Eine dreibeinige Kröte? Ja, die gibt es!

Mitte der 1990er Jahre fing ein Kind der New Country School im US-Bundesstaat Minnesota einen dreibeinigen Frosch. Seitdem hat ein Drama mit Science-Fiction- und Horrorelementen begonnen, das noch nicht zu Ende ist.

Eine dreibeinige Kröte? Ja, die gibt es!

Beginnend mit dem ersten Frosch hielt eine große Zahl von Fröschen mit deformierten Hinterbeinen Einzug in das amerikanische Bild. Einige hatten keine Hinterbeine und manche hatten sogar acht Hinterbeine. Die Menschen befürchten, dass es sich um eine durch Umweltverschmutzung verursachte Mutation handelt, die in der Öffentlichkeit Panik auslöst. Nachdem sich die Nachricht in China verbreitet hatte, erfanden einige Leute Horrorgeschichten über „mutierte Frösche, die hochgiftig sind und Menschen in Gruppen angreifen“ und behaupteten, diese seien nicht fiktiv. Die Geschichten wurden im Zeitalter der Printmedien populär und jagten vielen Menschen Angst ein.

Doch als sich die Froschpanik ausbreitete, wiesen Stanley Sessions vom Hartwick College und Pieter Johnson von der University of Colorado darauf hin, dass diese deformierten Frösche nicht das Ergebnis moderner Technologie, sondern ein Produkt der Natur seien.

Deformierter Frosch | Brett A. Goodman, Pieter TJ Johnson / Wikimedia Commons

Lange bevor die deformierten Frösche Aufmerksamkeit erregten, hatte Sessions bemerkt, dass ein Trematodenparasit, Ribeiroia ondatrae, in den Hinterbeinen von Amphibien lebte. Johnson und seine Kollegen nutzten den Parasiten daraufhin, um Kaulquappen in ihrem Labor zu infizieren. Etwas Merkwürdiges geschah: Aus den Kaulquappen wurden Frösche mit mehreren Hinterbeinen (oder gar keinen Hinterbeinen). Im Inneren der Kaulquappe konzentriert sich R. ondatrae auf das, was später die Beine werden. Es gibt ein Molekül namens Retinsäure, das Vitamin A ähnelt und eine wichtige regulatorische Rolle bei der Entwicklung der Froschgliedmaßen spielt. Durch die Anwesenheit von Trematoden verändert sich die Konzentration des Moleküls, was zu Entwicklungsstörungen und Missbildungen führt.

Mit Trematoden infizierte Frösche mit Entwicklungsstörungen | Pieter Johnson et al. / Wissenschaft (1999)

Obwohl es sich nicht um eine menschliche Verschwörung handelt, sind die Gründe für den vielbeinigen Frosch komplex und unheilvoll. Die Lebensgeschichte von R. ondatrae ist sehr komplex und dem Frosch mehr Beine zu geben ist für ihn ein wichtiges Mittel zur Vollendung seines Lebenszyklus.

Der grausame Zufall

Das Leben des Saugwurms R. ondatrae beginnt als Ei, das mit dem Kot von Wasservögeln ins Wasser gelangt und aus dem das erste Larvenstadium, das sogenannte Miracidium, schlüpft. Treffen die Mirazidien auf eine Wasserschnecke der Gattung Helisoma aus der Familie der Helisidae, bohren sie sich in deren Körper, durchlaufen dort die drei Entwicklungsstadien Sporozyste, Mutter-Redien und Tochter-Redien und vermehren sich durch ungeschlechtliche Fortpflanzung in großer Zahl. Schließlich produzieren die Larven schwimmende Zerkarien, die die Schnecke verlassen und in die Wassersäule eindringen, um Kaulquappen als zweiten Wirt zu finden.

Der Lebenszyklus des Trematoden R. ondatrae | Dorina Szuroczki & Jean ML Richardson / Oecologia (2009)

Die Zerkarien bilden Metazerkarien in den Hinterbeinen der Kaulquappe, wodurch die Entwicklung der Hinterbeine der Kaulquappe gestört wird und es zu Deformationen kommt. Der Frosch mit den zusätzlichen Beinen verfügt über stark eingeschränkte Sprung- und Schwimmfähigkeiten, was ihn zu einer leichten Beute für Vögel macht. Anschließend wandern die Metazerkarien in den Ileum des Vogels, wo dieser schließlich die Geschlechtsreife erreicht, befruchtet wird und Eier legt (er ist übrigens ein Zwitter).

Es kommt nicht selten vor, dass Parasiten ihre Wirte manipulieren. Wir haben Pilze, die Ameisen dazu bringen, auf Bäume zu klettern und so Sporen zu verbreiten, und Bandwürmer, die Fische mutiger machen. Doch R. ondatrae ist unter den Parasiten insofern einzigartig, als dass er solch radikale Veränderungen im Körper seines Wirtes hervorruft.

Oder ist der Mensch schuld?

