Spatial and temporal patterns of water loss in heterogeneous landscapes: using plaster models as amphibian analogues

Water balance is critical to survival, growth, and performance of many terrestrial organisms because it can influence foraging time, limit dispersal, and curtail courtship activities. Water loss can vary in time and space across the landscape, and can also be modulated by behavior. Amphibians are particularly sensitive to water loss because their skin provides little to no resistance to evaporative water loss. Our study sought to quantify rates of water loss across a heterogeneous landscape using plaster of Paris models as analogues for the Western Slimy Salamander (Plethodon albagula Grobman, 1944). Models were validated within a controlled laboratory setting prior to field deployment, and were shown to approximate rates and magnitudes of water loss observed in living salamanders. In the field, we tested both adult- and juvenile-sized models, and found that juvenile-sized models lost water at a greater rate under all contexts. The rates of water loss measured at night (1.5%/h-4.5%/h) was nearly half of those measured during the day (2%/h-10%/h). Rates of water loss were greatest on ridges with southwestern aspects during the day (5%/h-10%/h) and lowest in ravines with northeast aspects at night (1.50%/h-3.75%/h). The results of spatial and temporal patterns of water loss corroborate field observations of salamander activity patterns and distribution across the landscape, providing a physiological mechanism driving fine-scale habitat use and distribution. Although we tested plaster models as analogues for salamanders, this approach should be generalizable to other amphibian taxa, providing an efficient means of measuring rates of water loss in the field under biologically meaningful contexts. Resume : L'equilibre hydrique est essentiel ala survie, la croissance et la performance de nombreux organismes terrestres puisqu'il peut influer sur le temps consacre al'alimentation et limiter la dispersion et les activites de parade. La perte d'eau peut varier dans le temps et dans l'espace al'echelle du paysage et peut egalement etre modulee par le comportement. Les amphibiens sont particulierement sensibles ala perte d'eau puisque leur peau ne resiste pas bien ala perte d'eau par evaporation. Notre etude visait aquantifier les taux de perte d'eau dans un paysage heterogene al'aide de modeles en plâtre de Paris comme analogues du plethodon visqueux de l'Ouest (Plethodon albagula Grobman, 1944). La validite des modeles a ete verifiee en milieu controle en laboratoire prealablement aleur deploiement sur le terrain, et il a ete demontre que le taux et la magnitude des pertes d'eau qu'ils presentaient etaient approximativement les memes que ceux de salamandres vivantes. Sur le terrain, nous avons teste des modeles de taille adulte et juvenile et constate que les taux de perte d'eau des modeles de taille juvenile etaient plus eleves dans tous les milieux. Les taux de perte d'eau mesures la nuit (de 1,5 %/h a ` 4,5 %/h) etaient environ deux fois moindres que ceux mesures le jour (de 2 %/h a ` 10 %/h). Les taux de perte d'eau les plus eleves ont ete mesures sur des cretes d'exposition sud-ouest durant le jour (de 5 %/h a ` 10 %/h) et les plus faibles, dans des ravins d'orientation nord-est durant la nuit (de 1,50%/h a ` 3,75 %/h). Les distributions spatiales et temporelles des pertes d'eau observees corroborent les observations sur le terrain relatives aux motifs d'activite des plethodons et leur repartition dans le paysage. La perte d'eau apparait donc comme un mecanisme physiologique qui module l'utilisation de l'habitat et la repartition de l'espece apetite echelle. Si les modeles de plâtre ont ete utilises comme analogues de salamandres, l'approche devrait pouvoir etre generalisee ad'autres taxons d'amphibiens, fournissant ainsi un moyen efficace de mesure des taux de perte d'eau sur le terrain, dans des contextes pertinents sur le plan biologique. (Traduit par la Redaction) Mots-cles : dessiccation, physiologie, plâtre de Paris, Plethodon albgula, Missouri, Ozark, plethodon visqueux de l'Ouest.