Introduced urban lizards (Podarcis muralis) exhibit environmentally plastic activity patterns and precise behavioral thermoregulation

Gabrielle H Plunkett, Logan Fraire, Sierra Spears, Tyler Williard, Emma G Foster, Devon X Haley, Alyssa Head, Maya M Moore, Brittney C Parks, Dellen Roush, Jasmyn D Zimmerman, Shala J Hankison, Emily Virgin, Allison R Litmer, Bryan Hernandez Juarez , Eric J Gangloff

The ability to effectively thermoregulate is important for most ectotherms, as body temperature determines the rate of nearly all physiological processes. However, for most organisms we lack understanding of which environmental factors affect thermoregulatory behaviors, especially outside of a laboratory setting, and how individual behaviors scale over an entire day and at the population level. Introduced populations of the common wall lizard (Podarcis muralis) in Cincinnati, Ohio, USA are thriving after an introduction almost 75 years ago. To non-invasively quantify daily thermoregulatory behaviors, thermoregulatory effectiveness, and variation across sites, we used infrared thermography (a thermal imaging camera) to conduct repeated standardized sampling every 30 minutes across the lizard’s normal activity period (0800 to 2000) at multiple urban locations. We also measured air temperature, UV radiation, and wind speed while 3-D printed operative temperature models assessed available temperatures throughout the activity period. We found that lizard activity varied throughout the day and peaked in the early afternoon. Further, activity patterns were associated with the interaction of temperature and ultraviolet (UV) radiation intensity such that predicted activity at high temperatures is greatest when UV is low and at low temperatures predicted activity is greatest when UV is high. Activity was limited by cool environmental temperatures, even on hot days in mid-summer. When lizards were active, they thermoregulated precisely and achieved body temperatures closely matching preferred temperatures as selected in a laboratory gradient in a previous study. Furthermore, field body temperatures did not vary due to sex, reproductive status, or size. Data on daily activity and thermoregulatory decision-making, especially in an urban habitat, provide valuable insight into how an ectothermic organism integrates multivariate sensory inputs from the environment to make behavioral decisions. The role of environmental conditions in behavioral decision-making is especially relevant in predicting geographical range expansions, particularly in the context of changing urban environments and introduced species.

La capacidad de termorregular eficazmente es importante para la mayoría de los ectotermos, ya que la temperatura corporal determina la taza de casi todos los procesos fisiológicos. Sin embargo, para la mayoría de los organismos, desconocemos qué factores ambientales afectan los comportamientos termorreguladores, especialmente fuera del laboratorio, y cómo se escalan los comportamientos individuales a lo largo de un día entero y a nivel poblacional. Las poblaciones introducidas de la lagartija roquera común (Podarcis muralis) en Cincinnati, Ohio, EE. UU., prosperan tras su introducción hace casi 75 años. Para cuantificar de forma no invasiva los comportamientos termorreguladores diarios, su eficacia y la variación entre sitios, utilizamos termografía infrarroja (una cámara termográfica) para realizar muestreos estandarizados repetidos cada 30 minutos durante el período de actividad normal de la lagartija (de 8:00 a 20:00) en múltiples ubicaciones urbanas. También medimos la temperatura del aire, la radiación UV y la velocidad del viento, mientras modelos impresos en 3D de temperatura operativa evaluaban las temperaturas disponibles durante todo el período de actividad. Observamos que la actividad de la lagartija variaba a lo largo del día y alcanzaba su punto máximo al principio de la tarde. Además, los patrones de actividad se asociaron con la interacción de la temperatura y la intensidad de la radiación ultravioleta (UV), de modo que la actividad prevista a altas temperaturas es máxima cuando la UV es baja, y a bajas temperaturas la actividad prevista es máxima cuando la UV es alta. La actividad se vio limitada por las bajas temperaturas ambientales, incluso en los días calurosos de mediados de verano. Cuando las lagartijas estaban activas, termorregulaban con precisión y alcanzaban temperaturas corporales que coincidían estrechamente con las temperaturas preferidas seleccionadas en un gradiente de laboratorio en un estudio previo. Además, las temperaturas corporales en el campo no variaron en función del sexo, el estado reproductivo, o el tamaño. Los datos sobre la actividad diaria y decisiones termorreguladoras, especialmente en un hábitat urbano, proporcionan información valiosa sobre cómo un organismo ectotérmico integra las entradas sensoriales multivariadas del ambiente para tomar decisiones comportamentales. El papel de las condiciones ambientales en las decisiones comportamentales es especialmente relevante para predecir las expansiones del rango geográfico, en particular en el contexto de cambios en áreas urbanas y especies introducidas.