Sind das die ersten bekannten Amphibien mit giftigem Speichel?

Viele Reptilien haben giftigen Speichel, bei Amphibien ist dieses Phänomen unbekannt. Könnten diese blinden, beinlosen Schleichenlurche die einzige Ausnahme sein?

Veröffentlicht am 21. Jan. 2021, 12:51 MEZ
Dermophis mexicanus

Dermophis mexicanus (hier zu sehen ist ein Individuum, das im St. Louis Zoo in Missouri gehalten wird) ist eine von 200 bekannten Arten der unterirdischen lebenden Amphibien.

Bild Joel Sartore, National Geographic Photo Ark

Sie erinnern an übergroße Regenwürmer, doch dank ihrer Zähne und ihrer glatten, glänzenden Haut wirken sie auch ein wenig wie Schlangen: Die Rede ist von Schleichenlurchen, genauer gesagt von der Gattung Caecilia. Sie wirken wehrlos – doch der Eindruck täuscht. Mit Erstaunen stellten Wissenschaftler fest, dass einige dieser beinlosen Tiere giftigen Speichel haben. Damit sind sie innerhalb der Amphibien bislang wohl einzigartig.  

Fast 200 Caecilia-Arten schlängeln sich weltweit durch die tropischen Wälder, von der neun Zentimeter langen Idiocranium russell in Kamerun bis zu einem anderthalb Meter langen Riesen namens Caecilia thompsoni in Kolumbien.

Die meisten dieser Schleichenlurche leben unter der Erde. Deshalb „sind Caeciliae vielleicht die geheimnisvollste Gruppe unter den Wirbeltieren“, sagt Carlos Jared. Der Evolutionsbiologe am Butantan-Institut in São Paulo, Brasilien, ist der Autor einer Studie über die Tiere. Einige Arten sind so gut an das unterirdische Leben angepasst, dass sich ihre Augen komplett zurückgebildet haben.

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Wissenschaftler wussten bereits, dass Caeciliae drei Reihen von nadelartigen Zähnen haben: zwei an der Oberseite und eine an der Unterseite ihres Mauls. Sie helfen den Jägern wahrscheinlich dabei, Regenwürmer zu fangen und zu verschlingen. Doch bei der Untersuchung der in Brasilien gefangenen Caeciliae entdeckte Jared eine nie zuvor beschriebene Reihe von Zahndrüsen, die Speichel und möglicherweise auch giftige Enzyme produzieren. Aber, so warnt er, es seien weitere Analysen nötig, um zu bestätigen, dass der Speichel der Caeciliae wirklich giftig ist.

Wenn dem so ist, würden daraus eindrucksvolle Implikationen folgen, sagt Emma Sherratt. Die Evolutionsbiologin von der University of Adelaide in Australien war nicht an der Studie beteiligt.

Zum einen würde es bedeuten, dass sich Gift bei Amphibien und Reptilien unabhängig voneinander entwickelt hat. Das würde bisherige Theorien über die evolutionäre Entstehung von tierischen Giften einen neuen Twist geben. Zum anderen wirft es die faszinierende Frage auf: Warum haben Frösche und Salamander nicht auch giftigen Speichel?

Ein Museumsexemplar der Art Caecilia pachynema zeigt seine drei Zahnreihen.

Bild Alejandro Arteaga

Die einzige andere bekannte giftige Amphibie ist der ebenfalls in Brasilien vorkommende Laubfrosch Corythomantis greeningi. Er verfügt über Giftdrüsen und spitze Stacheln im Gesicht.

Blind, aber nicht blöd

Wissenschaftler hatten schon 1935 das Vorhandensein dieser Zahndrüsen bei den Caeciliae auf Frigate Island in der Karibik festgestellt. Allerdings verwechselten sie sie mit den typischeren Schleimdrüsen, die bei den Tieren reichlich vorhanden sind.

Drüsen am Kopf der Schleichenlurche produzieren zum Beispiel ein Schmiermittel, damit sie sich leichter durch die Erde bewegen können, sagt Jared. Am anderen Körperende haben die Schwänze der Caeciliae Drüsen, die Gift produzieren – vermutlich um Fressfeinde davon abzuhalten, sie durch ihre unterirdischen Tunnel zu jagen.

Für die Untersuchung führten der Studienleiter Pedro Luiz Mailho-Fontana, ebenfalls Evolutionsbiologe am Butantan-Institut, und seinen Kollegen Analysen an Speichelproben von zwei erwachsenen Exemplaren der Art Siphonops annulatus durch. Sie wollten herausfinden, welche Chemikalien der Speichel enthielt. Die Forscher fanden eine Familie von Enzymen namens A2-Phospholipase, die unter giftigen Tieren wie Wespen, Skorpionen und Schlangen weit verbreitet ist.

Das Team schläferte vier Exemplare ein, um den physikalischen Aufbau der Drüsenstrukturen zu untersuchen. Zwei der Tiere wurden mit einem Elektronenmikroskop untersucht, heißt es in der Studie, die am 3. Juli 2020 in der Fachzeitschrift „iScience“ veröffentlicht wurde.

Gern hätten die Forscher noch mehr Exemplare untersucht, aber Caeciliae sind schwer zu finden: Es kann bis zu 20 Stunden dauern, einen dieser Buddelprofis ausfindig zu machen und aus dem Boden zu ziehen, sagt Mailho-Fontana.

Warum ist Speichel giftig?

Sobald sie neue Exemplare erwerben können, so Mailho-Fontana, wollen sie mit Experten aus dem Gebiet der Biochemie und Pharmakologie zusammenzuarbeiten, um die wahren Funktionen der Drüsen zu ermitteln. Aber er vermutet, dass der Speichel der Caeciliae dabei helfen könnte, die riesigen Regenwürmer, die sie erbeuten, unschädlich zu machen. Auch die Verdauung könnte er womöglich unterstützen.

Viele Menschen denken zunächst an Stacheln und Zähne, wenn es um die Verabreichung von Giften geht. Doch Mailho-Fontana erklärt, dass sich zahlreiche Gifte ursprünglich aus Speichel entwickelt haben. Zu Beginn dienten die Flüssigkeiten im Maul möglicherweise als Schmiermittel, dann veränderten sie sich, um die Verdauung besser zu unterstützen, und schließlich entwickelten sie die Fähigkeit, Schaden anzurichten. Andere Tiere mit giftigem Speichel sind beispielsweise Schlangen, Komodowarane und Säugetiere wie Spitzmäuse, Plumploris und Fledermäuse.

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Alejandro Arteaga ist ein Biologe und der Präsident von Tropical Herping, einem Reiseunternehmen, das sich auf die Besichtigung von Reptilien und Amphibien spezialisiert hat. Er schrieb in einer E-Mail, dass er schon mehrmals von Caeciliae gebissen wurde und keine bleibenden Auswirkungen verspürte, „außer dem unmittelbaren Schmerz des mechanischen Einstichs der Zähne“.

Aber er stimmt mit den Autoren überein: Wenn sie tatsächlich Gift produzieren, entwickelte es sich im Laufe der Zeit wahrscheinlich, um beim Beutefang zu helfen, und nicht, um sich gegen Raubtiere zu verteidigen.

Immer neue Überraschungen

Der Evolutionstoxinologe Kevin Arbuckle von der Swansea University in Großbritannien hält es für „plausibel“, dass Caeciliae giftig sind, wenn man bedenkt, wie wenig erforscht die Tiere sind.

Aber die Analyse der Enzyme sei nicht „besonders überzeugend“, sagte Arbuckle in einer E-Mail. „Alle oralen Drüsen produzieren eine breite Palette von Enzymen, darunter viele der aufgeführten.“ Mit anderen Worten: Tiere können diese Familie von Enzymen in ihrem Speichel haben, ohne dass es sich um eine giftige Variante handelt.

„Davon abgesehen ist es auf jeden Fall eine interessante Arbeit. Ich habe keine Zweifel daran, dass sie viele Folgestudien anregen wird, die unser Verständnis einer wenig erforschten Gruppe von Wirbeltieren erheblich verbessern werden“, sagt er.

Sherratt fügt an, dass die Studie zwar ein „solider Beitrag“ sei, aber „sie wirft viel mehr Fragen auf, als sie beantwortet“.

„Aber so ist das eben mit den Caeciliae“, sagt er. „Sie überraschen uns immer wieder.“

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.

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