Vocalizations of anuran amphibians have received much attention in studies of behavioral ecology and physiology, but also provide informative characters for identifying and delimiting species. We here review the terminology and variation of frog calls from a perspective of integrative taxonomy, and provide hands-on protocols for recording, analyzing, comparing, interpreting and describing these sounds. Our focus is on advertisement calls, which serve as premating isolation mechanisms and, therefore, convey important taxonomic information. We provide recommendations for terminology of frog vocalizations, with call, note and pulse being the fundamental subunits to be used in descriptions and comparisons. However, due to the complexity and diversity of these signals, an unequivocal application of the terms call and note can be challenging. We therefore provide two coherent concepts that either follow a note-centered approach (defining uninterrupted units of sound as notes, and their entirety as call) or a call-centered approach (defining uninterrupted units as call whenever they are separated by long silent intervals) in terminology. Based on surveys of literature, we show that numerous call traits can be highly variable within and between individuals of one species. Despite idiosyncrasies of species and higher taxa, the duration of calls or notes, pulse rate within notes, and number of pulses per note appear to be more static within individuals and somewhat less affected by temperature. Therefore, these variables might often be preferable as taxonomic characters over call rate or note rate, which are heavily influenced by various factors. Dominant frequency is also comparatively static and only weakly affected by temperature, but depends strongly on body size. As with other taxonomic characters, strong call divergence is typically indicative of species-level differences, whereas call similarities of two populations are no evidence for them being conspecific. Taxonomic conclusions can especially be drawn when the general advertisement call structure of two candidate species is radically different and qualitative call differences are thus observed. On the other hand, quantitative differences in call traits might substantially vary within and among conspecific populations, and require careful evaluation and analysis. We provide guidelines for the taxonomic interpretation of advertisement call differences in sympatric and allopatric situations, and emphasize the need for an integrative use of multiple datasets (bio-acoustics, morphology, genetics), particularly for allopatric scenarios. We show that small-sized frogs often emit calls with frequency components in the ultrasound spectrum, although it is unlikely that these high frequencies are of biological relevance for the majority of them, and we illustrate that detection of upper harmonics depends also on recording distance because higher frequencies are attenuated more strongly. Bioacoustics remains a prime approach in integrative taxonomy of anurans if uncertainty due to possible intraspecific variation and technical artifacts is adequately considered and acknowledged.

Species distributed across vast continental areas and across major biomes provide unique model systems for studies of biotic diversification, yet also constitute daunting financial, logistic and political challenges for data collection across such regions. The tree frog Dendropsophus minutus (Anura: Hylidae) is a nominal species, continentally distributed in South America, that may represent a complex of multiple species, each with a more limited distribution. To understand the spatial pattern of molecular diversity throughout the range of this species complex, we obtained DNA sequence data from two mitochondrial genes, cytochrome oxidase I (COI) and the 16S rhibosomal gene (16S) for 407 samples of D. minutus and closely related species distributed across eleven countries, effectively comprising the entire range of the group. We performed phylogenetic and spatially explicit phylogeographic analyses to assess the genetic structure of lineages and infer ancestral areas. We found 43 statistically supported, deep mitochondrial lineages, several of which may represent currently unrecognized distinct species. One major clade, containing 25 divergent lineages, includes samples from the type locality of D. minutus. We defined that clade as the D. minutus complex. The remaining lineages together with the D. minutus complex constitute the D. minutus species group. Historical analyses support an Amazonian origin for the D. minutus species group with a subsequent dispersal to eastern Brazil where the D. minutus complex originated. According to our dataset, a total of eight mtDNA lineages have ranges >100,000 km2. One of them occupies an area of almost one million km2 encompassing multiple biomes. Our results, at a spatial scale and resolution unprecedented for a Neotropical vertebrate, confirm that widespread amphibian species occur in lowland South America, yet at the same time a large proportion of cryptic diversity still remains to be discovered.

Abstract Rapid environmental change in highly biodiverse tropical regions demands efficient biomonitoring programs. While existing metrics of species diversity and community composition rely on encounter-based survey data, eDNA recently emerged as alternative approach. Costs and ecological value of eDNA-based methods have rarely been evaluated in tropical regions, where high species richness is accompanied by high functional diversity (e.g. the use of different microhabitats by different species and life-stages). We first tested whether estimation of tropical frogs’ community structure derived from eDNA data is compatible with expert field assessments. Next we evaluated whether eDNA is a financially viable solution for biodiversity monitoring in tropical regions. We applied eDNA metabarcoding to investigate frog species occurrence in five ponds in the Chiquitano dry forest region in Bolivia and compared our data with a simultaneous visual and audio encounter survey (VAES). We found that taxon lists and community structure generated with eDNA and VAES correspond closely, and most deviations are attributable to different species’ life histories. Cost efficiency of eDNA surveys was mostly influenced by the richness of local fauna and the number of surveyed sites: VAES may be less costly in low-diversity regions, but eDNA quickly becomes more cost-efficient in high-diversity regions with many sites sampled. The results highlight that eDNA is suitable for large-scale biodiversity surveys in high-diversity areas if life history is considered, and certain precautions in sampling, genetic analyses and data interpretation are taken. We anticipate that spatially extensive, standardized eDNA biodiversity surveys will quickly emerge in the future.