Chamäleon hat kürzeste Lebensspanne aller Vierbeiner
Kurzlebiges Chamäleon könnte Forschung über Altern fördern
Neu entdeckte Art hat kürzeste Lebensspanne aller Vierbeiner
mongabay.com
Juni 30, 2008
Seltene farbwechselnde Eidechse führt ein insektenähnliches Leben, könnte aber Forschern helfen, den Prozess des Alterns besser zu verstehen.
Eine neu entdeckte Chamäleonart führt ein zikadenähnliches Leben und verbringt den Großteil ihres kurzen, einjährigen Lebens in ihrem Ei, berichten Forscher in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Das Labord-Chamäleon (Furcifer labordi), eine Eidechse, die nur auf der Insel Madagaskar vorkommt, ist die erste bekannte Reptilienart, die einen jährlichen Lebenszyklus hat. Unter den weltweit 28 300 Arten von Tetrapoden – Wirbeltieren mit vier Gliedmaßen – haben nur wenige diese Eigenschaft, aber Furcifer labordi weist die kürzeste beobachtete Lebensspanne aller dokumentierten Tetrapodenarten auf.
„Bemerkenswerterweise verbringt dieses Chamäleon mehr Zeit seines kurzen jährlichen Lebenszyklus im Ei als außerhalb“, schreiben die Autoren. Die Lebensspanne der Art nach dem Schlüpfen beträgt nur 4 bis 5 Monate.
Die Forscher sagen, dass die Entdeckung der Art nicht nur erklären könnte, warum Haustierchamäleons notorisch schnell sterben, sondern auch Licht auf hormonelle Determinanten des Alterns, der Langlebigkeit und der Seneszenz werfen könnte.
Chamäleons per Funk aufspüren
Ein erwachsenes männliches Labord-Chamäleon (Furcifer labordi) aus Ranobe, SW Madagaskar. Karsten et al. berichten, dass dieses Chamäleon eine einjährige Art ist und eine Lebensgeschichte hat, die mehr an ephemere Insekten als an andere Landwirbeltiere erinnert. Der größte Teil der Lebenszeit wird als sich entwickelndes Ei verbracht. Bild mit freundlicher Genehmigung von Christopher J. Raxworthy
Die Forscher kamen zu diesen Schlussfolgerungen, indem sie einzelne Chamäleons in ihrem natürlichen Lebensraum – dem trockenen Südwesten von Madagaskar – über einen Zeitraum von fünf Jahren beobachteten und per Funk verfolgten. Offenbar schlüpfen die Chamäleons synchron zu Beginn der Regenzeit im November – alle Chamäleons sind ungefähr gleich alt; es gibt keine größeren Jungtiere. Die geschlüpften Jungtiere wachsen schnell heran, erreichen die Geschlechtsreife in weniger als 2 Monaten und pflanzen sich im Januar und Februar fort. Auf die Fortpflanzung folgt der Tod der erwachsenen Tiere in der gesamten Population. Die Eier verbringen dann die nächsten 8 bis 9 Monate – die Trockenzeit – damit, sich zu entwickeln, bevor sie mit Beginn der Regenzeit schlüpfen.
Die Ergebnisse kamen völlig unerwartet, wie der Hauptautor Kristopher B. Karsten, ein Zoologe an der Oklahoma State University, gegenüber mongabay.com per E-Mail erklärte.
„Eigentlich wollte ich zunächst das Sozialverhalten von F. labordi und auch der mehrjährigen F. verrucosus untersuchen“, schrieb Karsten. „Aber in meiner ersten Saison kam ich ziemlich spät in der aktiven Saison an (Ende Januar) und mir fiel etwas wirklich Bizarres auf – ich konnte bei F. labordi nur Adulte, aber keine Jungtiere finden. Zu diesem Zeitpunkt dachte ich, dass ich entweder nicht sehr gut darin war, die Jungtiere zu entdecken, oder dass sie einfach nicht da waren, was darauf hindeuten würde, dass die gesamte Population gleich alt ist. Dann, am Ende der Saison, sahen wir plötzlich einen enormen Rückgang der Population, aber keine Anzeichen dafür, dass die Art in den Winterschlaf geht. Ich begann wirklich zu ahnen, dass es sich um eine einjährige Art handeln könnte.
„Im zweiten Jahr kam ich viel früher, Mitte Dezember, an“, fuhr er fort. „Zu diesem Zeitpunkt fanden wir nur ältere Jungtiere und junge Erwachsene. Im Laufe der Saison sahen wir, dass die Population in gleichem Maße alterte, so dass es am Ende wieder nur noch Erwachsene und keine Jungtiere mehr gab. Und wieder kam es zu einem starken Rückgang der Populationszahlen, aber diesmal konnten wir nachweisen, dass dies auf eine Art ungeklärte Sterblichkeit zurückzuführen war (d. h. nicht auf Raubtiere oder andere körperliche Verletzungen). Ich war inzwischen überzeugt, aber wir sammelten Daten aus zwei weiteren Jahren, einschließlich besserer Probenahmen gleich zu Beginn der aktiven Saison im November, und dann wurde das Bild sehr klar. Bei einer Stichprobengröße von fast 400 Individuen gab es keinen einzigen Ausreißer, der unserer Hypothese widersprach.“
Kurzer Lebenszyklus eine Anpassung an eine trockene Umgebung?
