Genetische Analyse enthüllt neue Riesenfroschart auf den Philippinen, die nahezu identisch mit noch größeren Arten ist

Forscher der University of Kansas haben publizierte Ergebnisse im Journal Ichthyologie & Herpetologie Beschreibung einer neuen Art von Reißfrosch namens Limnonectes cassiopeia von der philippinischen Insel Luzon.

Erstaunlicherweise wurden in den letzten 20 Jahren Dutzende Male Exemplare der neuen Art gesammelt, doch bei allen hielt man sie fälschlicherweise für die Jungversion des wohlbekannten, nahezu identischen (aber, wie sich herausstellte, nicht allzu eng verwandt) Riesenfrosches von Luzon.

„Sie werden so genannt, weil die Männchen einiger Arten große, knöcherne Ausstülpungen wie Reißzähne im Unterkiefer haben – das ist ziemlich einzigartig“, sagte der Hauptautor Mark Herr, Doktorand am Biodiversity Institute und Natural History Museum der KU.

„Es ist immer noch ein kleines Rätsel, aber man geht allgemein davon aus, dass diese Reißzähne für den Kampf zwischen Männchen verwendet werden. Die Reißzähne der Männchen sind viel größer als die der Weibchen. Diese Männchen haben große Köpfe und viele dieser Frösche können riesig sein – manche sind so groß wie Hühner anderswo in Südostasien.“

Zunächst identifizierte Herr Limnonectes cassiopeia im Rahmen einer größeren genetischen Untersuchung aller philippinischen Fangfrösche, die etwas mehr als ein Dutzend bekannte Arten umfasst.

„Ich habe viele von ihnen sequenziert, um einen guten genetischen Datensatz zu erstellen, der es mir ermöglicht, ihre Verwandtschaftsmuster zu untersuchen“, sagte Herr. „Viele Arten wurden im Laufe der letzten anderthalb Jahrhunderte ursprünglich ausschließlich anhand ihres Aussehens beschrieben – bevor moderne genetische Analysen verfügbar waren. Auf Luzon gab es zwei bekannte Arten von Fröschen mit Reißzähnen: Limnonectes macrocephalus, die große Art, und eine mittelgroße Art namens Limnonectes woodworthi. Ich entdeckte jedoch neben macrocephalus eine andere Gruppe, die in den genetischen Daten als eigenständiger Zweig erschien.“

Das Auffinden dieser dritten, bisher unbekannten Art in den genetischen Daten des Riesenzahnfrosches veranlasste Herrn dazu, Museumsexemplare physisch zu untersuchen, gestützt und geleitet durch die aufsehenerregenden genetischen Daten. Er hoffte herauszufinden, ob er irgendeinen Teil ihrer Morphologie von dem des Riesenzahnfrosches von Luzon unterscheiden konnte, denn die genetische Analyse deutete darauf hin, dass sie sich ziemlich unabhängig voneinander entwickelt hatten.

Glücklicherweise sorgten umfangreiche Arbeiten von Herrns KU-Dozenten Rafe Brown und früheren KU-Forschergenerationen auf den Philippinen dafür, dass es im KU Biodiversity Institute und Natural History Museum eine Fülle von Exemplaren gab. Brown war zusammen mit der KU-Masterstudentin Hannah Som Co-Autor des neuen Artikels.

„Ich habe meine genetische Arbeit überprüft, um sicherzustellen, dass es keine Fehler gab, und es gab keine“, sagte Herr. „Das veranlasste mich, alle Limnonectes-Exemplare aus Luzon im Museum zu untersuchen. Wir haben Hunderte dieser Frösche, und ich habe die 19, die im neuen genetischen Cluster aufgetaucht waren, sorgfältig mit denen aus dem Hauptcluster verglichen.“

Bei dem Versuch, die körperlichen Merkmale der beiden Arten auseinanderzuhalten, sei es laut Herr leicht verständlich geworden, wie man sie mit der gleichen Art verwechseln konnte.

„Ich bin Herpetologe und verbringe viel Zeit damit, Frösche zu beobachten. Ich habe mir diese Dinger ein paar Wochen lang angeschaut und versucht, etwas zu sehen, aber ich konnte nichts sehen“, sagte Herr. „Ich konnte keinen großen Unterschied erkennen. Es ist ja nicht so, dass eine Gruppe auffällig gefärbt oder sichtbar gestreift ist und die andere nicht.“

Herr begann mit der detaillierten Messung der Reißzahnfroschexemplare.

„Wir haben eine Reihe standardisierter Messungen, die darauf ausgelegt sind, Unterschiede zwischen Populationen zu finden – um zu sehen, ob Unterschiede Artbildungsmuster widerspiegeln“, sagte Herr. „Ich habe Vergleiche zwischen den Populationen durchgeführt und den Verdacht geäußert, dass es sich möglicherweise um unterschiedliche Arten handelt. Dann habe ich mich eingehender mit detaillierten Vergleichen verschiedener Merkmale untereinander befasst.“

Schließlich gelang Herr sein „großer Durchbruch“, als er entdeckte, dass die genetisch unterschiedlichen Arten alle kleinere Zehenscheiben hatten – und sie waren weiß.

„Die Scheiben sind wichtig“, sagte Herr. „Statistisch gesehen haben sie im Vergleich zu ihrer Körpergröße möglicherweise kleinere Zehenpolster. Also habe ich alle genetisch identifizierten Exemplare noch einmal herausgenommen und das Schlüsselmerkmal gefunden – ein einfaches körperliches Merkmal, das jeder in der freien Natur feststellen kann. Wenn sie einen dieser Frösche fangen, können sie ihn umdrehen und sofort erkennen. Die Zehenpolster sind nicht nur kleiner, sondern auch weiß. Sie sind blass und völlig unpigmentiert, was sie von der primären Art Limnonectes macrocephalus unterscheidet, die dunkelgrau pigmentierte Zehenpolster hat.“

Herr sagte, dieses unbemerkte Detail sei umso bemerkenswerter, weil die Heimatinsel der Frösche dichter besiedelt sei als Großbritannien.

„Die Leute aus Luzon fangen diese Frösche – die ganze Gruppe – seit über 100 Jahren“, sagte er und fügte hinzu, dass sie zur Nahrung mehrerer indigener Gruppen gehörten.

„Sie haben diese weißen Scheiben. … aber ich dachte: Wer würde sich das ansehen? Wer würde darüber nachdenken? Da wir diese genetischen Ressourcen haben, weiß ich jetzt, dass diese Frösche anders sind. Ich wusste, ich sollte nachsehen, ob das wirklich stimmt. Die Frösche sind genetisch unterschiedlich; also dachte ich, lass uns sehen, ob dieses einzelne Merkmal einem großen Unterschied in ihrer gesamten körperlichen Beschaffenheit, ihrer Größe und Form entspricht – der Art und Weise, wie die Frösche im physischen Raum erscheinen.“

Tatsächlich fühlte sich Herr durch die fünf weißen Zehenballen der neuen Art an das Sternbild Kassiopeia erinnert und nannte die neue Art Limnonectes cassiopeia.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied wurde Herrn mit der Zeit klar: Die neue Art Limnonectes cassiopeia entwickelte ihren charakteristischen großen Kopf früher in ihrer Entwicklung, vom Jungtier zum Erwachsenentier, als Limnonectes macrocephalus.

„Offensichtlich überschneiden sich die Größen der Riesenfrösche der Gattung Macrocephalus, da sie alle anfangs sehr klein sind und man sie nicht erkennen würde“, sagte er.

„Man könnte meinen, das seien alles junge Macrocephalus – das dachte in den letzten 25 Jahren jeder, der einen gefangen hatte. Aber ich habe einige Messungen durchgeführt, um festzustellen, dass die Männchen, sobald sie die Geschlechtsreife erreichen, diese großen, breiteren Köpfe bekommen und riesige Reißzähne entwickeln. Wenn wir bedenken, dass sie ihre Reißzähne im Kampf einsetzen, sehen wir manchmal einige große männliche Limnonectes mit Narben auf dem Kopf, vermutlich Verletzungen durch Kämpfe. Und meine Analyse zeigte, dass die großen Köpfe bei diesem neuen genetischen Cluster bei einer insgesamt kleineren Körpergröße auftauchen.“

Nachdem die neue Art nun erkannt wurde, hofft Herr, mehr über ihr Verhalten in der Wildnis und die Unterschiede zu Limnonectes macrocephalus zu erfahren.

„Jetzt, da wir wissen, dass sie anders sind, können wir rausgehen und sie beobachten und ihre Naturgeschichte und Details studieren. Vielleicht machen sie in der Wildnis etwas völlig anderes, wissen Sie?“, sagte er. „Das finde ich aufregend.“