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Frosch-Inventur in Bolivien - Artenvielfalt im bolivianischen Tiefland höher als angenommen

19.10.2011
Forscher des Senckenberg Forschungsinstitut und des Biodiversität und Klima Forschungszentrums Frankfurt (BiK-F) haben eine „integrative“ Bestandsaufnahme von Fröschen im bolivianischen Tiefland durchgeführt.

Neben klassischen Methoden wurden moderne Techniken wie DNA-Sequenzanalysen an erwachsenen Tieren und Kaulquappen sowie Bioakustik zur Bestimmung der Frösche genutzt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Artenvielfalt der bolivianischen Frösche deutlich höher ist, als bisher angenommen. Die Studie ist heute im renommierten Fachblatt "Zoologica Scripta" erschienen.


Auge in Auge mit einem nahen Verwandten des Gepunkteten Laubfroschs (Hysiboas punctatus)
© Martin Jansen (Senckenberg)


Untersuchte Kaulquappe eines Makifroschs (Phyllomedusa sp.)
© Arne Schulze (Senckenberg)

Bolivien ist ein echter Hotspot für Frösche – bisher sind etwa 300 Arten im südamerikanischen Binnenstaat bekannt. Streift man während der Regenzeit durch die Feuchtgebiete der Savannen, schallen von überall die Rufe der Froschmännchen nach ihren Weibchen. Trotz der enormen Artenvielfalt ist die Region aber bisher wenig erforscht.

Kaum verwunderlich ist es daher, dass die bolivianischen Frösche ein Forschungsschwerpunkt der Sektion Herpetologie am Senckenberg Forschungs-institut in Frankfurt am Main sind. „In den Zeiten der schwindenden Artenvielfalt ist die Erfassung und Erhaltung des Lebens auf unserem Planeten das Hauptziel eines jeden Biologen“ meint Dr. Martin Jansen, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung und Erstautor der Studie. „Wir wissen noch nicht, wie viele Tier- und Pflanzenarten auf unserer Erde leben. Viele Arten müssen erst noch beschrieben und wissenschaftlich benannt werden". Frösche stellen hohe Ansprüche an ihren Lebensraum und sind deshalb ideale Bioindikatoren für Klimaveränderungen und den Wandel der regionalen Biodiversität.

In einem für diesen Teil Südamerikas bisher einmaligen Inventarisierungsprojekt haben die Frankfurter Wissenschaftler in der so genannten Chiquitano-Region über 30 potentiell neue Froscharten entdeckt.

Für den Laien sehen sich viele dieser Frösche allerdings zum Verwechseln ähnlich. Wie also unterscheidet man Frösche, die sich nicht unterscheiden lassen?

Das Team um Martin Jansen wählte eine integrative Methode zur Bestandsaufnahme. Zunächst wurden charakteristische Arten fotografiert, Kaulquappen gesammelt und mit Hilfe von Mikrofonen und Aufnahmegeräten die Rufe der Männchen aufgezeichnet. Von allen Fröschen wurden außerdem Gewebeproben entnommen und konserviert. Zurück in Frankfurt wurde das gesammelte Material in herkömmlicher Weise, also anhand morphologischer Merkmale bestimmt. Wie lang sind die Finger der Frösche? Welche Beschaffenheit hat die Haut? Und wie unterscheiden sich die Kaulquappen?

Dieser traditionellen Vorgehensweise folgte eine moderne: Der so genannte molekulare „Barcode“ der Frösche wurde im Laborzentrum des Biodiversität und Klima Forschungszentrums ermittelt. Hierzu wird das Erbgut der Tiere untersucht, um sie anhand von charakteristischen Sequenzen ihrer Erbinformation unterscheiden zu können. So bekommt jede Art ihren eigenen genetischen Identifizierungs-Code, vergleichbar mit dem Strichcode an der Supermarktkasse. Die Barcodes wurden untereinander und in der öffentlich zugänglichen Datenbank des „International Consortium for the Barcode of Life“ verglichen. Eine Abweichung der Gensequenz bis zu einem Prozent deuten die Frankfurter Wissenschaftler als innerartliche Variation, ab etwa zwei bis drei Prozent kann es sich um eine andere Art handeln und ab sechs Prozent gilt dies als bewiesen. Auch das Erbgut der gesammelten Kaulquappen wurde analysiert; so konnten die Jungtiere den erwachsenen Fröschen zugeordnet werden und bei der Bestimmung der Froscharten helfen. Die so gewonnen Informationen über die Larvenstadien und deren Mikro-Lebensräume sind auch von enormer Wichtigkeit für den Naturschutz.

