Sistemática y taxonomía de las ranas venenosas de dardo, del género Phyllobates (Dendrobatidae) en Costa Rica

Abstract

The genus Phyllobates (Bibron, 1840) is currently composed of five species, distributed in the lowlands of Central America and northern South America. Two species of Phyllobates are recognized in Costa Rica: P. lugubris on the Caribbean slope and P. vittatus in the central and southern part of the Pacific region. The latter is considered an endemic species for this country. The objective of this research was to estimate the phylogenetic relationships of the species Phyllobates lugubris and Phyllobates vittatus, through morphological and molecular analysis and their alkaloidal composition. A series of morphometric, osteological, alkaloidal, phylogenetic, stomach contents, reproductive compatibility, and bioacoustic analyzes were carried out in 101 individuals of the species P. lugubris and P. vittatus, in I I locations in Costa Rica. Regarding the Length - Snout — Cloaca (LHC), P. vittatus obtained the greatest length (maximum LHC 28 mm / 26 mm ðð) than P. lugubris (23 / 18 mm ðð). In addition to differing in the length and width of the dorsolateral lines, which are wider and shorter in P. vittatus than in P. lugubris. Regarding the osteological analysis, differences were obtained at the urostyle level, being this winged in P. lugubris and smooth in P. vittatus. The nasal bifurcations are asymmetrical in P. lugubris while in P. vittatus they are symmetrical and well defined; differences were also observed in the posterior terminal spinal process of the vertebrae. The phylogenetic analysis was carried out by analyzing and comparing the 16S mtDNA marker. According to the phylogenetic trees obtained, the conformation of two well-defined and strongly separated clades was determined with a bootstrap value of 97%. Genetic divergence showed a p-distance of 2% between P. vittatus and P. lugubris. In the identification of alkaloids (122 extractions) allopumiliotoxin (aPTX 267) was identified as the most toxic component and it was registered only in Dendrobates. On the other hand, batrachotoxin (BTX), characteristic of the genus Phyllobates, was not recorded in the samples analyzed. In the analysis of the stomach contents, a total of 558 prey insects of D. auratus, D. granuliferus, D. pumilio, P. vittatus, and P. lugubris were identified. In the genus Phyllobates seven orders of arthropods were recorded, on the other hand, the species of the genus Dendrobates only three orders were documented. In captive breeding, we worked with a pair of P. vittatus ð / P. lugubris and another of P. lugubris / P. vittatus 9, in both cases the crossbreeding was effective, resulting in fertile offspring, and successful development. of the second generation, in both reproductive lines. In relation to the bioacoustics analysis, the males of P. lugubris and P. vittatus showed significant differences in the warning song, in its temporal parameters, as well as in the dominant frequency. P. lugubris (4.62 kHz) and P. vittatus with (3.16 kHz). Based on the results obtained, a reproductive recognition between these two species is evidenced, verifying their genetic closeness, however, according to the molecular, morphological, osteological, bioacoustic differences, as well as the allopatric distribution of the populations of Phyllobates from the Caribbean and the Pacific of Costa Rica. I continue to recognize P. lugubris and P. vittatus as two valid species.El género Phyllobates (Bibron, 1840) está compuesto actualmente por cinco especies, distribuido en las tierras bajas de Centroamérica y al norte de Sudamérica. En Costa Rica se reconocen dos especies de Phyllobates: P. lugubris en la vertiente Caribe y P. vittatus en la parte central y sur de la región del Pacífico. Esta última es considerada como especie endémica para este país. El objetivo de esta investigación fue estimar las relaciones filogenéticas de las especies Phyllobates lugubris y Phyllobates vittatus, mediante el análisis morfológico, molecular y su composición alcaloidal. Se llevaron a cabo una serie de análisis morfométricos, osteológicos, alcaloidales, análisis filogenéticos, contenidos estomacales, compatibilidad reproductiva, y de bioacústica, en 101 individuos de las especies P. lugubris y P. vittatus, en I I localidades de Costa Rica. Con relación la Longitud - Hocico — Cloaca (LHC), P. vittatus obtuvo la mayor longitud (máximo LHC 28 mm / 26 mm ðð) que P. lugubris (23 / 18 mm ðð). Además de diferenciarse en el largo y ancho de las líneas dorsolaterales, las cuales son más anchas y cortas en P. vittatus que en P. lugubris. Con respecto al análisis osteológico se obtuvo diferencias a nivel de urostilo, siendo este alado en P. lugubris y liso en P. vittatus. Las bifurcaciones nasales son asimétricas en P. lugubris mientras que en P. vittatus son simétricas y bien definidas, además se observaron diferencias en el proceso espinal terminal posterior de las vértebras. El análisis filogenético se llevó mediante el análisis y comparación del marcador 16S ADNmt. Según los arboles filogenéticos obtenidos se determinó la conformación de dos clados bien definidos y fuertemente separados con un valor de boostrap del 97%. La divergencia genética mostró una p-distancia del 2% entre P. vittatus y P. lugubris. En la identificación de alcaloides (122 extracciones) se identificó a la alopumiliotoxina (aPTX 267) como el componente más tóxico y se registró sólo en Dendrobates. Por ofra parte, la batracotoxina (BTX), característica del género Phyllobates, no se registró en las muestras analizadas. En el análisis del contenido estomacal se identificó un total de 558 insectos presas de D. auratus, D. granuliferus, D. pumilio, P. vittatus, y P. lugubris. En el género Phyllobates se registraron siete órdenes de artrópodos, por otra parte, las especies del género Dendrobates se documentaron solamente tres órdenes. En la reproducción en cautiverio, se trabajó con una pareja de P. vittatus ð / P. lugubris y otra de P. lugubris / P. vittatus 9, en ambos casos el entrecruzamiento fue efectivo, dando como resultado descendencia fértil, y el exitoso desarrollo de la segunda generación, en ambas líneas reproductivas. En relación con el análisis de bioacústica, los machos de P. lugubris y P. vittatus mostraron diferencias significativas en el canto de advertencia, en sus parámetros temporales, así como en la frecuencia dominante. P. lugubris (4.62 kHz) y P. vittatus con (3.16 kHz). Basándome en los resultados obtenidos se evidencia un reconocimiento reproductivo entre estas dos especies, comprobando su cercanía genética sin embargo según las diferencias moleculares, morfológicas, osteológicas, bioacústicas ademas de la distribución alopátrica de las poblaciones de Phyllobates del Caribe y del Pacífico de Costa Rica, continúo reconociendo a P. lugubris y P. vittatus como dos especies válidas.