Chemische Keule in Eigenfabrikation

News: Chemische Keule in Eigenfabrikation

Die grellen Farben der australischen Pseudophryne warnen zu Recht: In ihrer Haut produzieren die kleinen Frösche Giftsubstanzen, mit denen sie ihren Feinden gehörig den Appetit verderben. Diese Alkaloide können sie sogar selbst herstellen, ohne die Bausteine über die Nahrung aufnehmen zu müssen. Das macht ihnen offenbar kein anderes Wirbeltier nach.

Antje Findeklee

<i>Pseudophryne corroboree</i> — © National Institutes of Health (Ausschnitt)

Sie sind klein, bunt und reichlich giftig – die drei lebhaft gefärbten, kolumbianischen Froscharten namens Phyllobates aurotaenia, Ph. bicolor und Ph. terribilis aus der Familie der Baumsteigerfrösche (Dendrobatidae), die deshalb auch als Pfeilgiftfrösche bezeichnet werden. In ihrer Haut produzieren sie hochwirksame Toxine, die von einheimischen Indianern noch heute teilweise zur Jagd verwendet werden sollen.

Bei den Giften handelt es sich um Alkaloide, eine Gruppe von Substanzen, die als sekundäre Stoffwechselprodukte von Pflanzen bekannt sind und einige bekannte Drogen umfassen. In Tieren treten die Verbindungen nur selten auf, und wenn, so die bisher bestehende Meinung, dann wurden sie aus der Nahrung synthetisiert und nicht in einem eigenständigen Stoffwechselweg. So verwerten einige Insekten Alkaloide aus ihrer pflanzlichen Kost, um sich damit gegen Fressfeinde zu wehren. Und geraten sie doch in den Magen eines Räubers, so macht sich dieser durchaus die Gifte selbst zunutze – wie beispielsweise die Dendrobaten, aber auch andere Frösche.

Werden die Tiere mit Alkaloid-freier Nahrung gefüttert, verlieren sie dementsprechend im Laufe der Zeit ihre giftigen Hautausscheidungen. Das hatten John Daly und seine Mitarbeiter an den National Institutes of Health schon vor Jahren gezeigt. Nun aber sind sie auf Frösche gestoßen, die sich für die Toxinherstellung offenbar doch nicht auf ihr Futter verlassen: Angehörige der australischen Familie Myobatrachidae.

Die Arten der Gattung Pseudophryne stellen eine für sie spezifische Gruppe von Alkaloiden her, die Pseudophrynamine. Damit allerdings geben sie sich nicht zufrieden, sondern sie produzieren außerdem noch Pumiliotoxin, das auch Dendrobaten aufweisen. Die Wissenschaftler untersuchten sowohl wildlebende Exemplare als auch Nachzuchttiere und stellten zunächst einen verblüffenden Unterschied fest, wie die Gifte verteilt sind: Während sich die Freilandfrösche vor allem mit Pumiliotoxin ihrer Haut wehrten und nur Spuren von Pseudophrynaminen erzeugten, zeigten ihre Terrarrien-bewohnenden Artgenossen genau das umgekehrte Bild.

Eine Futteranalyse brachte es an den Tag: von Alkaloiden keine Spur. Also müssen die Frösche die Pseudophrynamine selbst herstellen können, ohne die Bausteine aus der Nahrung beziehen zu müssen, folgern die Wissenschaftler um Daly. Für das Pumiliotoxin jedoch sind die Tiere tatsächlich auf entsprechende Zufuhr über die Ernährung angewiesen.

Die meisten Frosch-Alkaloide sind biologisch wirksam, so auch die Pseudophrynamime. In ersten Experimenten blockierten sie beispielsweise die Nikotin-Rezeptoren, die an neurologischen Prozessen beteiligt sind. Vielleicht bieten sie weitere Eigenschaften, durch die sich neue Wege in der Medikamentenforschung eröffnen.