von Prachi Dadhich
Embryonen vieler Arten gelten aufgrund von Raubtieren und pathogenen Infektionen oft als völlig wehrlos und sehr anfällig. Sie sind nicht in der Lage, wegzulaufen oder sich sogar vor Eierräubern zu schützen. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass Amphibienembryonen nicht völlig hilflos sind. Sie haben erfolgreich eine Raubtierabwehr entwickelt. Dies bedeutet, dass sie in der Lage sind, sich zu verteidigen, indem sie frühzeitig als Reaktion auf unterschiedliche Umweltbedingungen schlüpfen. Dieser Prozess wird als environmentally cued Hatching bezeichnet. Dies ermöglicht es ihnen, ihre Sterblichkeit zu senken.
Eine der am häufigsten untersuchten Arten in diesem Zusammenhang ist der Rotäugige Laubfrosch. Die Embryonen haben eine verhaltensbezogene Antipredator-Abwehr gegen mehrere Raubtiere entwickelt. Es bewohnt feuchte Wälder, die sich von Yucatan bis Panama erstrecken. Die Art ist in leuchtenden Farben bedeckt, die von hellgrün, Gelb, Blau bis rot reichen. Frösche mit leuchtenden Farben gelten im Allgemeinen als giftig. Diese Art verwendet ihre Farben jedoch zur Tarnung, um sich vor verschiedenen Raubtieren zu schützen. Sie ernähren sich von verschiedenen Insekten wie Fliegen, Motten, Grillen und vielen mehr, um ihren Bauch zu füllen. Als Baumfrösche sind sie dafür bekannt, ihre Eier auf die Vegetation zu legen, die eine Wasserquelle überragt. Die Eier befinden sich immer in einer Kupplung, die mit Hilfe eines Gelees zusammengeklebt ist. Nach dem Schlüpfen wechselt der Lebensraum von Bäumen zu Sümpfen und Teichen.
Embryonen sind ständig von verschiedenen Luft- und Baumprädatoren umgeben und bedroht. Zu den häufigsten gehören eifressende Schlangen, Polybia- die sozialen Wespen und eiertötende Pilze. Von all diesen werden Schlangen als das primäre Raubtier angesehen. Es wurde beobachtet, dass Schlangen an bestimmten Stellen die Hälfte der Eier verzehren. Auch Kaulquappen Gesicht viele aquatische Raubtiere wie die Süßwassergarnelen, Macrobrachium americanumand die poeciliid Fisch Brachyraphis rhabdophora.
Abhängig von den Bedrohungen durch verschiedene Raubtiere haben sie verschiedene Ansätze angepasst. Laut einer Studie in Costa Rica von Karen Warkentin wurde festgestellt, dass Eier normalerweise in sechs bis sieben Tagen schlüpfen. Es wird jedoch bereits vier Tage schlüpfen, wenn sie eine Bedrohung spüren. Daher bietet diese Art einen Fall von adaptiver Plastizität beim Schlüpfen.
Mehrere Studien wurden durchgeführt, um eine Frage zu beantworten: Wie erkennen diese Embryonen Gefahr und schlüpfen früh? K. Warkentin, ein Biologieprofessor an der Boston University, untersuchte die Reaktion von Embryonen in Gegenwart verschiedener Raubtiere. In einer ihrer Studien bemerkte sie, dass Eier in 16 Sekunden nach dem ersten Schlangenkontakt schlüpften. Überraschenderweise war diese Reaktion nicht das Ergebnis chemischer oder visueller Hinweise. Tatsächlich reichten nur Vibrationen der Schlange aus, um die Verhaltensreaktion beim Schlüpfen auszulösen. Die Embryonen waren intelligent genug, um zwischen Vibrationen zu unterscheiden, die durch gutartige Störungen wie tropische Stürme und ein eifressendes Raubtier verursacht wurden. Der Autor kam zu dem Schluss, dass die Eier 30% früher schlüpften und fast 80% erfolgreich entkamen, wenn sie von einem eierfressenden Raubtier bedroht wurden.
