El efecto de la composición dietaria sobre la toxicidad y palatabilidad en ranas venenosas de Costa Rica (Anura: Dendrobatoidea)

Abstract

Las defensas químicas y las señales visuales son clave en muchas estrategias anti depredatorias porque median la detección y la disuasión de depredadores. Sin embargo, el grado en que ambas están acopladas, y qué interacciones ecológicas determinan este acoplamiento, sigue siendo poco conocido, especialmente en vertebrados que secuestran toxinas de su dieta. En esta tesis se investigó cómo la coloración, palatabilidad, dieta y composición de alcaloides se relacionan en cinco especies simpátricas de ranas venenosas (superfamilia Dendrobatoidea) que varían desde crípticas (Silverstoneia flotator y Allobates talamancae) hasta aposemáticas (Dendrobates auratus, Oophaga granulifera y Phyllobates vittatus). En el primer capítulo se integran modelos visuales de depredadores vertebrados e invertebrados (aves, cangrejos y serpientes) con ensayos de palatabilidad en hormigas y serpientes para evaluar si la conspicuidad predice la palatabilidad. Encontramos una alta variación en contrastes cromáticos y acromáticos entre especies y sistemas visuales, sin un patrón de coloración universalmente conspicuo. Las respuestas de palatabilidad también variaron entre los diferentes tipos de depredadores, y tanto especies crípticas como conspicuas fueron palatables, indicando que la coloración y palatabilidad pueden variar en respuesta a diferentes depredadores. En el segundo capítulo se analizaron contenidos estomacales, electividad de presas y perfiles de alcaloides para evaluar cómo la especialización en la dieta influye en la adquisición de defensas químicas. Las especies estudiadas mostraron partición de sus dietas pese a tener una disponibilidad similar de presas, y solo aquellas especies con dietas especializadas en hormigas y ácaros oribátidos presentaron alcaloides detectables en sus secreciones cutáneas. Ciertos grupos de presas como ácaros, géneros específicos de hormigas y milpiés se asociaron a composiciones específicas de alcaloides. Sin embargo, una mayor ingestión de presas que contienen alcaloides no se relacionó con mayor riqueza o abundancia de estos, sugiriendo restricciones filogenéticas en sus mecanismos de captación o almacenaje a largo plazo. En conjunto, los resultados obtenidos indican que, en ranas venenosas neotropicales, la conspicuidad visual y palatabilidad varían independientemente y en respuesta a distintos sistemas sensoriales de depredadores y la adquisición de alcaloides depende tanto de la electividad de presas como de la historia evolutiva, formando un mosaico de estrategias evolutivas en lugar de un continuo lineal de cripsis a aposematismo.Chemical defenses and visual signals play a key role in many anti-predator strategies because they mediate predator detection and deterrence. However, the extent to which visual signals and chemical defenses are coupled, and which ecological interactions determine this coupling, remains largely unknown, especially in vertebrates that sequester toxins from their diet. In this thesis, we investigated how coloration, palatability, diet, and alkaloid composition are related in a group of five sympatric poison frog species (Superfamily Dendrobatoidea) that range from cryptic (Silverstoneia flotator and Allobates talamancae) to aposematic (Dendrobates auratus, Oophaga granulifera, and Phyllobates vittatus). In the first chapter, we integrated visual modeling for vertebrate and invertebrate predators (birds, crabs, and snakes) with palatability assays in ants and snakes to test whether conspicuous coloration predicts unpalatability. We found strong variation in chromatic and achromatic contrasts across species and predator visual systems, with no single coloration being universally conspicuous. Palatability responses also differed between predator types, and some cryptic species were unpalatable while some conspicuous species were palatable, demonstrating that these traits vary independently rather than along a simple crypsis to aposematism continuum. In the second chapter, we analyzed stomach contents, prey electivity, and alkaloid profiles to evaluate how dietary specialization influences chemical defense acquisition. Species partitioned their diets despite similar prey availability largely through electivity, and only those frog species specializing on ants and oribatid mites contained detectable alkaloids. Particular prey groups such as specific ant genera, millipedes and oribatid mites were associated with distinct alkaloid compositions, yet greater ingestion of alkaloid-bearing prey did not correspond to higher alkaloid richness or abundance, indicating strong phylogenetic constraints and lineage-specific physiological uptake mechanisms. These findings suggest that in Neotropical poison frogs, visual conspicuousness and palatability vary independently across species and predator types, and the acquisition of chemical defenses reflects both prey electivity and evolutionary history. Thus, chemical defenses, their palatability, and visual signals are dynamic, flexible traits shaped by ecological interactions, predator sensory systems, and evolutionary history, forming a mosaic of evolutionary outcomes rather than a linear cryptic-to-aposematic continuum.