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Toxikologie: Ameisengift

Sie sind klein, bunt und manche ganz schön giftig: die lebhaft gefärbten Pfeilgiftfrösche der tropischen Wälder Mittel- und Südamerikas. Allerdings stellen sie die ungenießbaren Toxine in ihrer Haut offenbar nicht selbst her, sondern entziehen sie ihrer Nahrung. Wer aber ist darin der Lieferant?
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Eine verlassene Kakaoplantage in Costa Rica, überall liegen verrottende Blätter und verfaulende Früchte herum, in dem grün-braunen Durcheinander am Boden ist kaum etwas zu erkennen. Doch Moment – was war das gerade für ein kleiner, huschender Fleck, der sich kurz im Licht zeigte? Ein Schritt, ein Griff, und es gibt wieder etwas zu staunen: ein Erdbeerfrosch (Dendrobates pumilio). Kaum mehr als zwei Zentimeter misst das kleine rote Amphib mit seinen blauen Beinen und schwarzen Knopfaugen.

Seine Farbenpracht teilt er mit den meisten seiner Verwandten aus der Familie der Pfeilgiftfrösche. Dabei ist sie für hungrige Fressfeinde keine gute Nachricht, denn sie signalisiert: "Ich schmecke nicht. An mir verdirbst du dir zumindest den Magen. Oder ich bin sogar deine letzte Mahlzeit." Denn die Tiere tragen in ihrer Haut verschiedene Stoffe, die giftig sind – bei manchen sogar so giftig, dass sie von Jägern für Pfeilspitzen verwendet werden.

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Dendrobates pumilio | Erdbeerfrösche (Dendrobates pumilio) gibt es in zahlreichen Farbvarianten – hier ein Exemplar aus dem Untersuchungsgebiet in Panama. Ihr Hautgift beziehen die Frösche aus verspeisten Ameisen.
Doch diese Gifte stellen die Frösche offenbar, von wenigen Ausnahmen abgesehen, nicht selbst her: Werden sie einige Zeit in Terrarien gehalten, verlieren sie die Reizstoffe mit der Zeit. Demnach stammen die abwehrenden Toxine aus der Nahrung. Im Falle der Erdbeerfrösche handelt es sich dabei um Käfer, Tausendfüßler, Grillen, Spinnen und vieles mehr – Hauptsache, es ist kleiner als ein Zentimeter. Ein ganz besonderes Augenmerk scheinen sie dabei auf Ameisen zu legen, von denen sie sogar mehr vertilgen, als es dem Zufall entsprechen würde. Sollten sie vielleicht die Quelle sein für die Familie der Pumiliotoxine, die aus mehr als 180 Einzelsubstanzen besteht?

Ralph Saporito von der Internationalen Universität Florida und seine Kollegen sammelten in mühsamer Kleinarbeit mit der Pinzette über 500 Tierchen vom Speiseplan der Amphibien ein. Zusätzlich verpassten sie etlichen Fröschen eine Magenspülung, um die tatsächlichen Menüabfolgen nachzuvollziehen.

Mithilfe von Gaschromatografie und Massenspektrometrie analysierten die Forscher Alkoholextrakte ihrer einzelnen Proben – und wurden fündig: In den Ameisengattungen Brachymyrmex und Paratrechina stießen sie auf zwei der gesuchten Substanzen. Da sie auch in einigen Froschmägen Überreste der Sechsbeiner gefunden hatten, dürften sie wohl tatsächlich die Lieferanten der giftigen Alkaloide sein.

Dabei ist der Fund durchaus ungewöhnlich. Denn die beiden Gattungen gehören zur Unterfamilie Formicinae, die in speziellen Drüsen Ameisensäure als höchst wirksames Verteidigungsmittel besitzen. Wofür also investieren die Ameisen noch in weitere Abwehrstoffe? Die Antwort bleibt offen, doch zeigte sich bei Brachymyrmex, dass die Alkaloide nicht jederzeit und auch nicht bei allen Tieren zum Giftrepertoire zählten. Vielleicht hängt es, wie bei anderen Ameisenarten, von der Kaste ab, ob die Stoffe produziert werden oder nicht.

Für die chemische und pharmazeutische Industrie könnte die "Produktionsstätte Ameise" von großem Interesse sein. Denn manche der Pumiliotoxin-Alkaloide wirken als Insektizide, andere herzstärkend. Ließen sich nun die Stoffwechselwege charakterisieren oder gar die beteiligten Gene identifizieren, wäre eine großtechnische Umsetzung denkbar. Dazu müssen Wissenschaftler aber erst noch klären, ob die Ameisen wirklich selbst die Stoffe synthetisieren oder sie womöglich selbst nur aus ihrer pflanzlichen Nahrung beziehen, wie es viele Schmetterlinge und Käfer bevorzugen. Von Ameisen ist dergleichen bisher nicht bekannt. Und selbst wenn die Alkaloide erst im Ameisenkörper entstehen, könnte immer noch ein bakterieller Untermieter seine Finger im Spiel haben, den es dann aufzuspüren gilt.

Die Erdbeerfrösche stehen nicht allein da mit ihrer Vorliebe für Ameisen; viele ihrer Pfeilgiftfrosch-Verwandten teilen diesen Geschmack. Und auch andere Frösche mit Hautgiften, die nicht zu den Dendrobaten zählen, lassen sich gern Ameisen schmecken. Offenbar hat die Insektennahrung eine entscheidende Rolle in der Evolution der Warntracht und damit der beliebt bunten Färbung gespielt. Erste Hinweise zeigen, dass dieser Weg sogar mehrmals unabhängig voneinander eingeschlagen wurde. Kein Wunder bei der Erfolgsquote – wenn auch die fehlende Tarnung dann dazu führt, dass ein solcher Frosch gelegentlich einige unangenehme Minuten in Menschenhänden zubringen muss.
04.05.2004

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 04.05.2004

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