Und damit nicht genug - um die Ergebnisse zusätzlich abzusichern, wurde von den Wissenschaftlern als dritte Bestimmungsmethode die Bioakustik eingesetzt. Dass männliche Frösche die Schallblasen aufpusten, um Weibchen zu beeindrucken, ist allgemein bekannt, dass dieses - zum Teil über 90 Dezibel laute - Werben auch zur Artbestimmung herangezogen werden kann, weniger.

Insgesamt analysierten und verglichen Jansen und sein Team 2092 Rufaufzeichnungen einzelner Froscharten am Computer und konnten so die „unklaren Fälle“ zuordnen.

Das „Basislager“ für die Frankfurter Wissenschaftler ist die hauseigene Forschungsstation „Chiquitos“ im ostbolivianischen Tiefland. Mehr als 3.500 Hektar Savannenlandschaft, durchzogen von einer weltweit einzigartigen – Trockenwaldform, bieten reichlich Material für unterschiedlichste Forschungsvorhaben. Die Station wurde 2009 auf Initiative des deutschen Geologen und Ewigen Senckenberg-Mitglieds Dr. Lutz Werding auf dem Gelände seiner Hacienda eingeweiht.

Die Vermutung der Wissenschaftler, dass die Verbreitung der südamerikanischen Frösche kleinräumiger und damit die Artenvielfalt viel höher ist, als vermutet, hat sich bewahrheitet. Mit den verschiedenen Methoden wurden 33 Arten - und damit über die Hälfte der gesammelten Froschgruppen - als „Kandidaten“ für Neubeschreibungen identifiziert.

„Das ist natürlich ein toller Erfolg“, freut sich Projektleiter Jansen. „Um eine vollständige, flächendeckende Inventur der Frösche durchzuführen, sind aber überregionale und länderübergreifende Kooperationen notwendig. Nur so können wir die wahre Vielfalt der Amphibienwelt in Südamerika ermitteln und die nötigen Schutzmaßnahmen zum Erhalt der Biodiversität ergreifen“. Das Team hat sich mit seiner Studie selber eine Menge „Hausaufgaben“ aufgegeben: Die potentiell neuen Arten müssen in Folgestudien nun beschrieben und damit formal der Wissenschaft bekannt gemacht werden. Darüber hinaus konnten die Wissenschaftler bei einigen Arten bemerkenswerte Rufvariationen aufdecken, über deren Ursachen bisher nur spekuliert werden kann.

Aus dieser einzigartigen Region wird es also auch in Zukunft Spannendes zu berichten geben!

Publikation: Jansen, M., Bloch, R., Schulze, A. & Pfenninger, M. (2011) Integrative inventory of Bolivia´s lowland anurans reveals hidden diversity. Zoologica Scripta, DOI: 10.1111/j.1463-6409.2011.00498.x

Kontakt:

Dr. Martin Jansen
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
Abteilung Herpetologie
Senckenberganlage 25
63065 Frankfurt/Main
Tel. 069-7542 1234
martin.jansen@senckenberg.de
Pressestelle Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
Judith Jördens
Senckenberganlage 25
63065 Frankfurt/Main
Tel. 069-7542 1434
judith.joerdens@senckenberg.de
Die Erforschung von Lebensformen in ihrer Vielfalt und ihren Ökosystemen, Klimaforschung und Geologie, die Suche nach vergangenem Leben und letztlich das Verständnis des gesamten Systems Erde-Leben – dafür arbeitet die SENCKENBERG Gesellschaft für Naturforschung. Ausstellungen und Museen sind die Schaufenster der Naturforschung, durch die Senckenberg aktuelle wissenschaftliche Ergebnisse mit den Menschen teilt und Einblick in vergangene Zeitalter sowie die Vielfalt der Natur vermittelt. Mehr Informationen unter www.senckenberg.de.

Judith Jördens | idw
Weitere Informationen:
http://www.senckenberg.de

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