The Manual for Control of Infectious Diseases in Amphibian Survival Assurance Colonies and ...

229 Pages·2010·3 MB·English

by  Onnie Byers

A Manual For Control of Infectious Diseases in 
Amphibian Survival Assurance Colonies and 
Reintroduction Programs 

Proceedings from a Workshop:  
16–18 February 2009 
San Diego Zoo
Cover photos courtesy of Allan Pessier and Ron Holt . 

A contribution of the IUCN/SSC Conservation Breeding Specialist Group in collaboration 
with Amphibian Ark, San Diego Zoo, and Zoo Atlanta 

IUCN encourages meetings, workshops and other fora for the consideration and 
analysis of issues related to conservation, and believes that reports of these 
meetings are most useful when broadly disseminated. The opinions and views 
expressed by the authors may not necessarily reflect the formal policies of IUCN, its 
Commissions, its Secretariat or its members.  

© Copyright CBSG 2010 

The designation of geographical entities in this book, and the presentation of the 
material, do not imply the expression of any opinion whatsoever on the part of IUCN 
concerning the legal status of any country, territory, or area, or of its authorities, or 
concerning the delimitation of its frontiers or boundaries. 

Pessier, A.P. and J.R. Mendelson (eds.). 2010. A Manual for Control of Infectious 
Diseases in Amphibian Survival Assurance Colonies and Reintroduction Programs.  
IUCN/SSC Conservation Breeding Specialist Group: Apple Valley, MN. 

An electronic version of this report can be downloaded at www.cbsg.org 
<http://www.cbsg.org/> .
This project was supported by grant LG‐25‐08‐0066 from the Institute of Museum and 
Library Services.  Any views, findings, conclusions or recommendations expressed in this 
publication do not necessarily represent those of the Institute of Museum and Library 
Services.
A MANUAL FOR CONTROL OF INFECTIOUS DISEASES IN AMPHIBIAN 
SURVIVAL ASSURANCE COLONIES AND REINTRODUCTION 
PROGRAMS 

EDITORS: ALLAN P. PESSIER & JOSEPH R. MENDELSON III 

PROCEEDINGS FROM A WORKSHOP: 
16–18 FEBRUARY 2009 
Zoological Society of San Diego 

Organized by: 
Allan P. Pessier, DVM, Dipl. ACVP 
San Diego Zoo 
& 
Joseph R. Mendelson III, PhD 
Zoo Atlanta 

Facilitated by: 
Onnie Byers, PhD 
IUCN Conservation Breeding Specialist Group
Table of Contents 

1. INTRODUCTION………………………………………………………….………………………………….……….. 8 

2. LIST OF CONTRIBUTORS………………………………………………….………………………….….……….. 10 

3. RISK ASSESSMENT………………………………………………………….….……………………….…………. 11 
  3.0     INTRODUCTION…………………………………………….………………..………….…………. 11 
  3.1     GENERAL RECOMMENDATIONS FOR REINTRODUCTION AND  
    TRANSLOCATION PROGRAMS………………………… .………………………….………… 11 
  3.2     DISEASE RISK MITIGATION FOR CAPTIVE BREEDING AND REINTRODUCTION  
    PROGRAMS…………………………….………………… ……………………..….…………. 13 
  3.3     TRANSLOCATION……………………………………….…… ……………………….…………… 19 
  3.4     REFERENCES……………………………………..…………… ……………………….………….. 20 

