Chytrid-Pilz, Batrachochytrium dendrobatidis
Die Situation: Bis zu 40 % der Amphibienarten sind weltweit im Rückgang begriffen, was auf verschiedene Faktoren wie Lebensraumverlust, Umweltzerstörung, Schadstoffe und Krankheiten zurückzuführen ist. In jüngster Zeit hat sich der Pilzerreger Batrachochytrium dendrobatidis als eine große Bedrohung für Amphibien erwiesen. Amphibien, die mit B. dendrobatidis infiziert sind, entwickeln Chytridiomykose, die bei empfänglichen Arten schließlich zum Tod führt. Die ersten dokumentierten Ausbrüche des Chytridpilzes traten in den späten 1990er Jahren gleichzeitig in Australien und Mittelamerika auf. Seitdem wurde der Erreger bei mehr als 100 Amphibienarten nachgewiesen und mit einem starken Rückgang oder Aussterben der Populationen in mehreren Regionen der Welt in Verbindung gebracht. Über die Biologie dieses Erregers ist noch viel unbekannt, daher bleibt er ein aktives Forschungsgebiet für Krankheitsökologen und Naturschutzbiologen.
Schaden: B. dendrobatidis ist ein externer Erreger, der sich an verhornten Teilen von Amphibien festsetzt, einschließlich der Mundwerkzeuge von Kaulquappen und der Haut von ausgewachsenen Tieren. Der Pilz vermehrt sich über Sporangien und kann durch die Bewegung von geflügelten Zoosporen, direkten Kontakt zwischen Wirten oder zwischen Wirtsstadien verbreitet werden. Das Wachstum des Pilzes führt zum Abbau der Keratinschicht, was schließlich zur Ablösung der Haut, Lethargie, Gewichtsverlust und möglicherweise zum Tod führt. Der physiologische Mechanismus für die durch Chytrid verursachte Sterblichkeit ist nicht bekannt, scheint aber auf einer Störung der Hautfunktionen – wie Flüssigkeitstransport oder Gasaustausch – zu beruhen.
Der Chytrid-Pilz infiziert bekanntermaßen über 100 Arten, aber die Anfälligkeit für die Krankheit ist sehr lebensstadien- und artspezifisch. Beim Berg-Gelbbeinfrosch (Rana muscosa) beispielsweise sind die Kaulquappen im Allgemeinen nur leicht subletal betroffen, wobei die meisten Todesfälle bei der Metamorphose auftreten, wenn die Produktion von neuem verhorntem Hautgewebe rasch einsetzt. Im Gegensatz dazu scheinen mehrere andere Amphibienarten relativ tolerant gegenüber B. dendrobatidis zu sein – darunter einige weit verbreitete exotische oder invasive Arten wie die Meereskröte (Bufo marinus), der Amerikanische Ochsenfrosch (Rana catesbeiana) und der Afrikanische Krallenfrosch (Xenopus laevis).
Auf Populationsebene wurden Ausbrüche des Chytridpilzes mit dem lokalen und möglichen Aussterben von Arten in Australien, Mittelamerika und den Vereinigten Staaten in Verbindung gebracht. So stieg beispielsweise im Jahr 2004 die Chytridpilz-Prävalenz in Teilen Panamas innerhalb von etwa vier Monaten von 0 auf fast 60 % an, was mit einem Rückgang der Amphibiendichte und -vielfalt von über 80 % bzw. 60 % einherging. Es wird angenommen, dass B. dendrobatidis in kühlen, feuchten Lebensräumen gedeiht. Dies wurde zum Anlass genommen, zu argumentieren, dass die in Teilen Mittelamerikas beobachteten Abkühlungstendenzen das durch Chytrid verursachte Amphibiensterben in diesen Regionen vorantreiben.
Verbreitung: Eine Erklärung für das jüngste Auftreten der Chytridiomykose bei Amphibien, die „neue Erregerhypothese“, lautet, dass B. dendrobatidis historisch als lokal verbreiteter Erreger existierte, der erst vor kurzem in neue Regionen verbreitet wurde. Die alternative „endemische Erregerhypothese“ besagt, dass der Chytridpilz in der Vergangenheit weit verbreitet war, sich seine Pathogenität jedoch durch jüngste Umweltveränderungen (z. B. Klimawandel, Schadstoffe, Lebensraumverschlechterung) verändert hat. Die relative Bedeutung dieser beiden Mechanismen ist derzeit umstritten. Die geringe genetische Vielfalt zwischen geografisch weit voneinander entfernten B. dendrobatidis-Stämmen spricht für die erste Hypothese, während die Synchronität von Chytridpilz-Ausbrüchen in unterschiedlichen, intakten Lebensräumen die zweite Hypothese unterstützt.
Die ersten beschriebenen Chytridpilz-Ausbrüche traten 1998 sowohl in Australien als auch in Mittelamerika auf. Seitdem wurden B. dendrobatidis-Infektionen in ganz Amerika, einschließlich Mexiko und den USA, in Europa und zuletzt in Südostasien dokumentiert.
Die ältesten bekannten Chytridpilz-Infektionen stammen von Museumsexemplaren afrikanischer Krallenfrösche (Xenopus laevis), die 1938 gesammelt wurden. Diese Exemplare wurden verwendet, um einen afrikanischen Ursprung von B. dendrobatidis zu belegen. Es wird angenommen, dass das Chytrid dann in den 1960er und 70er Jahren durch den Handel mit diesen afrikanischen Fröschen auf andere Kontinente verbreitet wurde.
Forschung: Der Zusammenhang zwischen Chytridiomykose und dem Rückgang der Amphibien ist ein weltweit aktives Forschungsgebiet. Das Genom von B. dendrobatidis wurde sequenziert, was sich als nützlich erweisen dürfte, um den Ursprung, die Mechanismen der Virulenz und potenzielle Bekämpfungsmethoden für diesen Erreger zu ermitteln. Forscher der Universität von Kalifornien untersuchen diesen Erreger seit mehreren Jahren, insbesondere die Auswirkungen des Chytridpilzes auf die Populationen des Gelbbeinigen Bergfrosches (Rana muscosa) in den Sierra Nevada Mountains in Kalifornien. Dieser einst weit verbreitete Alpenfrosch ist in den letzten Jahren stark zurückgegangen, mit zahlreichen lokalen Ausfällen. Es werden Forschungsarbeiten zur räumlichen Epidemiologie von Krankheiten bei R. muscosa durchgeführt, um zu verstehen, warum einige lokale Populationen überleben, während andere aussterben. Zu den Projekten gehören die Ermittlung der Verbreitungswege von Krankheitserregern, die Auswirkungen von Ausbrüchen auf alpine Nahrungsnetze und die populationsgenetischen Folgen von Ausbrüchen für Frösche. Im Hinblick auf die Froschpopulation und das Krankheitsmanagement umfassen die Experimente die Bewertung der Wirksamkeit von Anti-Pilz-Behandlungen und die Durchführbarkeit der Wiederansiedlung von Fröschen in früheren Ausbruchsgebieten.