Variation of the frog skin microbiota across an environmental gradient: taxonomic diversity and potential function

Research on the amphibian skin microbiota has focused on identifying bacterial taxa that deter a pathogenic chytrid fungus (Batrachochytrium dendrobatidis - Bd), and on describing patterns of microbiota variation. However, it remains unclear how environmental variation affects amphibian skin bacterial communities, and whether the overall functional diversity of the amphibian skin microbiota is associated to such variation. I sampled skin microbial communities from three dendrobatid frog species before and after the onset of the wet season in one site, and from one dendrobatid frog species across an environmental gradient along the Panama Canal. I found frog skin microbial alpha diversity to be highest in frogs from sites with low soil pH, but no clear effect of the onset of the wet season. However, I found frog skin microbial community structure (beta diversity) to be affected by soil pH and the onset of the wet season, which also resulted in a decrease of between-samples variation. Across the sampled frog species, bacterial functional groups changed with the onset of the wet season, with certain bacterial functional groups entirely disappearing and others differing in their relative abundances after the onset of the wet season. In particular, I found proportion of Bd-inhibiting bacteria to correlate with mean soil pH, and to increase in two of the frog species with the onset of the wet season. Taken together, my results suggest that the host’s requirements facilitated by bacteria, including disease resistance, may be site-specific and follow seasonal patterns. These new insights should be considered when implementing conservation programs that include a probiotic bacteria treatment.La recherche sur le microbiote de la peau des amphibiens a pris plusieurs chemins dans les dernières années. Elle s’est principalement concentrée sur l’identité des bactéries dissuadant le champignon pathogène chytride (Batrachochytrium dendrobatidis - Bd) et sur la description de la variation du microbiote. Toutefois, il n’est pas encore clair comment la variation environnementale affecte la communauté bactérienne sur la peau des amphibiens. De plus, on s’interroge encore sur la diversité fonctionnelle du microbiote associée à une telle variation environnementale. J’ai échantillonné la communauté microbienne cutanée de trois espèces de grenouille de la famille Dendrobathidae avant et après le début de la saison humide. J’ai également échantilloné la communauté microbienne cutanée d’une espèce de Dendrobathidae à travers un gradient environnemental le long du canal de Panama. J’ai trouvé que la diversité alpha de la communauté microbienne cutanée était plus grande entre les grenouilles provenant de sites où le site avait un pH bas. Cependant, il n’y avait pas d’effet clair par rapport au début de la saison humide. Toutefois, j’ai trouvé que la structure de la communauté microbienne (la diversité béta) était affectée par le pH du sol et le début de la saison humide. Ceci résultait en une diminution de la variation entre les échantillons. À travers les espèces de grenouilles échantillonnées, les groupes fonctionnels bactériens changeaient avec l’arrivée de la saison humide, avec même une disparition de certains groupes entièrement, ainsi qu’une différence en abondance relative des autres. Particulièrement, j’ai trouvé que la proportion de bactéries dissuadant le Bd corrélait avec la moyenne du pH du sol et avec l’augmentation de deux des espèces de grenouilles au début de la saison humide. Ensemble, ces résultats suggèrent que les besoins d’hôtes facilités par la bactérie, incluant la résistance aux maladies, pourraient être spécifiques aux sites et suivrent un caractére saisonnier. Ces nouvelles perspectives devraient être considéré lors de l’implentation de programmes de conversation, incluant un traitement de bioaugmentation probiotique