Immunantworten der Amphibienschleimhaut gegen eine sich ausbreitende Pilzinfektion: Untersuchungen zur Selektion in widererstarkenden Populationen

• Antragsteller: Dr. Andreas Hertz
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Immunologie ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten ; Tiermedizin
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290658919

Amphibien gelten derzeit als die am stärksten bedrohte Wirbeltierklasse der Welt. Neben der Zerstörung von Lebensräumen sind vor allem sich ausbreitende Krankheiten für den weltweiten Rückgang der Populationen verantwortlich. Die verheerendste Amphibienkrankheit ist dabei sicherlich die Chytridiomykose, eine Emerging Infectious Disease (EID) (Sich ausbreitende oder Neue Infektionskrankheit), die durch den pathogenen Töpfchenpilz Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) verursacht wird. Die aquatischen Zoosporen des Pilzes penetrieren die Haut der Amphibien und wachsen dann intrazellulär in epidermalen Zellen zu Sporangien heran, die weitere Zoosporen entlassen. Der Pilz hat besonders in den ganzjährig feucht-kühlen Gebirgsregionen der Tropen zum Rückgang ganzer Amphibiengemeinschaften geführt, da er Hitze, Kälte und Trockenheit nicht toleriert. In Panama trat Chytridiomykose erstmals in der ersten Hälfte der 1990er Jahren auf und breitet sich seither von West nach Ost durch die zentrale Gebirgskette aus. Dabei nahm man an, dass vor allem mit Bächen assoziierte Hochlandarten, in Folge der Epidemie ausgestorben sind. Einzelne Froschpopulationen, bei denen der Zusammenbruch der Populationen umfangreich dokumentiert wurde, konnten jedoch während neuerlicher Expeditionen wiederentdeckt werden. Bei einigen wenigen Arten konnte sogar ein leichter Aufwärtstrend in der Bestandsentwicklung festgestellt werden. Allerdings ist von diesen post-epidemischen Populationen bisher nicht bekannt, warum sich diese Bestände erholen konnten. Erste Studien haben gezeigt, dass das gemeinschaftliche Immunabwehr der Amphibienhaut, bestehend aus spezifischen antimikrobiellen Peptiden (AMPs), Antikörpern und mikrobiellen Sekundärmetaboliten, bei verschiedenen Amphibienarten und Populationen unterschiedlich wirksam gegen Bd ist. Während Hochlandarten mit aquatischem Larvenstadium im Falle einer Bd Epidemie unabhängig ihrer taxonomischen Zugehörigkeit von der Krankheit betroffen sind, werden anschließende Populationserholungen bislang nur in bestimmten Taxa beobachtet.Die wesentlichen Ziele des Forschungsvorhabens sind es zu untersuchen, ob natürliche Selektion zu einer erhöhten Resistenz der überlebenden Populationen gegen Bd geführt hat und ob phänotypische Plastizität einen Einfluss auf die Funktionalität der Schleimhaut gegen Bd hat. Dazu werden die Schleimhautfunktionen gegen Bd untersucht und verglichen: Zum einen von Populationen die unterschiedlich lange mit dem Pathogen koexistieren, zum anderen von Populationen die unterschiedliche Höhenstufen bewohnen. Weiterhin wird an Kaulquappen getestet, ob diese, die für die spätere Immunabwehr so wichtigen, probiotischen Bakterien bereits in diesem frühen Stadium aufnehmen. Schließlich wird untersucht, ob die von der natürlichen Umgebung abweichenden Umweltfaktoren, z.B. Temperatur und Beleuchtung einen negativen Effekt auf die Schleimhautabwehr von in ex-situ Erhaltungszuchten gehaltenen Amphibien haben.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Douglas Woodhams, Ph.D.