Frank Beach Award Winner: Lessons from poison frogs on ecological drivers of behavioral diversification

Variation in natural behavior is tightly linked to the ecological resources with which they co-evolved. This review discusses poison frog behavior and neuroendocrinology to illustrate how ecological factors drive diversification of behavior and its underlying neural mechanisms. Poison frogs show tremendous diversity in reproductive strategies that are tightly linked to water resources in their environment. Different species utilize particular pool sizes to rear their offspring, which has selected for sex differences in parental behavior among poison frog species. Tadpole behavior reflects the behavioral diversity of adults, where tadpoles can display social group living or violent aggression and begging behavior, which are all associated with pool size and occupancy. Using this behavioral diversity among poison frog species, we have identified core brain regions, like the hippocampus and preoptic area, as being involved in regulating different aspects of amphibian parental behavior. In contrast to core brain regions, the neuromodulators governing these behaviors seem to be more labile across species. This work exemplifies how comparative studies are a prime experimental system to study how evolution tunes neural circuits that give rise to the diversity of behaviors we observe in the natural world. Finally, this review ends on a more important form of diversity – that of our scientific community – and how community outreach, decolonization of field based science, and inclusion of groups historically excluded from conducting research are needed for the scientific enterprise to transform into something truly beneficial for all members of our society. La variación en el comportamiento natural está muy relacionada con los recursos ecológicos con los que coevolucionaron. Esta revisión bibliográfica analiza el comportamiento de las ranas venenosas y la neuroendocrinología para demostrar cómo la ecología influye en la diversificación del comportamiento y los relacionados mecanismos neuronales. Las ranas venenosas tienen diversas estrategias reproductivas basadas en la cantidad de agua en su ambiente. Diferentes especies utilizan charcas de tamaños variables para criar a sus renacuajos, lo cual ha resultado en la evolución de diferencias entre los sexos del comportamiento parental entre especies de ranas venenosas. La diversidad de comportamientos en los adultos se refleja en el comportamiento de sus renacuajos donde algunas especies viven en grupos sociales mientras otras muestran agresión y acciones para solicitar comida. Estos comportamientos de los renacuajos están relacionados con el tamaño y la ocupación del medio acuático. Utilizando esta diversidad de comportamiento entre las especies de ranas venenosas, hemos identificado regiones centrales del cerebro, como el hipocampo y la área preóptica, involucradas en la regulación de comportamientos sociales. En contraste con las regiones centrales del cerebro, los neuromoduladores que gobiernan estos comportamientos parecen ser más lábiles entre especies. Este trabajo ejemplifica cómo los estudios comparativos son fundamentales para entender cómo la sincronización de circuitos nerviosos permiten la diversificación de los comportamientos que observamos en el mundo natural. Finalmente, yo discuto la importancia de diversidad de personas dentro de nuestra comunidad científica y cómo la difusión científica, la descolonización en la ciencia basada en el campo, y la inclusión de grupos históricamente excluidos de la investigación son necesarios para que la empresa científica se transforme en algo benéfico para todos los miembros de nuestra sociedad.