Das Sterben der Frösche

Das dramatische Sterben der Frösche war NATIONAL GEOGRAPHIC im Jahr 2009 eine Reportage wert. Damals konnten die Wissenschaftler noch nicht erklären, wie genau die Pilzinfektion - die Chytridiomykose - die Frösche tötet. Nun ist fanden amerikanische Forscher heraus, dass der Pilz wahrscheinlich das Immunsystem der Tiere angreift. Das berichten die Wissenschaftler in dem Fachmagazin Science. 

Er klammert sich noch an sie. Seine Vorderbeine hat er eng um ihren Rumpf geschlungen. In einem seichten Bach liegt sie unter dem Männchen, alle viere von sich gestreckt, mit einem von Eiern schweren Bauch. Man könnte meinen, hier tobt das Tierleben. Aber beide Lebewesen sind tot.

Stummelfußfrösche sind eine seltene Spezies, die zur Gattung Atelopus gehört. Sie kommt nur in einem kleinen Landschaftsdreieck am Fuß der Anden und im angrenzenden Amazonasbecken vor. Das Weibchen trägt ein schwarzes Muster auf gelbem Grund, die Unterseite ist knallrot. Von den Farben her sieht dieser Frosch aus wie frisch gestrichen.

Am Rand der Schlucht blubbert ein Bulldozer im Leerlauf. Wir sind im Südosten Ecuadors, nicht weit von der Ortschaft Limón. Durch Straßenbau sind hier wahre Lawinen aus Felsbrocken, abgerissenen Ästen und Erde die Abhänge hinuntergedonnert. Sie haben den von Bäumen gesäumten Bach an mehreren Stellen aufgestaut. Luis Coloma steigt behutsam über die Felsen und sieht sich die Schäden an dem Wasserlauf an. Der 47-jährige Herpetologe, wie Experten für Amphibien und Reptilien heißen, steht in seiner Khakihose bis zu den Knien im Wasser. Er stochert mit einem Stock im Geröll und sagt: «Sie haben das Haus des Frosches zerstört.»

Frösche und Kröten, Salamander, Molche und Blindwühlen gehören zu den Tieren, die von den vielen Angriffen auf die Natur am härtesten getroffen werden. Bis zur Hälfte aller Arten sind gefährdet, Hunderte von Ausrottung bedroht, mehrere Dutzend schon verloren. «Es ist ein Tod durch tausend Nadelstiche», sagt der Biologe David Wake von der Universität von Kalifornien in Berkeley. Lebensraumzerstörung, eingeschleppte fremde Arten, kommerzielle Nutzung und Wasserverschmutzung tragen weltweit dazu bei, die Bestände zu dezimieren. Welche Rolle der Klimawandel spielt, ist noch umstritten.

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Häufig geht der Todesstoß aber von einer Pilzinfektion aus, der Chytridiomykose. Ihr fiel auch das Froschpaar in dem Bach bei Limón zum Opfer. Beide Tiere trugen, wie sich im Test zeigte, den Pilz in sich; das Männchen verendete kurz nach dem Weibchen.

Schon in den achtziger Jahren waren es Pilze, die in Costa Rica unter Amphibien viele Opfer forderten. Aber das wusste damals noch niemand. Erst Mitte der neunziger Jahre, als in Mittelamerika und Australien immer mehr Frösche zugrunde gingen, machten Wissenschaftler die Chytridien als Ursache dingfest. Sie greifen das Keratin an, ein wichtiges Strukturprotein in Haut und Maul der Frösche; vermutlich hemmen sie dadurch den Sauerstoffaustausch sowie die Regulierung des Wasser- und Salzhaushalts im Organismus.

Die ersten Überträger des Pilzes waren wahrscheinlich Afrikanische Krallenfrösche, die aus dem Kontinent seit den dreißiger Jahren in großem Umfang für die Herstellung von Schwangerschaftstests exportiert werden. «Eigentlich ist es erstaunlich, dass wir nicht noch mehr Populationszusammenbrüche beobachten, wo wir doch so viel kreuz und quer durch die Welt transportieren, einschließlich der Krankheitserreger», sagt Ross Alford von der James-Cook-Universität in Australien.

Über Chytridien wird heute aus allen Weltgegenden berichtet, in denen Frösche vorkommen. Die Pilze treten in 43 Ländern und 36 US-Bundesstaaten auf. Sie überleben selbst in 6000 Meter Höhe, sie töten Wasser- und Landbewohner wie auch Tiere, die in beiden Lebensräumen zu Hause sind. Sie können sich zum Beispiel durch die Beine eines Frosches, die Federn eines Vogels, die schlammigen Stiefel eines Wanderers verbreiten.

Mindestens 200 Arten haben sie mittlerweile befallen, in freier Wildbahn sind dadurch schon die Costaricanische Goldkröte, der Panama-Stummelfußfrosch, die Wyoming-Kröte und der australische Magenbrüterfrosch – um nur einige zu nennen – ausgestorben. Der australische Wissenschaftler Lee Berger und seine Kollegen waren die Ersten, die den Pilz als Ursache für das Massensterben erkannten. In einem 2007 erschienenen Artikel schrieben sie: «Die Wirkung der Chytridiomykose auf die Frösche ist der spektakulärste krankheitsbedingte Verlust der Vielfalt von Wirbeltierarten seit Beginn der historischen Aufzeichnungen.»

Ende der neunziger Jahre begann ein Team um die Wissenschaftlerin Karen Lips von der Universität von Southern Illinois, den Weg der Chytridien zu verfolgen. Im Jahr 2000 wurden Tiere besonders gefährdeter Arten zu ihrem Schutz eingesammelt. Man hielt sie in Zoos und Hotels – überall da, wo man vorüber- gehend Platz für Aquarien schaffen konnte. Kranke Frösche wurden behandelt und in Quarantäne genommen.

Das war der Anfang des internationalen Projekts „Amphibienarche“. Es hatte zum Ziel, mindestens 500 Arten in Gefangenschaft zu halten und sie wieder auszuwildern, wenn die Epidemie vorüber ist. Eine gewaltige, teure Aufgabe, und es gibt keine Gewähr, dass überhaupt genügend Wildgebiete für die Wiederbesiedelung durch Amphibien zur Verfügung stehen werden.

In Quito, am Zoologischen Museum der Pontificia Universidad Católica del Ecuador, haben der Forscher Luis Coloma und sein Kollege Santiago Ron eine Einrichtung aufgebaut, in der sie Amphibien züchten können. Sie beherbergt zwar nur 16 Arten – von mehr als 470, die in Ecuador bekannt sind. Immerhin aber macht das Projekt ein wenig Hoffnung.

Coloma und Ron haben veranlasst, dass Landflächen zum Schutz der Lebensräume an- gekauft wurden. Nun sind sie zuversichtlich, dass sie die Zuchtstation erweitern und mehr als 100 Arten darin unterbringen können. Aber die Wildtierbestände schrumpfen schnell. Mussten Freilandforscher früher beim Gehen aufpassen, um nicht auf in Massen wandernde Frösche zu treten, sind sie heute froh, wenn sie noch ein Dutzend vorfinden. «Wir beschreiben Lebewesen, die schon ausgestorben sind», sagt Ron. «Wir werden zu Paläontologen.»

In seinem Institut in Quito stapeln sich die Belege für diese Tatsache. Er holt ein gefülltes Glas aus einem ganzen Schrank mit ähnlichen Behältern. Darin schwimmen zwei blasse Tiere in Alkohol. «Diese Spezies hier ist mir unter den Händen weggestorben.»

Der Artenschwund ist in den Tropen besonders dramatisch. Aber auch die gemäßigten Klimazonen blieben nicht verschont. Ein Bei- spiel sind die kalten Höhenlagen der Sierra Nevada in Kalifornien. Das 3400 Meter hoch gelegene Sixty Lake Basin ist eine Landschaft mit Türmen aus Granit. Früher gab es in den Bergseen einen robusten Froschbestand.

Die am weitesten verbreitete Art war der Gebirgs-Gelbschenkelfrosch (Rana muscosa). Er ist von subtiler Schönheit: gelblich an Rumpf und Extremitäten, mit braunen und schwarzen Flecken. In letzter Zeit jedoch ist dieser handflächengroße Frosch kaum noch zu finden.

Am Rand des Teiches Nummer 100, umgeben von unbeweglichen Felswänden, rosafarbener Bergheide und verfilztem Gras, sitzt ein schlanker Mann mit Dreitagebart. Vance Vredenburg ist Biologe an der Universität San Francisco. Schon seit 13 Jahren ist Rana muscosa sein Studienobjekt. Um die 80 Seen seines Forschungsreviers zu überwachen, nächtigt er manchmal wochenlang in einem Zelt am Fuß der Berge. Heute betrachtet er, ein zusammengeknülltes Moskitonetz um den Hals, zehn tote Frösche. Bereits ein wenig verwest, mit steifen Beinen und den weißen Bauch in die Höhe gereckt, liegen sie in der Sonne.

„Vor nicht allzu langer Zeit brauchte man nur am Ufer dieses Teiches entlangzugehen, da sprang bei jedem zweiten Schritt ein Frosch in die Höhe», erinnert er sich. «Zu Hunderten saßen sie in der Sonne, es wimmelte nur so von ihnen.» Aber als der Biologe 2005 für neue Langzeituntersuchungen zu seinem Lager im Gebirge wanderte, sah er überall tote Frösche. «Es waren Tiere, die ich über Jahre markiert und während ihres ganzen Lebens begleitet hatte», sagt Vredenburg. «Alle tot! Ich habe mich erst mal hingesetzt und geweint.»

Die größte Population, die Vredenburg für seine Studien noch geblieben ist, lebt im Teich Nummer 8. Es sind 35 ausgewachsene Tiere. Fast alle anderen, die er von dieser Stelle kannte, hat er nie wieder zu Gesicht bekommen. Was sich hier abgespielt hat, ist ein Musterbeispiel für Mehrfachschäden. Die Fallstudie zeigt, wie selbst eine gut gedeihende Spezies in ihrer Existenz bedroht werden kann.

