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Daphnien: Alliierte im Kampf gegen Chytrid?

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ResearchBlogging.orgDer Chytrid ist ein fieser Pilz und Verursacher der Chytridiomykose. Als solcher ist er mitverantwortlich für das anhaltende globale Amphibiensterben („global amphibian decline“). Eigentlich haben sowohl das dramatische Amphibiensterben (Fachleute sprechen u.a. vom „most spectacular loss of vertebrate biodiversity due to disease in recorded history“) als auch der Pilz (mit vollem Namen: Batrachochytrium dendrobatidis) jeweils eigene Blogeinträge verdient, aber ganz offensichtlich habe ich das bis jetzt versäumt und jetzt zäumen wir also den Pilz quasi von hinten auf…

Der Pilz, der schon ganze Landschaften in Mittelamerika und Australien nahezu von Amphibien gesäubert hat, nistet sich in der Haut der Amphibien ein. Die Haut ist sowieso schon ein wichtiges Organ, für Amphibien aber nochmal um einiges wichtiger als für uns 08/15-Säuger: Zum einen atmen sie auch über die Haut, und zum anderen nehmen sie auch Wasser über die Haut auf. Beides sind offensichtlich zentrale Körperfunktionen, deren Beeinträchtigung das betroffene Tier schnell zu Grunde gehen lassen. Allerdings sind nicht alle Arten gleichsam empfindlich, einige Arten tragen den Pilz ohne selbst zu erkranken (sie bilden ein Reservoir). Auch wird angenommen, das die besonders durchschlagende Wirkung der Pilzerkrankung erst durch ein Wirken von mehreren Faktoren zu Stande kommt: Sind die Frösche also bereits durch Pestizide, erhöhte UV-Einstrahlung, Umweltverschmutzung oder sonstige Stressoren angegriffen, gibt der Pilz ihnen dann schnell den Rest.

Chytridiomykose. Die Pfeile zeigen zwei Sporangien die mehrere Zoosporen enthalten. Mehr bei Wikipedia.

Chytridiomykose. Die Pfeile zeigen zwei Sporangien die mehrere Zoosporen enthalten. Via Wikipedia.

Der Pilz stammt vermutlich aus Afrika und ein Reservoir ist der Afrikanische Krallenfrosch Xenopus laevis. Gerade diese Art ist aber jahrelang weltweit vom Menschen benutzt worden; erst als lebender Schwangerschaftstest, mittlerweile als Modellorganismus in der Biologie. Es gibt kommerzielle Farmen, die Xenopus weltweit vertreiben, und an verschiedenen Orten werden die Frösche auch schon invasiv tätig. Vermutlich kümmert sich bis heute kein einziger Molekular- oder Entwicklungsbiologe um das Abwasser aus seiner Xenopus-Haltung…

Die Verbreitung bis in die letzten Täler der Anden stellt also kein allzu großes Rätsel da. Verbreiten tut sich der Pilz übrigens über seine aquatische Zoospore, die mittels einer Geißel beweglich ist. Die Spore ist so um die 3-5 Micrometer klein. Und das ist die Verbindung zu den Wasserflöhen (Daphnia spec.): Diese ernähren sich, indem sie ihre Nahrung aus dem Wasser filtern, und zwar alles leckere in der Größe von ca 1-100 Micrometern. Und damit sind die Zoosporen doch ein handlicher Snack für einen Wasserfloh?

Genau das haben nun Forscher um Julia C. Buck von der Oregon State University untersucht. Ist auch nicht weiter kompliziert: Man braucht einige Wasserflöhe, in diesem Fall Daphnia magna, und eben die Sporen des Chytrids. Den Chytrid kann man in Petrischalen wachsen lassen. Wenn man ihn bzw seine Sporen später in einem anderen Organismus nachweisen will, gibt man dem Nährmedium einen Farbstoff zu, hier war es Nilrot. Anschließend stellt man eine Lösung mit Zoosporen her, und in diese setzt man hungrige Daphnien. Danach kann man unter dem Mikroskop einfach kontrollieren ob die Daphnien bzw ihr Verdauungstrakt angefärbt sind.

Und tatsächlich konsumieren die Wasserflöhe die Zoosporen! Um ganz sicher zu gehen, haben die Forscher das ganze nochmal per PCR überprüft. Sie untersuchten die Därme (ja, die haben tatsächlich die Därme aus Wasserflöhen herauspräpariert) auf genetische Rückstände des Pilzes. Verglichen wurden die Därme von Wasserflöhen die hungrig zu den Sporen gesetzt wurden mit toten Wasserflöhen die ebenfalls in einer Sporenlösung waren sowie Wasserflöhe die gar keinen Kontakt mit den Sporen hatten. Erwartungsgemäß waren in letzteren Proben gar keine DNA-Spuren des Pilzes zu finden, in den Proben der tot zu den Sporen gelangten Daphnien minimale Spuren und in der verbliebenen Bedingung massenhaft.

Daphnia magna. Via Wikipedia

Daphnia magna. Via Wikipedia.

Der Nachweis des Konsums von Batrachochytrium dendrobatidis-Zoosporen durch Daphnia magna eröffnet die – sicherlich begrenzte – Möglichkeit einer biologischen Kontrolle des Chytrids. Bis heute sind noch keine effektiven Maßnahmen bekannt, und man steht dem ganzen eher hilflos gegenüber, daher ist dies zumindest ein Anfang. Sicher wird man die Ausbreitung nicht mittels massenhaft ausgebrachter Daphnien bekämpfen können und wollen, zumal diese ja auch nicht in jedes Ökosystem gehören. Einen interessanten Ansatzpunkt kann diese Art der ‚Pestkontrolle‘ aber zum Beispiel für die (Erhaltungs)Zucht in Gefangenschaft bieten. Die Wasserflöhe könnten z.B. bei der Aufzucht von potentiell infizierten Quappen helfen. Tatsächlich habe ich in der Unkenzucht einen sehr positiven Effekt von Daphnien auf Größe und Überlebensrate der gerade umgewandelten Unken festgestellt – und wir hatten vor Jahren tatsächlich Chytrid-Probleme durch die benachbarte Xenopus-Haltung. Allerdings mag es für diese Beobachtung auch andere Erklärungen geben, insbesondere hinsichtlich des Crowding-Effekts (Kaulquappen scheiden Stoffe aus, die das Wachstum ihrer Artgenossen hemmen. Bei zu hohem Besatz mickern also evtl alle Quappen in einem Becken vor sich hin).

Buck, J., Truong, L., & Blaustein, A. (2011). Predation by zooplankton on Batrachochytrium dendrobatidis: biological control of the deadly amphibian chytrid fungus? Biodiversity and Conservation DOI: 10.1007/s10531-011-0147-4

Siehe auch: IUCN Amphibian Specialist Group

Autor: knackbock

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