias más altas, entre 2.5 y 5 kHz sufrieron mayores tasas atenuación, mientras que las frecuencias bajas (en torno a 1 y 2.5 kHz) presentaron a menudo incrementos de la intensidad por encima de lo esperado (exceso de atenuación negativo) y una mayor homogeneidad. En torno a los 2 kHz se aprecia una banda de frecuencia donde el sonido presenta las mejores tasas de transmisión, aunque hay significativas variaciones entre las distintas localidades de estudio (Figura A1).

Al contrario que en el sustrato acuático, en tierra se dieron variaciones de exceso de atenuación similares entre las frecuencias bajas y altas, mostrando una oscilación en ocasiones muy pronunciada. Existe también una banda de frecuencias con los menores valores de exceso de atenuación en torno a los 2 kHz, aunque esta no se da en todas las localidades, ni de manera tan marcada como en el sustrato de agua. Las frecuencias altas aunque también presentan variaciones, parecen ser más estables que las frecuencias bajas, lo que se hace evidente en la Figura A2.

De manera general, los tonos presentan una propagación más efectiva en el agua que en la tierra.

Los valores máximos en el exceso de atenuación se encontraron en el sustrato de tierra (30.43 dB), y los valores mínimos en el sustrato de agua (-29.55 dB), siendo la media y la desviación estándar mayor para la atenuación en tierra que en el agua (Tabla 4).

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Tabla 4. Valores descriptivos del exceso de atenuación (dB) en los tonos puros

Min. Valor mínimo Max. Valor máximo DS. Desviación estándar

Las pruebas de ANOVA de medidas repetidas muestran que los valores de atenuación de los tonos puros fueron significativamente distintos respecto a todos los factores considerados (distancia, sustrato, frecuencia del tono y localidad), así como para las interacciones entre dichos factores (Tabla 5). El factor “distancia” es el que presenta mayor influencia en el exceso de atenuación. De manera general, los valores del exceso de atenuación fueron aumentndo progresivamente con la distancia. En las pruebas post-hoc no se encontraron diferencias significativas en el exceso de atenuación entre 1-2 m (P=0.074) ni entre 4-8 m (P=0.455), siendo el resto de comparaciones 2 a 2 estadísticamente significativas (P <0.0001). Por otra parte, el sustrato también tuvo una influencia significativa sobre el exceso de atenuación, ya que, como se mencionó anteriormente, los tonos se propagaron mejor en agua que en tierra. Entre los distintos grupos de frecuencias, los tonos altos fueron los únicos que se diferenciaron del resto de grupos, presentando diferencias significativas (categoría IV; P <0.0001) y mostrando los valores más altos de atenuación. Los valores más bajos de exceso de atenuación se obtuvieron en la frecuencia fundamental (categoría II), que presentó una propagación muy similar a la de la primera armónica (categoría III).

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Tabla 5. Pruebas de ANOVA de medidas repetidas de los tonos puros

Atenuación de las llamadas reproductivas Las pruebas de ANOVA muestran que los valores de exceso de atenuación de las llamadas reproductivas fueron también significativamente distintas respecto a todos los factores considerados (distancia, sustrato, especie y localidad) y también para sus interacciones (Tabla 6).

El factor “sustrato” fue el que presentó mayor influencia sobre el exceso de atenuación, propagándose los cantos de manera más efectiva en el agua que en la tierra. El exceso de atenuación varió significativamente a lo largo del transecto, incrementándose con la distancia.

Las diferencias fueron altamente significativas entre 1 m y 3 m (P=0.003), así como entre el resto de distancias (P <0.0001). Por otro lado, las llamadas reproductivas de todas las especies mostraron distintos patrones de exceso de atenuación y existieron diferencias significativas entre todas ellas (P <0.0001), excepto para la comparación H. meridionalis – P. perezi, que no presentó diferencias. H. mridionalis presentó los valores más altos en el exceso de atenuación, mientras que H. arborea presentó los valores más bajos.

