27.04.2018: Gefahren und lange Distanzen möglichst vermeiden, eigene Wurzeln nicht zwingend bevorzugen und Menge als Vorteil ansehen. Das ist die Strategie des Pfeilgiftfrosches Allobates femoralis bei der Ablage seiner Kaulquappen in Wasserstellen. Gute Ortskenntnis und die Fähigkeit Räuber zu erkennen ermöglichen den Fröschen sich flexibel an ihren leicht veränderlichen Lebensraum anzupassen, wie eine Studie von Forschenden der Vetmeduni Vienna in Molecular Ecology nun zeigte.

Für eine erfolgreiche Reproduktion reicht bei vielen Tierarten nicht nur eine geglückte Paarung, sondern auch die effektive Pflege des Nachwuchses. Solch eine sogenannte „Brutpflege“ kann tierischen Eltern hinsichtlich Zeitaufwand und Energieverbrauch viel abverlangen, vor allem wenn sie unterschiedliche Orte für die Paarung, Eiablage und Aufzucht nutzen. Diese Kosten könnten durch eine angepasste, flexible Entscheidungsfähigkeit reduziert werden. Welche Strategien dabei angewandt werden und wie flexibel die Tiere hinsichtlich Veränderungen in ihrer Umwelt agieren, scheint vom Lebensraum abzuhängen. In der Forschung schreibt man Tieren in einer wenig veränderlichen Umgebung eher stereotypisches, also kaum abweichendes, geradliniges Verhalten, in einem dynamischen Lebensraum ein hohes Maß an flexiblen Reaktionen und Anpassungsfähigkeit zu.

WissenschafterInnen um Eva Ringler vom Messerli Forschungsinstitut der Vetmeduni Vienna, der University of California Los Angeles und der Universität Wien untersuchten nun das Brutpflegeverhalten des im südamerikanischen Regenwald beheimateten Pfeilgiftfrosch Alobartes femoralis. Im Fokus der Studie standen dabei vor allem die Männchen, die fast ausschließlich für den Transport der Kaulquappen zu geeigneten Wasserstellen verantwortlich sind. Welche Stellen sich die Frösche für ihren Nachwuchs aussuchten, war zwar grundsätzlich von einer hierarchischen Entscheidungsfindung bestimmt. Diese wurde aber durch flexible Entschlüsse adaptiert.

Beobachtung von der Kinderstube bis zum Erwachsenenalter

Regenwälder stellen einen stark veränderlichen Lebensraum für ihre tierischen Bewohner dar. Um die Ablagestrategien der einzelnen Frösche genau untersuchen zu können, siedelte das Forschungsteam Kaulquappen in einer zuvor nicht von diesen Fröschen besetzten Flussinsel in künstlichen Wasserstellen im Regenwald in Französisch Guyana an. „Durch das wiederholte Abgleichen der Genetik aller Individuen war es uns möglich, die einzelnen Individuen im Laufe ihrer gesamten Entwicklung, also von der Kaulquappe bis zum erwachsenen Frosch, zu verfolgen. Nur durch diesen Ansatz konnten wir gezielt Entscheidungsmuster beim Ablegen der Kaulquappen untersuchen, wie etwa ein eventuelles Bevorzugen des eigenen Brutgewässers. Weiters wollten wir herausfinden, wie Frösche reagieren, wenn bestimmte Wasserstellen plötzlich nicht mehr vorhanden sind“, erklärt die Erstautorin Ringler.

Diesen Faktor untersuchten die Forschenden, indem sie vor Beginn der folgenden Brutperiode die Hälfte der künstlichen Wasserstellen entfernten. Es zeigte sich, dass die männlichen Pfeilgiftfrösche, die sich in ihrem Territorium oft um mehrere Gelege gleichzeitig kümmern müssen, lediglich am Beginn der Reproduktionsperiode ihre eigenen Brutgewässer bevorzugen, dann aber schnell umschwenken, wenn bessere Optionen vorhanden sind. Auch jene Männchen, die ihren Brutpool nicht mehr zur Verfügung hatten, zeigten eine tendenzielle Präferenz bei der Ablegung der eigenen Kaulquappen in Richtung des eigenen Heimatgewässers. „Diese Pfeilgiftfrösche können sich ihren Lebensraum sehr gut einprägen. Sie sind damit nicht zwingend auf das Backup des „Altbekannten“ angewiesen. Im Gegenteil, die hohe Dynamik in tropischen Habitaten dürfte dazu führen, dass Tiere sehr flexibel auf Veränderungen in der Umwelt eingehen müssen. Die Qualität der Wasserstelle einschätzen zu können, in der Kaulquappen abgelegt werden, spielt für Pfeilgiftfroscheltern eine essentielle Rolle“, so Ringler.

Fressfeinde und räumliche Distanz als Qualitätsparameter der Pfeilgiftfroschmännchen

Unabhängig vom eigenen Abstammungsort beeinflusste vor allem das Vorkommen von Libellenlarven, den hauptsächlichen Fressfeinden der Kaulquappen, die Auswahl der Elternfrösche. Die Pfeilgiftfrösche können diese Gefahr erkennen. „Sie fällen damit ihre Entscheidung eine bestimmte Wasserstelle zu meiden, direkt vor dem angestrebten Ablageort“, erklärt Ringler. Besetzten diese Räuber einen möglichen Ablageort, so wurde dieser weitestgehend als Ablageort für den Nachwuchs gemieden. Eine geringe Anzahl an Libellenlarven wurde jedoch von den Männchen toleriert, wenn im Gegenzug die Wasserstellen sehr nahe zu den Territorien der Männchen lagen.

Das deutet auf einen weiteren wichtigen Entscheidungsfaktor bei der Auswahl der geeigneten Wasserstelle hin: die räumliche Nähe zur Wasserstelle. „Diese Amphibien haben ein sehr ausgeprägtes Territorialverhalten. Sie verteidigen ihr Gebiet, in dem die Eier abgelegt werden, vehement gegen andere Männchen. Wenn der Transport der Kaulquappen zu viel Zeit in Anspruch nimmt, erhöht sich die Gefahr eines Gebietsverlustes und auch des Nachwuchses, da Gebietseroberer zu kannibalistischem Verhalten neigen. Trotzdem nehmen die Männchen auch weitere Strecken in Kauf, wenn sie damit Wasserstellen mit Räubern vermeiden können“, so die Erstautorin. Die Distanz zu einer Wasserstelle spielt aber auch für das eigene Überleben eine Rolle. Weitere Strecken erhöhen die Sichtbarkeit der Tiere für Räuber. Zum Eigenschutz werden sie dieses Risiko also trotzdem soweit als möglich reduzieren.

Masse als Klasse?

Als letzten Parameter analysierten die Forschenden, ob bestimmte Wasserstellen von verschiedenen Fröschen genutzt werden. Es zeigte sich, dass Exklusivität kein Faktor bei der Brutablage ist. Die Anzahl bereits abgelegter Kaulquappen in einer Wasserstelle scheint vielmehr die Qualität zu bestärken. Die Ergebnisse von Ringler und ihrem Team zeigen, dass die kleinen Frösche einerseits klar definierten Entscheidungsmustern folgen, sich aber andererseits auf veränderliche Gegebenheiten in ihrem Lebensraum flexibel anpassen können. Dabei hilft den Tieren ein sehr gutes Ortsgedächtnis und das Erkennen möglicher Gefahren für ihren Nachwuchs durch Räuber.

Der Artikel „Hierarchical decision-making balances current and future reproductive success“ von Eva Ringler, Georgine Szipl, Ryan J. Harrigan, Perta Bartl-Binder, Rosanna Mangione und Max Ringler wurde vor kurzem in Molecular Ecology veröffentlicht.