26.05.2020 15:40
Chamäleons in Rüstung aus knöchernem Stachelpanzer
Bonner Wissenschaftler fanden gemeinsam mit Kollegen aus München, Köln und Bremen ganz eigentümliche spitze Knochen in der Haut eines madagassischen Erdchamäleons. Diese Knochen wachsen entlang der Flanken und Beine aus der Haut heraus und sollen Fressfeinden offenbar den Appetit verderben. Die Ergebnisse sind nun im „Journal of Morphology“ veröffentlicht.
„Bei Chamäleons denken die meisten vermutlich sofort an ein prächtiges Farbenspiel und dessen Bedeutung für die innerartliche Kommunikation und Tarnung“, sagt Dr. Markus Lambertz, Zoologe an der der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn (Universität Bonn) und am Zoologischen Forschungsmuseum Alexander Koenig – Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere (ZFMK, Museum Koenig). Auf Madagaskar gibt es aber Arten, die ganz andere Strategien verfolgen. Viele Erdchamäleons der Gattung Brookesia sind kleine, braune Tiere, die versteckt im Unterholz leben. Ihre umgestaltete Wirbelsäule ähnelt bei manchen Arten einer Säge auf dem Rücken und soll die Tiere offenbar vor Fressfeinden schützen. Besonders extrem sind diese Strukturen bei Brookesia perarmata entwickelt, eine Spezies, die auch durch spitze Dornen an Kopf, Beinen und Flanken auffällt. „Wir kennen diese Art mit ihrem bizarren Stachelpanzer seit fast einem Jahrhundert, aber es war bisher völlig unklar, was diese Strukturen überhaupt sind“, sagt Dr. Frank Glaw von der Zoologischen Staatssammlung in München.
Die Wissenschaftler beschlossen der Sache gemeinsam auf den Grund zu gehen. Pia J. Schucht untersuchte das Gewebe dieser Hautstrukturen mikroskopisch: „Es zeigte sich sehr schnell, dass diese Auswüchse einen knöchernen Kern besitzen.“ erklärt die Doktorandin an der Universität Bonn. Solche Verknöcherungen der Lederhaut werden als Osteoderme bezeichnet. Man kennt sie zum Beispiel von Krokodilen, die man aufgrund der flächigen Körperbedeckung mit Osteodermen häufig auch als Panzerechsen bezeichnet. Wie sieht es aber nun bei unserem Erdchamäleon aus? Das Team, inzwischen um die Doktoranden Peter T. Rühr von der Universität Köln und Benedikt Geier vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen erweitert, setzte auf die Mikrocomputertomographie, um eine Vorstellung der dreidimensionalen Verteilung der Osteoderme bei Brookesia perarmata zu erlangen.
Wie die äußere Erscheinungsform bereits vermuten ließ, treten die Osteoderme nur vereinzelt entlang der Flanken und Beine auf. Einen durchgängigen Knochenpanzer gibt es nicht. Wie kann dies einen effektiven Schutz vor Beutegreifern bewirken? Erdchamäleons haben besonders Schlangen und Vögel als Räuber zu fürchten, die ihre Beute meist in einem Stück herunterschlucken. Ein flächiger Bissschutz wie bei den Krokodilen brächte ihnen also gar keinen besonders großen Vorteil. Die dornige „Osteoderm-Rüstung“ von Brookesia perarmata hingegen scheint eine ideale Abwehrstrategie, um solchen Räubern das Herunterschlucken unangenehm und schmerzhaft zu machen.