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Tabla 6. Pruebas de ANOVA de medidas repetidas de los cantos

El exceso de atenuación de los cantos de las especies presentan un patrón común, siendo de manera general, mayor en el sustrato de tierra que en el agua, como se observa para H. arborea (Fig. A3 y Fig. A4), H. meridionalis (Fig. A5 y Fig. A6), Pelophylax perezi (Fig. A7 y Fig. A8), y Lithobates catesbeianus (Fig. A9 y Fig. A10).

De manera más específica, se observa que los cantos se propagan mejor en el agua que en la tierra. Los valores de la media y la desviación estándar de exceso de atenuación fueron mayores para la tierra que para el agua, excepto para H. meridionalis, en donde la desviación fue mayor en el agua que en la tierra. El valor máximo de media de todas las especies lo presentó P. perezi, y el valor mínimo H. arborea Tabla 7.

Tabla 7. Valores descriptivos del exceso de atenuación (dB) de las especies

Min. Valor mínimo. Max. Valor máximo. DS. Desviación estándar 14

Las pruebas a priori realizadas con las localidades agrupadas de acuerdo a la distribución nativa de cada especie muestran que la condición de especie nativa en las localidades se refleja parcialmente en el exceso de atenuación. Las localidades nativas de H. arborea presentan mayores valores de atenuación para ambas especies en comparación con las de H. meridionalis (F1,55=157.275, P <0.0001). De manera general, las llamadas de H. arborea presentaron valores menores de atenuación en ambas localidades (F1,55=26.289, P <0.0001). La interacción entre localidad y especie también resultó significativa (F1,55=29.221, P <0.0001). Sin embargo, esta interacción no se cumplió por completo, ya que H. arborea presentó menores valores de atenuación en las localidades nativas de H. meridionalis, tanto en agua (F1,55=30.865, P <0.0001) como en tierra (F1,55=28.921, P <0.0001), así como para sus localidades nativas en agua (F1,55=195.734, P <0.0001), mientras que en el sustrato de tierra, fue H. meridionalis la que presentó los valores menores de atenuación (F1,55=52.983, P <0.0001).

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Figura 2. Exceso de atenuación de H. meridionalis y H. arborea en localidades autóctonas y alóctonas

Círculos representan a H. meridionalis, cuadrados a H. arborea Colores blancos representan las localidades autóctonas, y el color negro alóctonas.

DISCUSIÓN Los patrones de atenuación de los tonos puros en agua indican que en frecuencias por encima de 3 kHz, especialmente entre 3 y 4 kHz, en la mayor parte de las localidades, la propagación de las señales sufren excesos de atenuación más importantes que frecuencias más bajas. Por otro lado, frecuencias menores, especialmente alrededor de 2.5 kHz, presentaron valores mínimos de exceso de atenuación, fenómeno ya reportado en otros estudios (Penna et al. 2006). Dado que los cantos de las especies del género Hyla estudiadas presentan las primeras armónicas del canto (fundamental y primera) en estos rangos de frecuencia, cabe esperar que en el agua la 16

propagación de las llamadas reproductivas no se vea afectada de manera excesiva, sino incluso beneficiada por las propiedades de reflexión y escasa porosidad de este sustrato (Penna and Solís, 1998; Feng and Schul, 2006).

En el sustrato de tierra se obtuvieron resultados más heterogéneos. En las localidades de Córdoba, Crato y El Cabaco, se encontraron valores de atenuación muy próximos a lo esperado por la propagación esférica del sonido en casi todas las distancias. En Gata, las frecuencias bajas presentaron valores mínimos de atenuación, y por encima de 1 kHz recuperaron valores cercanos a los esperados. En las localidades de Arimbo, Cordoba, Doñana, Navalcarnero, Sanabria y Valle Lago, presentan entre 1 y 2 kHz valores mínimos de atenuación. Mientras que en algunas localidades las frecuencias altas presentan valores máximos, en El Cabaco y Navalcarnero se acercan a los valores esperados. La heterogeneidad en los patrones, tanto en las localidades como en las distancias, han sido reportadas y discutidas en otros artículos (Penna y Solís 1998; Penna et al. 2006), explicándola como la variabilidad en los sustratos. Sin embargo, la vegetación y la pendiente también tienen efectos sobre el sonido que pueden hacer variar los patrones de propagación (Bosch y De la Riva 2004).

