Warum machen färbende Pfeilgiftfrösche Stepptanz?

Das Zehenklopfverhalten verschiedener Amphibien hat schon lange die Aufmerksamkeit von Forschern und Tierbesitzern auf sich gezogen. Obwohl es umfassend dokumentiert ist, ist die zugrunde liegende funktionelle Rolle noch wenig verstanden. In einem neuen Artikel zeigen Forscher, dass gefärbte Pfeilgiftfrösche ihr Klopfen auf der Grundlage spezifischer Reize modulieren. Die Forschung ist veröffentlicht im Journal Ethologie.

Es wurde gezeigt, dass Färbefrösche, Dendrobates tinctorius, mit ihren hinteren Zehen klopfen, um auf Beutetiere unterschiedlicher Größe zu reagieren, von kleinen Fruchtfliegen bis hin zu großen Grillen. In der vorliegenden Studie stellten die Forscher die Hypothese auf, dass die Frösche ihr Verhalten als Reaktion auf unterschiedliche Umweltreize anpassen würden, wenn das Klopfen eine Rolle bei der Nahrungsaufnahme spielt.

Um ihre Hypothese zu testen, zeichneten die Forscher die Frösche unter verschiedenen Bedingungen auf.

„Ich habe die Zeitlupenkamera meines iPhones verwendet, um einminütige Videos vom Klopfen der Frösche aufzunehmen. Anschließend habe ich mir jedes Video noch einmal angesehen und die Anzahl der Klopfbewegungen mit jedem Fuß gezählt und wie lange sie sichtbar waren, da sie oft hinter einem Blatt oder dem Frosch selbst verborgen waren. Aus diesen beiden Zahlen habe ich die Anzahl der Klopfbewegungen pro Minute mit jedem Fuß berechnet und diese addiert“, sagte Thomas Parrish, ein ehemaliger Student im Fischer-Labor (GNDP) und Erstautor der Studie.

Zunächst testeten die Forscher, ob die Frösche beim Fressen häufiger mit den Zehen klopften. Dazu fütterten sie die Terrarientiere mit einem halben Teelöffel Fruchtfliegen und zeichneten deren Jagdverhalten auf.

„Die Antwort darauf kannten wir bereits, aber es war großartig zu sehen, dass das Klopfen in Gegenwart der Beute zunahm“, sagte Eva Fischer, Assistenzprofessorin für Integrative Biologie. „Wir wollten fragen, warum? Und wir fragten uns, ob es eine Funktion beim Beutefang hat oder ob es nur eine erregende Reaktion ist, so wie Hunde mit dem Schwanz wedeln, weil sie aufgeregt sind.“

Anschließend untersuchten die Forscher anhand verschiedener Oberflächen, ob sich das Klopfverhalten änderte, wenn die Frösche die Beute sehen, aber nicht fressen konnten. Sie platzierten die Fruchtfliegen in kleinen, durchsichtigen Petrischalen im Zuhause der Frösche und maßen die Häufigkeit des Zehenklopfens. Sie fanden heraus, dass die Frösche im Durchschnitt 50 Mal pro Minute klopften, wenn sie die Fliegen nicht erreichen konnten, im Vergleich zu 166 Mal pro Minute, wenn sie sich von frei beweglichen Fliegen ernährten.

„Die Idee war, dass wir, wenn sie aufgeregt sind, etwas anderes sehen könnten, je nachdem, ob sie die Fliegen fangen können“, sagte Fisher. „Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Klopfen nicht nur aus Aufregung geschah, da sie in beiden Fällen weiter versuchten zu fressen.“

Die Forscher fragten sich, ob das Klopfen mit den Zehen eine Art Vibrationssignal war, mit dem die Frösche ihre Beute vor dem Fressen erschreckten oder ablenkten. Um diese Frage zu beantworten, verwendeten sie vier verschiedene Oberflächen: Erde, Blattoberflächen, Gel und Glas.

„Erde und Blätter sind natürliche Substanzen, aber Erde reagiert nicht sehr stark, Blätter hingegen schon. Gele reagieren dagegen, Glas nicht, aber für Frösche sind beides unnatürliche Oberflächen“, sagte Fischer.

Sie stellten fest, dass die Klopffrequenz zwar je nach Oberfläche unterschiedlich war (bei Blättern war die Klopffrequenz mit 255 Schlägen/Minute am höchsten, bei Glas mit 64 Schlägen/Minute am niedrigsten), es jedoch keinen Unterschied in der Gesamtzahl der Fütterungsversuche oder dem Erfolg gab.

„Obwohl wir gesehen haben, dass die Frösche in jeder Situation fraßen, war es spannend zu sehen, dass sie ihr Verhalten änderten, je nachdem, worauf sie standen“, sagte Fischer. „Wir waren jedoch überrascht, dass wir keinen Unterschied darin sahen, wie erfolgreich sie beim Fressen waren. Es ist möglich, dass das Experiment so ist, als würde man sie zu einem Buffet schicken, anstatt zu dem, was im Wald passiert, wo das Klopfen dabei helfen könnte, die Beute aufzurütteln.“

Die Forscher hoffen nun zu verstehen, welche anderen Reize dieses Verhalten auslösen könnten. „Obwohl wir eindeutig gezeigt haben, dass es beim Fressen wichtig ist, könnte es auch in anderen Zusammenhängen wichtig sein. Wir haben zum Beispiel gesehen, dass die Frösche mehr klopfen, wenn andere Frösche in der Nähe sind. Es könnte also einen sozialen Aspekt geben“, sagte Fischer.

Sie sind auch daran interessiert, die zugrunde liegenden biomechanischen Aspekte der Muskeln zu untersuchen. „Es wäre cool, die Anatomie zu untersuchen und zu sehen, wie die Muskeln arbeiten“, sagte Fischer. „Letztendlich könnten wir fragen, ob alle Frösche mit den Zehen klopfen können, wenn sie die richtigen Muskeln haben, oder ob die Anatomie von Pfeilgiftfröschen etwas Besonderes ist.“