Der breite Rücken des Froschvaters

16. Juli 2013, 18:43
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Pfeilgiftfrosch-Männchen sind in der Brutpflege hoch aktiv - Wenn sie nachlassen, ist das auch kein großes Problem - Die Weibchen produzieren mit wechselnden Partnern alle acht Tage etwa 20 Eier

Säuger- oder Vogelweibchen tun gut daran, sich den potenziellen Vater ihrer Kinder gut anzuschauen: Ihr Aufwand bei der Produktion und der Aufzucht des Nachwuchses ist so hoch, dass die Wahl des falschen Männchens negative Folgen für ihren Fortpflanzungserfolg haben kann. Wählerisch zu sein muss jedoch nicht unter allen Umständen die richtige Strategie sein: Manches lässt sich durch Quantität ausgleichen - wie etwa beim Pfeilgiftfrosch.

Eva und Max Ringler vom Department für Integrative Zoologie der Uni Wien und ihre Mitarbeiter befassen sich mit finanzieller Unterstützung des Wissenschaftsfonds FWF mit dem Paarungssystem dieser Tiere, die man auch Baumsteigerfrösche nennt: Anhand des Glanzschenkel-Baumsteigers (Allobates femoralis) wollen sie herausfinden, wie sich das diesbezügliche Verhalten der Eltern auf die Überlebenschancen des Nachwuchses auswirkt. Das ist eine Herausforderung, da Frösche zwei unterschiedliche Lebensphasen durchlaufen: Als Kaulquappen leben sie im Wasser, als erwachsene Tiere brauchen sie festen Boden unter den Füßen.

Die dazwischen ablaufende Metamorphose hat Forschungen bis jetzt schwierig gemacht: "Für viele Untersuchungen muss man die Tiere in jeder Lebensphase individuell zuordnen können", sagt Eva Ringler, "herkömmliche Markierungen, die aufgetragen oder unter die Haut gespritzt werden, überstehen die Umwandlung von der Kaulquappe zum erwachsenen Frosch jedoch nicht."

Die Forscher haben sich für dieses Problem einen ganz neuen Lösungsansatz einfallen lassen: Sie verwenden spezifische Marker, die ihnen erlauben, mithilfe einer winzigen Gewebeprobe jedes Tier wiederzuerkennen. Dadurch können sie nicht nur bestimmen, welche Tiere sich erfolgreich fortpflanzen, sondern auch, welche ihrer Nachkommen selbst ins reproduktionsfähige Alter gelangen.

Die Männchen des in Südamerika beheimateten Glanzschenkel-Baumsteigers besetzen Reviere, die sie gegen Geschlechtsgenossen verteidigen, während die Weibchen sich an fixen Ruheplätzen zwischen diesen Territorien aufhalten. Wie Arbeiten von Ringlers Gruppe gezeigt haben, sind beim Zusammentreffen nicht nur die Männchen, sondern auch die Weibchen wenig wählerisch: Sie paaren sich mit jedem Partner, der über ein Territorium verfügt und ihnen im Umkreis von 20 Metern begegnet. Dabei beschränkt sich ihr eigener Beitrag weitgehend auf die Eiproduktion: Sie legen jeweils circa 20 Eier in die Laubstreu, wo sie dann vom jeweiligen Männchen äußerlich befruchtet werden. Von da an liegt das Wohl der Nachkommen beim Vater: Wenn die Larven nach 15 bis 20 Tagen schlüpfen, setzt er sich zwischen sie, sodass sie auf seinen Rücken wandern und sich dort festsaugen können. Dann transportiert er die Kaulquappen zu einer Wasseransammlung, wo sie ihre weitere Entwicklung zum erwachsenen Frosch durchlaufen.