4. BIOSECURITY………………………………………………………………………………………….……………. 21 
  4.0     INTRODUCTION……………………………………………………..………………….…………. 21 
  4.1     WHAT IS "BIOSECURITY"?........................................................................... 22 
  4.2     BIOSECURITY DEFINITIONS……………………………………   ………….…………….….…. 23 
  4.3     COSMOPOLITAN COLLECTIONS AND RISKS OF DISEASE FOR WILD AMPHIBIANS… ... 23   
  4.4     LEVELS OF BIOSECURITY…………………………………………………………………..…..… 24 
  4.5     SUMMARY OF BEST PRACTICES AND ISOLATION SECURITY LEVELS……………….….... 30 
  4.6     BIOSECURITY PRACTICES……………………………………………………………………….… 33 
  4.7     STAFF TRAINING AND IMPLEMENTATION OF BIOSECURITY PRACTICES……………….   33 
  4.8     LONG‐TERM ISOLATION OF AMPHIBIANS DESTINED FOR REINTRODUCTION  
    TO THE WILD……………………………………………………………….…………….…….. 35  
  4.9     FACILITIES FOR LONG‐TERM ISOLATION……………………………………………….….…. 36 
  4.10   HUSBANDRY STAFF HYGIENE AND PROTECTIVE CLOTHING……………………….….…. 37  
  4.11   HUSBANDRY ROUTINES……………………………………………………………………….... 39  
  4.12   ENCLOSURE SANITATION……………………………………………………………………...… 40 
  4.13   EQUIPMENT, ENCLOSURE SUBSTRATES AND DECORATION…………………….….....… 41 
  4.14   WASTEWATER DISPOSAL…………………………………………………………………..….… 42 
  4.15   SOLID WASTE DISPOSAL……………………………………………………………….………… 44 
  4.16   SOURCES OF WATER………………………………………………………………………….….. 45 
  4.17   SOURCES OF FOOD……………………………………………………………………………...… 45  
  4.18   FACILITY DESIGN AND BUILDING SPECIFICATIONS………………………………….………. 46 
  4.19   REFERENCES……………………………………………………………………………….……..… 47 

5. CLEANING AND DISINFECTION…………………………………………………………………..…………….… 50 
  5.0    INTRODUCTION…………………………………………………………………………………….… 50 
  5.1    PRINCIPLES OF CLEANING & DISINFECTION………………………………..……………….…. 51 
  5.2    CHEMICAL DISINFECTANTS………………………………………………………..…………….… 53 
  5.3    NON‐CHEMICAL METHODS OF DISINFECTION………………………………………………... 56
5.4    CLEANING AND DISINFECTION OF ANIMAL ENCLOSURES……………………………..……. 57 
  5.5    DISINFECTION OF EQUIPMENT AND TOOLS……………………………………….…………... 58 
  5.6    DISINFECTION AND STERILIZATION OF SUBSTRATES AND CAGE FURNITURE.…………... 59 
  5.7    DISINFECTION OF LIVE PLANTS………………………………………………………….……….. 60 
  5.8    DISINFECTION AND STERILIZATION OF WATER…………………………………….……….... 61 
  5.9    DISINFECTION AND BIOSECURITY IN THE FIELD……………………………………..………… 62 
  5.10  TABLE OF DISINFECTANTS…………………………………………………………….…….……. 64 
  5. 11  REFERENCES…………………………………………………………………………….….…….... 66  

6. QUARANTINE…………………………………………………………………………………………..…….….... 69 
  6.0    INTRODUCTION………………………………………………………………………..……………. 69 
  6.1    GOALS AND DEVELOPMENT OF QUARANTINE PROGRAMS……………………..……...... 69 
  6.2    RISK ASSESSMENT IN AMPHIBIAN QUARANTINE………………………………..…………... 71 
  6.3    QUARANTINE FACILITY AND QUARANTINE STAFF CONSIDERATIONS………..…….….… 72 
  6.4    ANIMAL HUSBANDRY CONSIDERATIONS IN QUARANTINE……………….…..…… ……... 74 
  6.5    LENGTH OF THE QUARANTINE PERIOD……………………………………….……..….…..... 78 
  6.6    MEDICAL CONSIDERATIONS IN QUARANTINE…………………………………………...…… 80 
  6.7    LABORATORY TESTING AND DISEASE TREATMENT IN QUARANTINE…………….…..….. 83 
  6.8    NECROPSY……………………………………………………………………………..……..……... 84 
  6.9    TESTING AND TREATMENT FOR INTERNAL PARASITES………………………..…….…...…. 85 
  6.10  TESTING AND TREATMENT FOR THE AMPHIBIAN CHYTRID FUNGUS……..….….….…… 87 
  6.11  TESTING FOR RANAVIRUS…………………………………………………………....…….…….. 91 
  6.12  CLINICAL PATHOLOGY (HEMATOLOGY AND CLINICAL BIOCHEMISTRY)……..………….. 94 
  6.13  OTHER INFECTIOUS DISEASES ENCOUNTERED IN QUARANTINE……………..….….……. 95 
  6.14  REFERENCES…………………………………………………………………………………….……. 99 

7. DIAGNOSTIC TESTING………………………………………………………………………………………….… 102 
  7.0   INTRODUCTION…………………………………………………….……………………….….…… 102 
  7.1   DISEASE SURVEILLANCE………………………………………….…………………………..…… 103 
  7.2   EVALUATION OF LABORATORIES THAT PERFORM MOLECULAR  
    DIAGNOSTIC TESTING………………………………………….……………..………..……. 107 
  7.3   DIAGNOSTIC TESTING FOR THE AMPHIBIAN CHYTRID FUNGUS (BATRACHOCHYTRIUM 
      DENDROBATIDIS)………………………………………………………..……..….. 111 
  7.4   RANAVIRUS INFECTION…………………………………………………….…..……….……….. 125 
  7.5   PERKINSUS‐LIKE PROTOZOAL DISEASE OF RANID FROGS…………………..…….………. 135 
  7.6   DISEASE REPORTING AND PARTICIPATION IN DISEASE DATABASES.………..….………. 137 
  7.7   TESTING AND SURVEILLANCE FOR FECAL PARASITES………………….…..…..…..……… 138 
  7.8   HEMATOLOGY AND SERUM BIOCHEMISTRY……………………………….…….………….. 148 
  7.9    LABORATORIES THAT ACCEPT AMPHIBIAN SAMPLES………………..….…….………….. 149 
  7.10  REFERENCES…………………………………………………………..……………….………….. 151 

8. TREATMENT AND CONTROL OF DISEASES……………………………………..……………….…..……... 159 
    8.0   INTRODUCTION………………………………………………………………………….……….… 159 
  8.1   TREATMENT AND CONTROL METHODS FOR THE AMPHIBIAN CHYTRID FUNGUS…..…160
8.2   CONTROL OF RANAVIRUS INFECTIONS…………………………………………………..….... 171 
  8.3   CREATING SPECIFIC‐PATHOGEN‐FREE AMPHIBIAN POPULATIONS……….……………. 173 
  8.4   PARASITE MONITORING AND TREATMENT………………………………….…………..…… 178 
  8.5   ELECTROLYTE FORMULAS…………………………………………………………..………..….. 181 
  8.6   EUTHANASIA…………………………………………………………………………..……….….. 182 
    8.7   REFERENCES…………………………………………………………………………..…….……… 182 

9. NECROPSY…………………………………………………………………………………………………..…….. 186 
  9.0   INTRODUCTION………………………………………………………………………….…………. 186 
  9.1   NECROPSY PREPARATION…………………………………………….…………..……………… 187 
  9.2   MATERIALS NEEDED…………………………………………………..………………………….. 187 
  9.3   PERFORMING THE NECROPSY……………………………………….………………………….. 188 
9.4   ANATOMICAL NOTES FOR AMPHIBIAN NECROPSIES………….…………….……………… 192 
9.5   SAMPLE COLLECTION DURING MORTALITY EVENTS……………….……..……………….. 195 
9.6   SHIPMENT OF SAMPLES………………………………………………………..….……………… 196 
9.7   REFERENCES………………………………………………………………..…….…………………. 197 

APPENDIX 1:  METHODS TO INDIVIDUALLY IDENTIFY THE AMPHIBIAN SPECIMEN……………….…. 198
APPENDIX 2: WASTEWATER TREATMENT......................................................................... 217 
APPENDIX 3: ISOLATED AMPHIBIAN ROOMS AT OMAHA’S HENRY DOORLY ZOO…………...……. 221
CHAPTER 1 

INTRODUCTION 

The International Union for the Conservation of Nature (IUCN) has estimated 
that 30% of all amphibian species are threatened with extinction, and at least 484 
species are Critically Endangered (http://www.iucnredlist.org).  The major contributing 
factor of the most drastic amphibian population declines is the disease chytridiomycosis 
caused by the chytrid fungus Batrachochytrium dendrobatidis.  This fungus, 
disseminated worldwide by anthropogenic means, can reduce amphibian biodiversity at 
new locations in alarmingly short periods of time.  Thus, understanding and controlling 
infectious diseases such as chytridiomycosis have become a major focus of both in situ 
and ex situ amphibian conservation efforts worldwide.   
To formulate a response to the crisis of global amphibian extinctions, the Species 
Survival Commission (SSC) of the IUCN convened an international group of leading 
amphibian biologists at an Amphibian Conservation Summit resulting in the Amphibian 
Conservation Action Plan (ACAP; this document is available for download at 
http://www.amphibians.org).  The ACAP concluded that the amphibian extinction crisis 
“requires a global response at an unprecedented scale from governments, corporations, 
civil society and the scientific community.”  The ACAP calls for creation of survival 
assurance colonies that bring representatives of critically endangered amphibian species 
into captivity for safekeeping.  Although remediation of factors contributing to species 
extinction is preferable to captivity for endangered animals, the rapidity of amphibian 
declines makes it likely that innumerable species will be lost long before suitable 
solutions are discovered.  Therefore, the critical role of survival assurance colonies is to 
preserve the option of re‐introducing species to their native habitat at a later time.  The 
global effort to develop such programs is coordinated by the Amphibian Ark, a joint 
effort of the World Association of Zoos and Aquariums (WAZA), the IUCN/SSC, 
Conservation Breeding Specialist Group (CBSG) and Amphibian Specialist Group 
(www.amphibianark.org).  The Amphibian Ark estimates 500 amphibian species require 
immediate ex situ intervention through establishment of survival assurance colonies.  
This is a massive undertaking that calls upon the resources of a wide variety of 
institutions including zoos, aquariums, botanical gardens, natural history museums, 
governmental agencies, and universities. Yet, as institutions prepare for the “call to 
action” from the Amphibian Ark and IUCN, there is a global reality that the field of 
amphibian husbandry in general is still very much in its infancy and expertise in 
amphibian disease control is limited to a very few institutions worldwide. 
In response to urgent needs created by the rapid expansion of amphibian 
survival assurance colonies worldwide, guidelines for Best Practices for permanent 
quarantine and facility biosecurity were drafted as part of the CBSG/WAZA Amphibian
Ex Situ Conservation Planning Workshop held in El Valle, Panama, in 2006 (proceedings 
available at http://www.amphibianark.org/downloads.htm).  In addition, the final report 
of the Panama workshop outlined additionally needed Action Steps to develop medical 
protocols for health screening, prophylactic treatment of important infectious diseases 
and disease surveillance in captive amphibian collections.  Elements of these Action 
Steps have already emerged since 2006 amidst a flood of new information in the 
primary literature on amphibian disease testing, disease control protocols, and the 
development of creative approaches to meeting strict biosecurity guidelines within 
existing ex situ institutional facilities and culture.  The present manual aims to formally 
address these Action Steps by bringing together recommendations from husbandry 
experts and veterinarians with expertise in amphibian medicine and disease risk 
assessment to consolidate new information into simple consensus‐based protocols that 
can be easily adapted by the wide variety of institutions that maintain captive 
amphibians.    
  This manual is intended to serve as a “one‐stop shopping” resource for basic 
consensus based recommendations concerning amphibian quarantine, necropsy, facility 
biosecurity, facility hygiene & disease treatment, and disease screening & surveillance.   
These are to be viewed as guidelines and recommendations and not as mandates or 
requirements; no simple manual can take into account the specifics of individual 
programs and needs.  Importantly, this manual is not intended as a replacement for a 
complete text on amphibian veterinary medicine (e.g., Amphibian Medicine and Captive 
Husbandry, by K. M. Wright & B. R. Whitaker, Malabar Publ., 2001).  Similarly, although 
the topics of nutrition and basic husbandry are discussed throughout, this manual is 
intended merely as a complement to existing texts on amphibian husbandry, such as the 
Amphibian Husbandry Resource Guide, Edition 1.0 (Association of Zoos and Aquariums 
Publ.,  2008) or species‐specific protocols such as that prepared for the Panamanian 
golden frog (http://www.ranadorada.org/species‐info.html).  This manual is intended to 
be a detailed technical resource for veterinarians and senior staff in ex situ or 
conservation programs, to guide them as they develop new or additional amphibian 
programs, design routine screening protocols or encounter infectious disease issues in 
current collections, or move animals among collections or reintroduce them into the 
wild.  This manual will be iterative, with subsequent editions made available following 
an additional workshop planned for 2011, and occasionally thereafter. 
  We hope users from all backgrounds find this manual to be a useful primary 
resource and, importantly, a convenient portal into the primary literature on amphibian 
veterinary science and diseases.  The amphibians of the world are in need of 
considerable assistance to avoid additional extinctions, and we hope this manual 
expedites some of that needed assistance.   

                Allan P. Pessier 
                Joseph R. Mendelson III 
                25 December, 2009
CHAPTER 2 

LIST OF PARTICIPANTS 

  The following persons contributed directly to the final content that appears in 
this version of the manual.  Most of them participated in the workshop, held at San 
Diego Zoo in February, 2009, and added important comments to drafts of various 
chapters as they neared completion.   

Diane Barber, Fort Worth Zoo  
Eric Baitchman; Zoo New England  
Don Boyer, San Diego Zoo 
Onnie Byers, IUCN Conservation Breeding Specialist Group 
Leigh Ann Clayton, National Aquarium Baltimore 
Josh Cook, University of Georgia  
Ann Duncan, Detroit Zoo 
Ryan DeVoe, North Carolina Zoo 
Shannon Ferrell, Fort Worth Zoo 
Ron Gagliardo, Amphibian Ark & Zoo Atlanta 
Michael Garner, Northwest ZooPath 
Richard Gibson, Amphibian Ark & Chester Zoo 
Andrea Johnson, San Diego Zoo 
Megan Jones, San Diego Zoo 
Kim Lovich, San Diego Zoo 
Bob Mailloux, Sandfire Dragon Ranch 
Denise McAloose, Wildlife Conservation Society‐Bronx Zoo 
Joseph Mendelson, Zoo Atlanta  
Pat Morris, San Diego Zoo 
Isamara Navarrete, San Diego Zoo 
R. Andrew Odum, Toledo Zoo 
Brad Lock, Zoo Atlanta 
Samuel Rivera, Zoo Atlanta 
Allan Pessier, San Diego Zoo 
Jennifer Pramuk, Wildlife Conservation Society‐Bronx Zoo 
Michael Ready, Sandfire Dragon Ranch  
Oliver Ryder, San Diego Zoo 
Danna Schock, University of Calgary 
Mark Schrenzel, San Diego Zoo 
Lee Skerratt, James Cook University 
Edythe Sonntag, Michigan State University 
Simone Vitali, Perth Zoo 
Carmel Witte, San Diego Zoo 
Kevin Wright, Arizona Exotic Animal Hospital  
Kevin Zippel, Amphibian Ark