El agua es el mejor medio para la transmisión del sonido en los tonos puros y en los cantos de las especies, presentando una media de valores menores a los esperados por la atenuación del sonido, y diferencias significativas con el sustrato de suelo. La tierra parece ser un medio muy agresivo para la propagación, llegando a tener valores de exceso de atenuación máximos de 30 dB para los tonos puros, y de alrededor de 22 dB para las llamadas reproductivas. Esta diferencia entre los valores máximos y mínimos es probablemente debida a las propiedades de reflexión del sonido que presenta el agua (Feng y Schul 2006). Estos resultados sugieren que la emisión de cantos desde el agua podría ser más efectivo para la atracción de las hembras.

La mayor parte de los individuos de las especies ibéricas del género Hyla cantan desde la superficie del agua (Marquez et al. 2005), lo que les permite incrementar el rango de propagación de sus cantos, a tenor de los resultados obtenidos. Sin embargo, algunos individuos emiten también sus llamadas desde la orilla, lo que les daría una ventaja en la localización, al poder interceptar a las hembras mientras éstas se acercan al cuerpo de agua. Se ha registrado que una de las limitaciones en la emisión de frecuencias dominantes es el tamaño corporal (Penna et al.

2006), por lo que es posible que machos jóvenes de poco tamaño, cuyas llamadas, que no alcanzan la frecuencia óptima, no son tan favorecidas, y encuentren esta estrategia oportunista 17

más ventajosa. Sin embargo, se requerirían estudios que incluyan además de las propiedades del canto, el tamaño corporal, y el éxito reproductivo para poder determinar esta relación.

Aunque la distancia resultó ser un factor influyente en el exceso de atenuación del sonido, tanto en agua como en tierra, se desconoce el umbral auditivo de las hembras de estas especies, por lo que no se puede determinar la distancia límite en que los cantos son percibidos por las hembras.

Sin embargo, los resultados sugieren que esta distancia sería mayor en los cantos emitidos desde el agua.

Los resultados de los experimentos de propagación de cantos, muestran que las especies presentan patrones muy distintos de exceso de atenuación. La eficiente propagación de las llamadas de L. catesbeianus, más efectiva que la de especies nativas como H. meridionalis y P. perezi, fue probablemente debida a que su gran tamaño le permite generar llamados de baja frecuencia a una intensidad elevada. Esto la convierte en un competidor muy agresivo, con riesgo de desplazar a especies nativas en caso de naturalización. Aunque la especie que presenta la máxima eficiencia en la propagación de sus llamadas fue H. arborea, de menor tamaño que el resto de especies, este hecho puede deberse a que las localidades nativas de esta especie son las más agresivas para la propagación del sonido. Esta presión es posible que haya moldeado las llamadas de H. arborea, de manera que en localidades menos agresivas como las nativas de H. meridionalis, su canto se vea favorecido, aún a pesar de las limitaciones impuestas por su tamaño corporal. Esta relación es similar a la observada en otros estudios con dos subespecies de Acris crepitans, una nativa de hábitats abiertos y una de hábitats forestales (Ryan et al. 1990), así como para un estudio con sapos parteros (género Alytes) en la península ibérica (Penna et al. 2006). En este segundo trabajo, se muestra que la relación entre la estructura de las señales acústicas y el medio en el que se propaga no es óptima para estas especies de anuros. La especie que se encuentra en hábitats menos favorables para la propagación del sonido (Alytes obstetricans) producen señales que sufren menor atenuación, tanto en su hábitat nativo como en el no nativo, que la especie (Alytes cisternasii) que se distribuye en lugares más favorables para la transmisión del sonido (Penna et al. 2006).

La propagación de las llamadas reproductivas de las especies en su propio hábitat no es una relación que se cumpla de manera precisa, indicando que la adaptación de las llamadas de las especies del género Hyla estudiadas a su hábitat es limitada, coincidiendo con el carácter generalista en cuanto a selección del hábitat. A pesar de que H. arborea es más eficiente en los 18

hábitats de H. meridionalis, así como en sus hábitat en el sustrato de agua, existe una discrepancia en la especie H. meridionalis, ya que esta especie presentó mayor eficacia en la propagación de sus llamadas en el sustrato de suelo de las localidades nativas de H. arborea. Es posible que esta diferencia en el patrón observado se deba a que la estructura de las señales acústicas de H. meridionalis responda de manera más eficiente en términos de propagación a ciertas características de la porosidad en sustratos de tierra, los cuales estén más representados en las localidades de H. arborea. Sin embargo, con las comparaciones realizadas en este estudio no es posible determinar dichas características en el sustrato o en las señales acústicas.

CONCLUSIONES

•

Las llamadas reproductivas de las especies analizadas en el presente trabajo se transmiten de manera más eficiente en agua que en tierra, debido probablemente a las diferencias de porosidad entre ambos medios, lo que podría influir en la selección de microhábitats de los individuos durante su participación en los coros reproductivos.

•

H. arborea es la especie más eficiente, tanto en hábitats autóctonos como alóctonos, en términos de propagación del sonido. Además, esta especie se distribuye en hábitats menos propicios para la propagación del sonido. Ambos hechos sugieren que las presiones selectivas podrían haber favorecido un diseño de su llamada reproductiva que mejore la transmisión acústica.

•

Al contrario de lo que cabría esperar, H. meridionalis se propaga de manera más eficiente que H. arborea en el sustrato de suelo de las localidades nativas de H. arborea, respondiendo probablemente a la estructura del canto y la porosidad del sustrato.

•

La adaptación de las llamadas reproductivas al hábitat nativo no es tan calro en anuros como lo es en aves. Aunque estudios con especies con hábitats más específicos y diferentes entre sí, podrían revelar una relación más concreta entre el hábitat y la estructura de las llamadas.

19

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22

ANEXO I. Figura A1. Exceso de atenuación de los tonos puros en el sustrato de agua

El círculo representa 1m, el triángulo 2m, la cruz 4m, y por último la “x” que representa los 8m

Figura A2. Exceso de atenuación de los tonos puros en el sustrato de tierra.

El círculo representa 1m, el triángulo 2m, la cruz 4m, y por último la “x” que representa los 8m

Figura A3. Exceso de atenuaciรณn de Hyla arborea en el sustrato de agua

* Representa las localidades nativas de la especie.

โ ฉ

Figura A4. Exceso de atenuaciĂłn de Hyla arborea en el sustrato de tierra.

* Representa las localidades nativas de la especie.

â&#x20AC;Š

Figura A5. Exceso de atenuación de Hyla meridionalis en el sustrato de agua.

•

Representa las localidades nativas de la especie.

Figura A6. Exceso de atenuaciĂłn de Hyla meridionalis en el sustrato de tierra.

* Representa las localidades nativas de la especie.

â&#x20AC;Š

Figura A7. Exceso de atenuaciรณn de Pelophylax perezi en el sustrato de agua.

* Representa las localidades nativas de la especie.

โ ฉ

Figura A8. Exceso de atenuaciรณn de Pelophylax perezi en el sustrato de tierra.

* Representa las localidades nativas de la especie.

โ ฉ

Figura A9. Exceso de atenuaciรณn de Lithobates catesbeianus en el sustrato de agua.

โ ฉ

Figura A10. Exceso de atenuaciĂłn de Lithobates catesbeianus en el sustrato de tierra.

â&#x20AC;Š