Chancen des Nachwuchses

Eva und Max Ringler wollen herausfinden, wie sich dieser Transport im Detail abspielt und wie er sich auf die Überlebenschancen der Jungen auswirkt. Auf einer rund fünf Hektar großen Flussinsel in Französisch-Guyana, die bisher keine Glanzschenkel-Baumsteiger beherbergte, haben die Forscher 1800 Kaulquappen in 20 künstlichen Wasserstellen ausgesetzt. Sie stammen aus einer Population vom gegenüberliegenden Festland, die die beiden Forscher seit 2008 intensiv untersuchen. Die Larven wurden untersucht - wie es auch mit ihrem späteren Nachwuchs geschehen wird. Nachdem sich heuer im Frühjahr die erste Generation an erwachsenen Fröschen auf der Insel etabliert hatte, wurde jedes zweite Wasserbecken entfernt.

Elternschaftsanalysen der Larven aus den verbleibenden zehn Becken sollen klären, ob Männchen die Jungen zum selben Wasser tragen, in dem sie selbst herangewachsen sind, und wenn ja, wie sie reagieren, wenn es nicht mehr vorhanden ist. Auch die Distanzen, die die Väter mit ihren Kindern auf dem Rücken zurücklegen, werden erfasst, und auch, ob sie jeweils die Larven eines ganzen Geleges zur selben Wasserstelle tragen oder sie auf verschiedene verteilen. Letzteres ist von großer Bedeutung für die Risikostreuung: Der Verlust aller Kaulquappen aus demselben Gelege - etwa durch Fressfeinde oder durch vorzeitiges Austrocknen der Wasseransammlung - wird auf diese Weise unwahrscheinlicher.

Hohe Sterblichkeit

Die Sterblichkeit der Frösche ist hoch: 80-95 Prozent der Jungen überleben die Phase zwischen Schlupf und Metamorphose nicht, und auch von den erwachsenen Fröschen werden nicht einmal 20 Prozent älter als ein Jahr. Wie es aussieht, haben sich die Weibchen unter diesen Umständen auf eine Strategie verlegt, die in der Biologie als "bet-hedging" bezeichnet wird. Das bedeutet, dass man nicht alles auf eine Karte setzt. Die Weibchen produzieren allem Anschein nach so viele Eier, wie sie können - alle acht Tage ein Gelege von circa 20 Stück - und paaren sich jedes Mal möglichst mit einem neuen Partner. Auf diese Weise gleichen sie die Nachteile einer möglicherweise schlechten Partnerwahl aus: Ein Männchen, das beim Kaulquappentransport nachlässig agiert oder genetisch nicht optimal ist, mindert den Fortpflanzungserfolg des Weibchens auf diese Art nur bedingt.

Gleichzeitig mit den Freilandexperimenten werden auch Versuche an einer Laborpopulation in Wien durchgeführt. Dabei soll geklärt werden, unter welchen Umständen die Weibchen den Kaulquappentransport übernehmen. Dass sie das fallweise tun, haben die Forscher schon beobachtet. Im Labor wollen sie nun die Ursachen untersuchen. Packen die Weibchen nur dann an, wenn das Männchen durch Tod ausfällt, oder auch, wenn die Rufe des Männchens zu hören sind, es aber nicht in Erscheinung tritt?

Pfeilgiftfrösche sind beliebte Terrarientiere und sehen sich einer steigenden Bedrohung durch unkontrolliertes Sammeln ausgesetzt. Die Forschung der Ringlers könnte Hilfe bieten: "Wenn wir wissen, was für das Überleben in der sensiblen Jugendphase wichtig ist, können wir Empfehlungen ausarbeiten." (Susanne Strnadl, DER STANDARD, 17.7.2013)

  • Der Glanzschenkel-Baumsteiger in Südamerika ist wenig wählerisch und ein wenig bequem: Er paart sich mit jedem Partner, der über ein Territorium verfügt und ihm im Umkreis von 20 Metern begegnet.
    foto: ringler

    Der Glanzschenkel-Baumsteiger in Südamerika ist wenig wählerisch und ein wenig bequem: Er paart sich mit jedem Partner, der über ein Territorium verfügt und ihm im Umkreis von 20 Metern begegnet.

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