Postdoktorand Andrés Posso-Terranova och hans tidigare handledare José Andrés har hittat bevis på att en enda gen som kallas MC1R kontrollerar den djupt svarta färgen på huden på dessa giftiga grodor. Forskarna har funnit att störningen av genen är ansvarig för de svarta klumparna och ränderna. Deras resultat har publicerats denna vecka i den internationella tidskriften Evolution .

"Vi visste att samma gen stimulerar produktionen av svart pigment hos andra djur, men det är också ansvarigt för kamouflage hos möss och rött hår hos människor, sa Andrés, U of S biologi professor. "Det fanns inga bevis för en korrelation med färg på grodor förrän nu."

De svarta mönstren ger en skarp kontrast till pilgrodornas ljusa färger – röda, gult och orange – för att skicka en mycket detekterbar varningssignal till rovdjur som ormar om att grodor är giftiga, ungefär som färgning av getingar och humlor.

"Dessa varningsmönster är mycket effektiva och de är lätta att lära sig av rovdjur, " sa Posso-Terranova.

Dart grodor, traditionellt använt av colombianska urfolksjägare för att få gift för blåspistolpilar, gör sitt kraftfulla gift genom att äta giftiga insekter. Giftet är bara farligt för människor om det kommer in i deras blodomlopp.

Djupt i en av de blötaste djunglerna i den colombianska Chocó-provinsen, forskarna fotograferade mer än 300 grodor för att klassificera dem och samlade genetiska prover på över 90. Tillbaka i USA, de använde den senaste DNA-tekniken för att screena mer än 15, 000 gener som kan associeras med färgning.

Forskarnas överraskande upptäckt var att obesläktade arter av grodor i norra och södra delen av provinsen visar mutationer av MC1R-genen i samma DNA-region, förklara varför grodorna delar liknande svarta mönster även om de inte är nära släktingar och bor hundratals kilometer ifrån varandra.

"Dessa mutationer associerade med svart färg visar fotspåren av naturligt urval, ", sa Andrés. "Det bekräftar att mörka mönster är fördelaktiga för grodors överlevnad, så det har gått i arv genom generationer."

Som barn växte upp i Colombia, Posso-Terranova sa att det fanns så många grodor i hans bakgård men han har sett hur snabbt de försvinner på grund av den globala uppvärmningen och en föränderlig miljö.

Han varnar för att mer forskning behövs, men hoppas att hans projekt kan hjälpa den colombianska regeringen att utveckla strategier för att skydda hotade grodor.

Grodstudien, finansierat av den federala byrån NSERC och ett Colciencias-bidrag från den colombianska regeringen, fann också bevis för att det finns minst tre hotade arter, istället för de två som identifierades i en studie från 1976.

Att bedriva forskning i ett land med en instabil sociopolitisk situation var inte lätt.

"Endast tack vare den senaste tidens fredsförhandlingar mellan gerillagrupper och den colombianska regeringen är det möjligt för forskare att komma åt områden som en gång är förbjudna, " sa Posso-Terranova.