„Osteoderme sind nicht unbedingt eine Seltenheit bei Reptilien, aber man kannte sie bislang weder von Chamäleons noch in dieser speziellen Ausprägung“, sagt Dr. Lambertz. Schucht fügt hinzu: „So verschieden die Form der Osteoderme bei den Reptilien ist, so verschieden scheint auch ihre funktionelle Bedeutung“. Besonders der innere Aufbau aus zahlreichen miteinander verbundenen und mit Knochenmark gefüllten Hohlräumen stellt die Forscher noch vor Rätsel. Dass die spitzen Osteodermen Brookesia perarmata vor Fressfeinden schützen, ist ziemlich offensichtlich, aber es ist gut möglich, dass dies nicht ihre einzige Funktion ist und die knochenmarkhaltigen Hautstrukturen auch eine wichtige Rolle im Stoffwechsel der Tiere spielen. Welche genau gilt es nun zu klären. Lambertz erläutert: „Wie bei den meisten Projekten werfen auch die jetzt vorliegenden Erkenntnisse unmittelbar neue Fragen auf und es bleibt wahnsinnig spannend die Formenvielfalt der Natur zu untersuchen.“
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Brookesia perarmata: Ein Chamäleon in Ritterrüstung. Foto: Frank Glaw
Brookesia perarmata: A chameleon in a knight‘s armor. Photo: Frank Glaw
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Brookesia perarmata: Ein Chamäleon in Ritterrüstung. Foto: Frank Glaw
Brookesia perarmata: A chameleon in a knight‘s armor. Photo: Frank Glaw
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Rekonstruktion des Skeletts von Brookesia perarmata: Zahlreiche zackige Osteoderme bedecken den Rumpf und die Beine. Quelle: Schucht et al. 2020, Journal of Morphology
Reconstruction of the skeleton of Brookesia perarmata: Numerous spiny osteoderms cover the body and legs. Source: Schucht et al. 2020, Journal of Morphology
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Detailrekonstruktion eines Osteoderms: Die äußere Form wird durch einen vielzackigen knöchernen Kern mit zahlreichen Hohlräumen bestimmt. Quelle: Schucht et al. 2020, Journal of Morphology
Detailed reconstruction of an osteoderm: the external shape is generated by a multicusped bony core displaying numerous cavities. Source: Schucht et al. 2020, Journal of Morphology
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Mikroskopisches Bild des Osteodermaufbaus: Die Hohlräume sind mit Knochenmark gefüllt. Quelle: Schucht et al. 2020, Journal of Morphology
Microscopic image of the osteoderm‘s structure: the cavities are filled with marrow. Source: Schucht et al. 2020, Journal of Morphology
Eine Vorstellung über das Aussehen der Knochen erhalten Sie in der Veröffentlichung: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jmor.21135
Publikation: Schucht PJ, Rühr PT, Geier B, Glaw F, Lambertz M (2020): Armored with skin and bone: A combined histological and µCT study of the exceptional integument of the Antsingy leaf chameleon Brookesia perarmata (Angel, 1933). – Journal of Morphology (DOI: 10.1002/jmor.21135)
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Das Zoologische Forschungsmuseum Alexander Koenig – Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere hat einen Forschungsanteil von mehr als 75 %. Das ZFMK betreibt sammlungsbasierte Biodiversitätsforschung zur Systematik und Phylogenie, Biogeographie und Taxonomie der terrestrischen Fauna. Die Ausstellung „Unser blauer Planet“ trägt zum Verständnis von Biodiversität unter globalen Aspekten bei.
Zur Leibniz-Gemeinschaft gehören zurzeit 96 Forschungsinstitute und wissenschaftliche Infrastruktureinrichtungen für die Forschung sowie drei assoziierte Mitglieder. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute arbeiten strategisch und themenorientiert an Fragestellungen von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung Bund und Länder fördern die Institute der Leibniz-Gemeinschaft daher gemeinsam. Näheres unter www.leibniz-gemeinschaft.de
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn: https://www.uni-bonn.de/
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Markus Lambertz
Institut für Zoologie
Universität Bonn
Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig – Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere
Sektion Herpetologie
Tel. 0228/735491
E-Mail: lambertz@uni-bonn.de
Originalpublikation:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jmor.21135
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Biologie, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
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