Die Forscher wissen noch nicht, warum die Art einen so ungewöhnlichen Lebenszyklus aufweist, aber sie schlagen zwei Möglichkeiten vor, die sich „nicht gegenseitig ausschließen“: (1) eine Anpassung an die extremen Umweltbedingungen und (2) ein hormonell bedingter evolutionärer Kompromiss zwischen der Sterblichkeitsrate der Erwachsenen und dem schnellen Wachstum und dem früheren Reproduktionsalter.
F. labordi lebt in einem Gebiet, das durch extreme jahreszeitliche Schwankungen gekennzeichnet ist, darunter eine lange, harte Trockenzeit, die von einer kurzen, aber unvorhersehbaren Regenperiode unterbrochen wird. Die Autoren stellen fest, dass Säugetiere in Madagaskar zwei gegensätzliche „Lösungen“ für diese Klimaschwankungen aufweisen: extreme Versionen von entweder „kurzlebigen“ oder „langlebigen“ Lebensgeschichten. Welche Überlebensstrategie angewandt wird, hängt davon ab, ob sich die Umweltschwankungen stärker auf die Überlebensfähigkeit der Jungtiere oder der Erwachsenen auswirken: „Bei mehreren madagassischen Säugetieren (Fleischfresser, Primaten, Tenrecs und Nagetiere) führte eine geringere Überlebensrate von Jungtieren aufgrund von Umweltvariabilität zu einer längeren Lebensspanne, während stochastische Klimavariablen, die die Überlebensrate von Erwachsenen reduzierten, zu einer kürzeren Lebensspanne führten“, schreiben die Autoren. „Wenn die Unvorhersehbarkeit der Umwelt die altersspezifische Überlebensrate bei Chamäleons unterschiedlich beeinflusste, könnte dies erklären, warum F. labordi einjährig ist, während andere sympatrische Chamäleons mehrjährig sind.“
Eine alternative Theorie besagt, dass „hohe Sterblichkeitsraten bei Erwachsenen die Entwicklung von schnellem Wachstum und früherem Reproduktionsalter vorantreiben können, wobei der Preis eine geringere Lebensdauer ist.“ Die Autoren stellen fest, dass dieser Kompromiss zwischen den Ressourcen, die für die Aufrechterhaltung der somatischen Zellen bereitgestellt werden, und der Fortpflanzung durch Hormone reguliert wird und mit Verhaltensmerkmalen korreliert werden kann, die den Fortpflanzungserfolg und die Erwachsenensterblichkeit beeinflussen.
„Zum Beispiel können erhöhte Androgene sowohl in natürlichen Populationen als auch durch experimentelle Manipulation mit dem Paarungserfolg korreliert werden, aber es ist auch bekannt, dass sie zu Merkmalen beitragen, die typischerweise mit erhöhten Erwachsenensterblichkeitsraten verbunden sind (z. B. geringeres Überleben, erhöhte Parasitenbelastung, erhöhter Energieaufwand)“, schreiben die Autoren. „Es scheint möglich, dass eine Veränderung in der Sozialstruktur von F. labordi zu einem sozialen System, das durch erhöhte Androgenspiegel oder -empfindlichkeit gekennzeichnet ist, zu einer erhöhten intrinsischen und/oder extrinsischen Erwachsenensterblichkeit beitragen könnte. In der Tat ist F. labordi durch körperlich intensive Kämpfe und agonistische Balz charakterisiert. Die Berücksichtigung der hormonellen Regulierung von Physiologie und Verhalten ist entscheidend für ein umfassendes Verständnis der Evolution der Lebensgeschichte. Obwohl unsere Hypothese plausibel ist, ist die Rolle der Hormone und sogar des Verhaltens in geringerem Maße bei Chamäleons unerforscht. Unsere Hypothese kann durch die Quantifizierung saisonaler Hormonprofile, sozialer Systeme und sexueller Selektion in einem phylogenetisch vergleichenden Rahmen getestet werden.“
Leitautor Karsten sagt, dass die Art den Wissenschaftlern helfen könnte, den Prozess des Alterns besser zu verstehen.
„Wir haben diesen Tetrapoden gefunden, der nicht wie alle anderen lebt“, sagte er. „Dies bietet eine großartige Gelegenheit, einige gute Fragen darüber zu beantworten, wie Organismen altern, aber auch, welche historischen, evolutionären Kräfte eine solch seltsame Lebensweise geformt haben.“
Kristopher B. Karsten, Laza N. Andriamandimbiarisoa, Stanley F. Fox, and Christopher J. Raxworthy (2008). Eine einzigartige Lebensgeschichte unter Tetrapoden: Ein einjähriges Chamäleon, das hauptsächlich als Ei lebt. PNAS July 8, 2008 vol. 105 no. 27 8980-8984.