From laboratory validation to field ecology: biologging and dead-reckoning reveal amphibians’ movement

Amphibians are among the most threatened vertebrate groups worldwide, yet their fine-scale movement ecology remains poorly understood due to technical and methodological constraints. This thesis combines a global literature review, controlled behavioural experiments, and applications of miniaturised biologging technologies to improve the reliability of tracking methods in anurans and evaluate the ecological relevance of the movement data they produce. A comprehensive review of electronic telemetry in amphibians and reptiles (1970-2023) reveals strong geographical biases, a predominant use of radio transmitters, and a general lack of experimental testing of device effects, highlighting the need for standardised ethical and methodological protocols. Controlled behavioural experiments demonstrate that external devices and inertial sensors can be deployed with limited effects on locomotion and space use across different anuran species, with most variation occurring at the individual level. Accelerometer data also enable highly accurate behavioural classification. Field applications show that integrating VHF radiotelemetry with inertial sensors allows the reconstruction of continuous movement paths through dead-reckoning. This approach reveals nocturnal activity patterns, narrow thermal activity windows, and seasonal variation in spatial behaviour, producing trajectories that are far more detailed than those derived from positional fixes alone. Overall, the results demonstrate that biologging, when supported by experimental validation and careful device design, can substantially advance our understanding of amphibian movement ecology and provide valuable information for conservation by identifying critical habitats, activity patterns, and ecological requirements of threatened species.

Gli anfibi sono tra i vertebrati più minacciati al mondo, ma la comprensione della loro ecologia del movimento su scala fine è ancora limitata da vincoli tecnici e metodologici. Questa tesi integra una revisione globale della letteratura, esperimenti comportamentali controllati e applicazioni di tecnologie di biologging miniaturizzate per migliorare l’affidabilità dei metodi di tracciamento negli anuri e valutare la rilevanza ecologica dei dati raccolti. Una revisione della telemetria elettronica applicata ad anfibi e rettili (1970-2023) evidenzia forti bias geografici, un uso predominante dei radiotrasmettitori e una generale mancanza di test sperimentali sugli effetti dei dispositivi, sottolineando la necessità di protocolli etici e metodologici standardizzati. Esperimenti comportamentali mostrano che dispositivi esterni e sensori inerziali possono essere utilizzati con effetti limitati sulla locomozione e sull’uso dello spazio in diverse specie di anuri, con variazioni principalmente individuali. L’accelerometria consente inoltre una classificazione comportamentale altamente accurata. Applicazioni sul campo dimostrano la fattibilità di integrare radiotelemetria VHF e sensori inerziali per ricostruire traiettorie di movimento tramite dead-reckoning, rivelando pattern di attività notturna, finestre termiche ristrette e variazioni stagionali nel comportamento spaziale. Questo approccio permette di ottenere traiettorie molto più dettagliate rispetto ai soli punti di localizzazione. Nel complesso, i risultati mostrano che il biologging, se accompagnato da validazione sperimentale e adeguata progettazione dei dispositivi, può fornire nuove conoscenze sull’ecologia del movimento degli anfibi e contribuire direttamente alla conservazione identificando habitat critici, pattern di attività e requisiti ecologici di specie minacciate.