Andere Studien befassten sich mit der Interaktion zwischen Polybia rejecta – der sozialen Wespe und den Eiern. Die kleinen Embryonen reagieren bei Wespen genauso wie bei Schlangen. Aber das Timing und die Art und Weise, wie Eier schlüpfen, sind unterschiedlich. Im Gegensatz zu Schlangen greifen die Wespen jeweils nur einen Embryo an und lassen das Gelee ungestört. Die Wespe hält ein einzelnes Ei mit Hilfe ihrer Mundstücke und zieht es dann aus der Kupplung. Wenn es schwierig ist, das Ei zu entfernen, bricht die Wespe nur die Vitellinmembran, lässt aber den Embryo im Inneren. Wann immer es eine körperliche Störung gibt, wird eine zappelnde Bewegung im Embryo bemerkt, gefolgt vom Reißen der Eimembran. Anscheinend schlüpft die gesamte Kupplung, wenn eine Schlange angreift, weil sie dazu neigt, viele Eier zu essen. Während eines Wespenangriffs schlüpft ein einzelnes Ei, wenn es auf einen Embryo abzielt. Daher behauptete die Studie, dass die Embryonen entsprechend dem Ausmaß des Risikos reagieren.
Neben Wespen und Schlangen sind auch verschiedene Pilze und Wasserschimmelpilze eine Bedrohung für Eier. In einer Studie bemerkte Warkentin, dass Pilze wie andere Raubtiere keinen Schwingungshinweis liefern. Es stellt sich also die Frage, wie früh Eier schlüpfen, wenn ein Pilz die Kupplung angreift? Es gibt drei verschiedene Mechanismen, die diesen Prozess erklären:
- Eier spüren die Chemikalien, die von Pilzen oder den bereits befallenen Embryonen freigesetzt werden, was zu einem frühen Schlüpfen führt.
- Die Pilze bedecken die äußere Eioberfläche, die hauptsächlich für die Sauerstoffdiffusion verwendet wird. Der niedrige Sauerstoffgehalt beschleunigt das Schlüpfen.
- Die Pilzhyphen neigen dazu, im perivitellinen Raum des Eies zu wachsen. Der Kontakt zwischen Hyphen und Embryo verursacht Reizungen, die zu einer starken Bewegung des Embryos und zum Bruch der Membran führen.
A.callidryas-Embryonen sind anfällig für mindestens einen tödlichen Pilz. Die Studie ergab, dass 40% der Eier durch die Pilzinfektion abgetötet wurden. Dabei schlüpfen die Gelege in wenigen Tagen, Sekunden oder sofort, wenn sie von Pilz, Schlange bzw. Wespe befallen werden.
Ein Hochgeschwindigkeitsvideo in einer Studie von Kristina L. Cohen enthüllte das Geheimnis hinter dem Mechanismus des frühen Schlüpfens. Es ist ein dreistufiger Prozess. Zuerst schütteln und klaffen vor dem Bruch. Zweitens, Bruch der Vitellinmembran in der Nähe der Schnauze. Drittens, Prügel des Muskels, um aus dem Loch auszutreten. A.callidryashas ein einzigartiges und eindeutiges Schlupfverfahren, das Embryo hilft, vom Räuber schnell zu entkommen. Der Grund für diesen einzigartigen Mechanismus liegt in der Schnauze des Embryos. Diese Region ist stark mit mit Enzymen gefüllten Schlüpfdrüsen konzentriert. Normalerweise setzen Anurane dieses Enzym über die gesamte Entwicklung langsam frei. Dies führt zu einer allmählichen Schwächung der Membran. Aber sobald sich ein Raubtier nähert, setzen sie das Enzym in einer schnellen Bewegung frei. Dies führt zur Bildung eines Lochs in der Eischicht, das einen Fluchtweg für den Embryo schafft.
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Wikipedia-Mitwirkende. (2018, 30. September). Agalychnis callidryas. In Wikipedia, Der Freien Enzyklopädie.Von https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Agalychnis_callidryas&oldid=861892820
Bildreferenzen
http://animalia-life.club/other/red-eyed-tree-frog-tadpole.html
http://jeb.biologists.org/content/219/12/1773.1
Mystery solved: frogs use snout glands in emergency jail break
https://biogeodb.stri.si.edu/bioinformatics/dfm/metas/view/38432