Experimental Drought Suppresses Amphibian Pathogen Yet Intensifies Transmission and Disrupts Protective Skin Microbiome

Autor(es)

Buttimer, Shannon ; Medina, Daniel ; Martins, Renato A. ; da Silva, Ana Gabrielle Morais ; Neely, Wesley J. ; Haddad, Celio F. B. ; Direnzo, Graziella V. ; Catenazzi, Alessandro ; Bell, Rayna C. ; Becker, C. Guilherme

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: GLOBAL CHANGE BIOLOGY; v. 31, n. 6, p. 14-pg., 2025-06-01.

Resumo

Shifting precipitation regimes driven by global climate change can alter vertebrate behavior and host-symbiont relationships, potentially compromising host resistance to pathogen invasion. In Brazil's Atlantic Forest, a biodiversity hotspot, prior research identified drought as a key factor disrupting the skin microbiome, contributing to a die-off of pumpkin toadlets due to the invasive waterborne fungal pathogen Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). However, observational studies cannot disentangle the direct effect of moisture on Bd growth from increased amphibian activity during wet breeding seasons. Using field enclosures, we experimentally tested the influence of drought conditions on host microhabitat use, Bd disease dynamics, and the composition and predicted Bd-inhibitory function of cutaneous bacterial communities. Each enclosure housed ecologically realistic densities of Brachycephalus pitanga, a micro-endemic pumpkin toadlet. We simulated a short-term drought in half of the enclosures using translucent tarp coverings. To track individual toadlets, we identified their unique markings and collected skin swabs biweekly over 3 months. We then implemented molecular techniques to quantify Bd loads and characterize skin bacterial diversity and composition over time. Our findings indicate that while drought may reduce overall Bd loads on hosts, this effect is partially offset by an increase in the use of water-filled areas of the enclosures and by a disruption of the protective host skin microbiome. This study provides valuable insights into the cascading impacts of climate change on animal behavior, host-symbiont interactions, and disease dynamics. Mudan & ccedil;as nos regimes de chuva causadas pelas mudan & ccedil;as clim & aacute;ticas podem alterar o comportamento de vertebrados e intera & ccedil;& otilde;es hospedeiro-simbionte, potencialmente comprometendo a resist & ecirc;ncia dos hospedeiros & agrave; invas & atilde;o de pat & oacute;genos. Na Mata Atl & acirc;ntica Brasileira, um hotspot de biodiversidade, estudos pr & eacute;vios identificaram a seca como um fator chave que desestabiliza o microbioma cut & acirc;neo, contribuindo para a mortalidade de anf & iacute;bios devido ao fungo aqu & aacute;tico patog & ecirc;nico Batrachochytrium dendrobatidis (Bd). No entanto, estudos observacionais frequentemente n & atilde;o conseguem separar o efeito direto da umidade sobre o crescimento do Bd e o aumento da atividade dos anf & iacute;bios durante as esta & ccedil;& otilde;es reprodutivas & uacute;midas. Utilizando mesocosmos em campo, testamos o impacto das condi & ccedil;& otilde;es de seca no uso de microhabitat dos anf & iacute;bios hospedeiros, na din & acirc;mica da doen & ccedil;a causada pelo Bd e na composi & ccedil;& atilde;o e fun & ccedil;& atilde;o antif & uacute;ngicas das comunidades bacterianas cut & acirc;neas. Cada mesocosmo abrigou densidades ecologicamente realistas de Brachycephalus pitanga, o micro-end & ecirc;mico sapinho pingo-de-ouro. Submetemos metade dos mesocosmos a condi & ccedil;& otilde;es de seca utilizando coberturas de lona transl & uacute;cida. Identificamos os indiv & iacute;duos atrav & eacute;s de suas marcas & uacute;nicas na pele e coletamos swabs cut & acirc;neos a cada duas semanas durante tr & ecirc;s meses. Em seguida, utilizamos t & eacute;cnicas moleculares para quantificar as cargas do Bd e caracterizar a diversidade e composi & ccedil;& atilde;o bacteriana da pele dos anf & iacute;bios ao longo do tempo. Nossos resultados indicam que, embora a seca reduza as cargas de infec & ccedil;& atilde;o por Bd nos anf & iacute;bios, esse efeito & eacute; parcialmente contrabalan & ccedil;ado pelo aumento do uso de & aacute;reas encharcadas nos mesocosmos e pela desestabiliza & ccedil;& atilde;o do microbioma protetivo da pele dos anf & iacute;bios. Este estudo fornece uma nova perspectiva sobre os efeitos em cascata das mudan & ccedil;as clim & aacute;ticas no comportamento de vertebrados, nas intera & ccedil;& otilde;es hospedeiro-simbionte e na din & acirc;mica de doen & ccedil;as. (AU)

• Processo FAPESP: 21/10639-5 - Centro de Pesquisa em Biodiversidade e Mudanças do Clima
• Beneficiário: Leonor Patricia Cerdeira Morellato
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs