Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Giftzwerge der Karibik: Der kleinste Frosch der Welt besitzt Hautgifte

03.11.2010
Die nach Guinness-Buch kleinste Froschart der Welt, der kubanische Zwergfrosch Eleutherodactylus iberia, besitzt in seiner Haut Gifte aus der Substanzklasse der Alkaloide, die wahrscheinlich einen wirksamen Mechanismus zur Abwehr von Feinden darstellen.

Diese überraschende Entdeckung gelang einer Gruppe kubanischer und deutscher Wissenschaftler um Professor Miguel Vences von der Technischen Universität Braunschweig, wie sie soeben in der renommierten Fachzeitschrift "Biology Letters" veröffentlichten.


Eleutherodactylus iberia im Größenvergleich
Ariel Rodriguez & Miguel Vences

Alkaloide sind bislang erst bei vier Gruppen von Fröschen bekannt, unter anderem den Pfeilgiftfröschen aus Südamerika. Die allermeisten der fast 6000 bekannten Froscharten besitzen keine Alkaloide. Soweit bekannt, werden diese Stoffe von den Fröschen nicht selbst hergestellt sondern mit der Nahrung aufgenommen. Die Entdeckung dieser Substanzen bei den "Giftzwergen" aus der Karibik ist der erste Nachweis in der Gattung der Antillen-Pfeiffrösche, welche fast 200 Arten umfasst.

Die neue Entdeckung belegt, dass die kubanischen Zwergfrösche die Alkaloid-Speicherung in der Haut im Laufe der Evolution unabhängig von anderen Froschgruppen entwickelt haben. Warum? Wie die nun publizierten Daten zeigen, liegt der Schlüssel eventuell gerade in der geringen Größe dieser Frösche. Denn ihre Beute sind extrem kleine und meist alkaloidhaltige Milben und Ameisen, die von größeren Fröschen schlichtweg übersehen werden. Die Giftzwerge aus der Karibik sind also möglicherweise gerade deshalb giftig, weil sie so winzig sind.

Zitat der Original-Publikation:

A. Rodriguez, D. Poth, S. Schulz, M. Vences (2010): Discovery of skin alkaloids in a miniaturized eleutherodactylid frog from Cuba. Biology Letters, in press.

DOI 10.1098/rsbl.2010.0844

Unter den fast 6000 bekannten Froscharten der Erde leben mehrere echte Winzlinge: Auf Brasilien, Madagaskar und Kuba leben solche miniaturisierte Arten, die jeweils auf die wissenschaftlichen Namen Brachycephalus didactylus (Brasilien), Stumpffia pygmaea und Stumpffia tridactyla (Madagaskar), sowie Eleutherodactylus iberia (Kuba) hören und als ausgewachsene männliche Tiere unter 10 Millimetern bleiben können. Der kürzlich von Forschern aus Hamburg und Indonesien auf Sarawak entdeckte Microhyla nepenticola misst zwischen 10 und 13 Millimeter. Aktueller Rekordhalter nach Guiness-Buch ist dabei Eleutherodactylus iberia, bei dem auch die sonst etwas grösseren Weibchen unter 11 Millimeter bleiben.

Die überraschend geringe Grösse eröffnet eine ganze Reihe wissenschaftlicher Fragen. Welche Faktoren führen dazu, dass sich "normale" Frösche im Laufe der Jahrmillionen dauernden Evolution in solche Winzlinge verwandeln? Gibt es bestimmte Nahrung, auf die sich die Tiere spezialisieren? Und: Warum ist eigentlich offenbar genau bei 10 Milimetern Schluss mit der "Verzwergung", warum gibt es nicht noch winzigere Amphibien? Diese Fragen eröffnen ein weites Feld und könen zu wichtigen Einsichten in der Ökologie, Entwicklungsbiologie und Evolutionsbiologie führen.

Prof. Miguel Vences von der Technischen Universität Braunschweig war bereits in 1991 an der erstmalgigen Entdeckung des Winzlings Stumpffia pygmaea beteiligt. In einem neuen Forschungsprojekt hat er sich nun den Rekordhalter in Kuba genauer angesehen. Zusammen mit kubanischen Forschern machte er sich im Regenwald des Alexander-Humboldt-Nationalpark im östlichen Kuba auf die Suche.

"Um diese winzigen Tiere zu finden, muss man Blatt für Blatt das heruntergefallene Laub auf dem Boden des Regenwalds abtragen. Hinterher hat man meist ganz schöne Rückenschmerzen." beschreibt Vences die arbeitsintensive Suchmethode.

Die intensive Suche zeigte, dass die Tiere auf manchen Flächen in einer enorm hohen Dichte vorkamen, während sie anderswo völlig fehlten. Zudem waren die Fröschchen tagsüber aktiv und zeigten eine auffällige Färbung, mit einem dunkelbraunen Körper mit gelben Streifen.

"Eine solche kontrastreiche Färbung ist meistens typisch für Gifttiere, die damit mögliche Beutegreifer abschrecken wollen" erklärt Ariel Rodriguez vom Instituto de Ecologia y Sistematica in Havanna, der Erstautor der nun veröffentlichten Studie.

Komplizierte chemische Analysemethoden lieferten schliesslich den Beleg für den aufkeimenden Verdacht: Die kubanischen Zwergfrösche besitzen tatsächlich Gifte. In der Haut der Tiere fanden sich Verbindungen aus der Substanzklasse der Alkaloide.

"Dies war eine überraschende Entdeckung, denn solche Verbindungen sind bislang erst bei vier anderen Froschgruppen bekannt, unter anderem bei den berühmten Pfeilgiftfröschen aus Südamerika", so der Chemiker Prof. Dr. Stefan Schulz von der TU Braunschweig, der die Analysen leitete. Sein Mitarbeiter Dennis Poth ergänzt: "Und soweit bekannt, werden die Alkaloide von den Fröschen meist mit der Nahrung aufgenommen".

Nahrungsanalysen bestätigten schließlich diese Vermutung: Hauptsächlich scheinen sich die Zwergfrösche winzige Milben und Ameisen zu fressen, welche bekanntermassen Alkaloide enthalten. Die Miniaturisierung war also vermutlich der Schlüsselfaktor, der den Tieren ermöglichte, sich auf giftige Nahrung zu spezialisieren und die Gifte in der Haut zu speichern. Dadurch schließlich konnten es sich diese Giftzwerge der Karibik erlauben, auch tagsüber aktiv zu sein und ihre auffällige Warnfärbung zu entwickeln.

Der kubanische Zwergfrosch ist bislang nur aus der Gegend des Alexander von Humboldt Nationalparks in Ostkuba bekannt, der auch als Welterbe anerkannt wird. Wegen seiner sehr begrenzten Verbreitung wird er als stark vom Aussterben gefährdet angesehen. Im Vergleich zu anderen karibischen Inseln besitzt Kuba die artenreichsten und mit am besten erhaltenen Ökosysteme. Weitere Naturschutzbemühungen sowie weitere intensive Forschung zum Verständnis dieser Ökosysteme ist notwendig, um Eleutherodactylus iberia und andere seltene Arten dauerhaft für die Nachwelt zu erhalten.

Kontakt:

Prof. Dr. Miguel Vences
Division of Evolutionary Biology
Zoological Institute
Technische Universität Braunschweig
Spielmannstr. 8
38106 Braunschweig
Germany
Phone: +49 - 531 391 3237
Fax: +49 - 531 391 8198
E-mail: m.vences@tu-bs.de

Dr. Elisabeth Hoffmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.zoologie.tu-bs.de/index.php/de/evolutionsbiologie
http://www.mvences.de
http://rsbl.royalsocietypublishing.org

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Geckos kommunizieren überraschend flexibel
29.05.2017 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

nachricht Bauchspeicheldrüsenkrebs: Forschungsgruppe erprobt erfolgreich neue Diagnose- und Therapieansätze
29.05.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise