Resumo: As populações de anfíbios estão diminuindo globalmente, e muitas espécies estão enfrentando a extinção. As atividades humanas impulsionam essa tendência por meio da perda de habitat, mudanças climáticas, queimadas, poluição, doenças e introdução de espécies invasoras. Diante desse cenário, torna-se essencial monitorar as populações de anfíbios e investigar suas respostas às ameaças, especialmente em ecorregiões altamente diversas, como a Mata Atlântica brasileira. Atualmente, abordagens moleculares têm sido amplamente utilizadas em estudos ecológicos e aplicadas à conservação. Investigar vestígios de DNA deixados por organismos no ambiente (DNA ambiental ou eDNA) é útil para descrever comunidades, monitorar espécies ameaçadas ou invasoras, além de detectar patógenos em populações selvagens. Neste contexto, esta tese adota uma abordagem integrativa para investigar ameaças emergentes que afetam os anfíbios anuros da Mata Atlântica, combinando ecologia de doenças infecciosas e a aplicação de técnicas moleculares voltadas à conservação. Para isso, investigamos a suscetibilidade à infecção pelo fungo Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), agente causador da quitridiomicose, entre os diferentes estágios de vida de uma espécie de rã neotropical (Capítulo I). Mostramos que os girinos são mais suscetíveis à infecção e podem atuar como importantes reservatórios do patógeno. Também demonstramos a influência de fatores ambientais e bióticos na dinâmica de infecção nas populações investigadas, embora os efeitos sejam diferentes dependendo do estágio de vida. Exploramos o microbioma cutâneo como fator determinante da resistência diferencial à infecção por Bd (Capítulo II). Nossos resultados evidenciam que as comunidades bacterianas da pele do hospedeiro focal são dinâmicas e adaptativas, variando no tempo e espaço, e sendo influenciadas tanto por fatores ambientais quanto pela infecção por Bd. Além disso, sugerimos que o microbioma pode atuar como um mecanismo de defesa fundamental em anfíbios, contribuindo para a resistência a patógenos. Ao investigar espécies ameaçadas, incluindo três espécies insulares foco (Capítulo III), evidenciamos que o Bd está amplamente distribuído entre anfíbios ameaçados no Brasil. Nas ilhas, uma das espécies apresentou alta taxa de infecção, enquanto as outras não tiveram infecções detectáveis, possivelmente devido ao isolamento ou à especialização em microhabitats. A presença do patógeno soma-se a outras ameaças, elevando o risco de extinção, especialmente para espécies endêmicas e de distribuição restrita. Isso reforça a relevância da detecção e monitoramento contínuo do Bd como parte das estratégias de conservação. Por fim, com uma abordagem mais aplicada, demonstramos o potencial do metabarcoding de eDNA para acessar a diversidade das comunidades de anfíbios em áreas pouco amostradas (Capítulo IV). Destacamos a detecção de traços de DNA da rã-touro invasora, que pode representar ameaças diretas para as espécies nativas. No entanto, esta abordagem falhou em detectar DNA de uma espécie-alvo pouco abundante, microendêmica e criticamente ameaçada de extinção. Por fim, esta tese destaca a importância de abordagens integrativas que combinem diferentes estratégias para investigar ameaças emergentes, considerando a complexidade dos fatores que afetam as populações de anfíbios e fornecer valiosas informações para subsidiar estratégias de conservação para este grupo ameaçado Ver menos

Abstract: Amphibian populations are declining globally, and many species are facing extinction. Human activities drive this trend through habitat loss, climate change, wildfires, pollution, diseases, and the introduction of invasive species. In this scenario, it becomes essential to monitor amphibian populations and investigate their responses to threats, particularly in highly diverse ecoregions like the Brazilian Atlantic Forest. Currently, molecular approaches have been widely used in ecological studies and applied to conservation. Investigating DNA traces left by organisms in the environment (environmental DNA or eDNA) is useful for describing communities, monitoring threatened or invasive species, and detecting pathogens in wild populations. In this context, this thesis takes an integrative approach to investigate emerging threats affecting anuran amphibians from the Atlantic Forest, combining infectious disease ecology and the application of molecular techniques for conservation purposes. To this end, we assessed the susceptibility to infection by the fungus Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), the pathogen responsible for chytridiomycosis, across different life stages of a Neotropical torrent frog (Chapter I). We show that tadpoles are more susceptible to infection and can act as important reservoirs of the pathogen. We also demonstrate the influence of environmental and biotic factors on infection dynamics in the populations studied, although the effects differ depending on the life stage. We also explored the skin microbiome as a key factor in the differential resistance to Bd infection (Chapter II). Our results reveal that the bacterial communities on the host’s skin are dynamic and adaptive, varying over time and space, and are influenced by both environmental factors and Bd infection. Furthermore, we suggest that the microbiome may serve as a fundamental defense mechanism in amphibians, contributing to pathogen resistance. By investigating threatened species, including three insular focal species (Chapter III), we found that Bd is widely distributed among threatened amphibians in Brazil. On the islands, one of the species showed a high infection rate, while the others had no detectable infections, possibly due to geographic isolation or microhabitat specialization. The presence of the pathogen adds to other existing threats, increasing extinction risk, especially for endemic and range-restricted species. This reinforces the relevance of Bd detection and continuous monitoring as part of conservation strategies. Finally, with a more applied approach, we demonstrate the potential of eDNA metabarcoding to assess amphibian community diversity in poorly sampled areas (Chapter IV). We highlight the detection of DNA traces from the invasive American bullfrog, which may pose direct threats to native species. However, this approach failed to detect DNA from a target species that is rare, microendemic, and critically endangered. Therefore, this thesis highlights the importance of integrative approaches that combine different strategies to investigate emerging threats, considering the complexity of the factors affecting amphibian populations, and providing valuable information to support conservation strategies for this threatened group Ver menos