Wenn R. ondatrae schon immer existiert hat, warum hat es bis vor kurzem wenig Aufmerksamkeit erregt? Vergleicht man frühere Amphibienforschungen mit Froschexemplaren in Museen, stellt man fest, dass Verbreitung und Schweregrad der Trematoden in der heutigen Zeit deutlich zugenommen haben. Für Frösche sind das sicherlich keine guten Nachrichten. Die Situation einiger gefährdeter Amphibien hat sich dadurch noch weiter verschlechtert.

Obwohl der Mensch den Fröschen nicht viele Beine verliehen hat, ist der plötzliche Anstieg der Trematoden dennoch eng mit menschlichen Aktivitäten verbunden. Seit der Ankunft der Kolonisten haben die Vereinigten Staaten über 100 Millionen Hektar natürliche Feuchtgebiete erschlossen. Der Mensch hat einen enormen Einfluss auf die Umwelt. Durch Wasserspeicherung, sei es durch Dämme oder Staubecken, kommt es zur Vermehrung großer Mengen Süßwasserschnecken, die dadurch mehr Wirte für Trematoden bieten (die Vorbeugung und Bekämpfung der Bilharziose ist ein Aspekt, der bei Wasserschutzprojekten berücksichtigt werden muss). Durch die Landwirtschaft entstehende Düngemittel, Tiermist usw. gelangen ins Wasser, was zur Eutrophierung des Gewässers führt und zudem zu einer Zunahme der Schneckenpopulation führt.

R. ondatrae Trematoden | Internetarchiv-Buchbilder

Auch der menschliche Einfluss auf die biologische Verbreitung ist ein wichtiger Faktor. Aquarien und Aquakulturen sowie sogar das Ballastwasser von Schiffen transportieren Wirte für R. ondatrae, wie Schnecken und Frösche, durch die gesamten Vereinigten Staaten und begünstigen so wahrscheinlich die Ausbreitung des Parasiten. Der Mensch hat in großem Umfang natürliche Feuchtgebiete angelegt und damit den Lebensraum für Wasservögel verkleinert. Je mehr Vögel sich in den wenigen verbleibenden Feuchtgebieten „drängen“, desto höher ist die Dichte und desto höher ist die Möglichkeit einer Übertragung von R. ondatrae. Andererseits können sich manche Vögel mit starker Anpassungsfähigkeit möglicherweise an das Leben in künstlichen Gewässern wie Reisfeldern und Fischteichen anpassen und ihre Population könnte sogar größer sein. Wie bereits erwähnt, besteht in künstlichen Gewässern aufgrund der Eutrophierung eine größere Wahrscheinlichkeit für die Vermehrung großer Schneckenpopulationen. Hinzu kommt noch die große Menge an Vogelkot, der Wurmeier enthalten kann. Das Ergebnis ist ein Paradies für Saugwürmer und ein Albtraum für Frösche.

Abwechslung macht glücklich

Die Krankheit der Frösche spiegelt die Pathologie des Ökosystems wider. In diesem Zusammenhang stellte Johnson eine sinnvolle Hypothese auf: ökologische „Krankheiten“ lassen sich mit ökologischer „Medizin“ heilen. Er und seine Kollegen untersuchten Hunderte von Teichen in der Bucht von San Francisco und stellten fest, dass in Teichen mit mehr Fröschen dieser Art die Wahrscheinlichkeit einer Infektion mit R. ondatrae geringer war.

Mit Parasiten infizierte Kröten mit deformierten Körpern | Pieter Johnson et al. / Kanadisches Journal für Zoologie (2001)

In einem Ökosystem verringert sich mit zunehmender Artenvielfalt die Wahrscheinlichkeit, von einem bestimmten Krankheitserreger infiziert zu werden. Dieser Effekt wird als Verdünnungseffekt bezeichnet. Denn je mehr Arten es gibt, desto wahrscheinlicher ist es, dass der Erreger auf Organismen übertragen wird, die er nicht überleben kann, und so in eine Sackgasse gerät. Daher spiegelt die Gesundheit der Frösche tatsächlich die Gesundheit des Ökosystems wider und das Schicksal der Frösche hängt mit dem Schicksal aller Lebewesen zusammen, einschließlich des Menschen.

Verweise

[1]Johnson, Pieter TJ, et al. „Die Auswirkungen einer Trematodeninfektion auf die Entwicklung und das Überleben von Gliedmaßen bei Amphibien.“ Science 284.5415 (1999): 802-804.

[2]Lunde, Kevin B., Pieter TJ Johnson. „20. Parasiteninfektionen und Gliedmaßenfehlbildungen: Ein wachsendes Problem im Amphibienschutz.“ Rückgang der Amphibienpopulation. University of California Press, 2005. 124-138.

[3]Venton, Danielle. „Neuigkeit: Viele Arten, eine Gesundheit.“ Proceedings of the National Academy of Sciences 112.6 (2015): 1647-1649.

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