Es begann mit den Forellen. Bis Ende des 19. Jahrhunderts gab es in der Sierra Nevada oberhalb der Wasserfälle so gut wie keine Fische. Dann aber wurden die „öden“ Seen zum Anglerparadies. Das Jagd- und Fischereiministerium des Bundesstaates Kalifornien ließ Forellen ins Gebirge bringen, erst in Wasserfässern auf dem Rücken von Maultieren, seit Mitte des 20. Jahrhunderts mit Flugzeugen. Die Maschinen flogen über das Wasser und warfen ihre lebende Fracht ab. So wurden in mehr als 17 000 Bergseen Fische eingesetzt.

Forellen aber fressen Kaulquappen und junge Frösche. Daher gab es, je stärker sich die Fische vermehrten, desto weniger Frösche.

Galerie: Die letzten Riesen unserer Flüsse und Seen verschwinden

Vredenburg wollte den fischfreien Zustand von vor 1900 wiederherstellen und auf diese Weise die Frösche zurückholen. Er spannte Netze von Ufer zu Ufer, holte sie ein und vernichtete den Fang, oft auf dem Grill mit ein wenig Salz und Pfeffer. Dann übernahm die Nationalparkverwaltung das Projekt, und mittlerweile sind 14 Seen mehr oder weniger fischfrei. «Die Seen», sagt Vredenburg, «erwachten wieder zum Leben.»

Doch es kam der nächste Schlag. Die Chytridien, die sich bereits im Nationalpark Yosemite ausgebreitet hatten, erreichten nun auch das Sixty Lake Basin. In einer vorhersehbaren, tödlichen Sequenz verbreiteten sie sich über rund 100 Seen. Da waren nun gerade die alten Lebensräume wiederhergestellt, «und dann rafft diese Krankheit die Frösche dahin», sagt der Forscher. «Es bricht einem das Herz.»

Den Kaulquappen kann der Pilz seltsamerweise nichts anhaben. So bevölkern sie nach wie vor in Schwärmen die ansonsten leblosen Teiche. Bis Rana muscosa geschlechtsreif ist, vergehen sechs Jahre. «Aber seit es hier Chytridien gibt, findet keine Fortpflanzung mehr statt», sagt Vredenburg. «Sobald die Kaulquappen zu Fröschen werden, verenden sie.»

Der Biologe lässt sich seinen Optimismus dennoch nicht nehmen. Den Teich Nummer 8 nennt er seinen Siegerteich. Als dort die ersten Frösche starben, entnahm er einige ausgewachsene Tiere, behandelte sie mit einem pilzhemmenden Medikament und setzte sie wieder ein. Die Population, zwar noch winzig, ist nun schon im dritten Jahr stabil. Das mühevolle Verfahren – entnehmen, behandeln, wieder aussetzen – will Vredenburg auch in anderen Teichen des Sixty Lake Basin anwenden.

Ein ähnliches Projekt wurde kürzlich von britischen Wissenschaftlern angekündigt; sie wollen damit die Krankheit bei der Balearenkröte in Spanien eindämmen. Die Hoffnung der Forscher: Wenn man die Zahl der Pilzsporen im Körper der Frösche drastisch vermindern kann, verliert die Krankheit möglicherweise ihre tödliche Wirkung.

Auch aus anderen Regionen kommen gute Nachrichten. Beispiel eins: Einige Amphibien werden überhaupt nicht vom Pilz befallen oder können mit ihm leben, ohne dass er sie sonderlich schädigt. Beispiel zwei: Manche Baumfrösche in Costa Rica legen sich mit ihren Hautpigmenten in die Sonne, ohne auszutrocknen – der Pilz dagegen stirbt in der Hitze ab.

Besonders ermutigend ist, was Reid Harris von der James-Madison-Universität und seine Kollegen entdeckt haben. Salamander und manche Frösche haben einen angeborenen Abwehrmechanismus: Symbiotische Bakterien auf ihrer Haut verhindern die Chytridien-Infektion. Ähnliche pilzhemmende Eigenschaften haben anscheinend auch mehrere natürlich vorkommende Hautproteine.

«Wenn wir die guten Bakterien so unterstützen können, dass die Ansteckung sich vermindert, haben die Tiere vielleicht Zeit, ihre eigene Immunabwehr zu mobilisieren», sagt Harris. «Außerdem würde man damit nichts in die Umwelt freisetzen, was nicht ohnehin schon da ist. Vielleicht können wir auf diese Weise die Chytridien-Epidemien verhindern.»

In Projekten wie der „Amphibienarche“ können Wissenschaftler den Wert solcher Maßnahmen überprüfen. In Panama haben die Chytridien erst kürzlich den Kanal übersprungen. Nun verbreitet sich der Pilz nach Osten in die dünn besiedelte Provinz Darién, wo es mindestens 121 Amphibienarten gibt. Eine Einrichtung zu ihrer Rettung ist dort bereits in Betrieb. Fachleute aus Panama und den USA erforschen gemeinsam, wie man gesunde Populationen von Mikroorganismen in wilden Froschbeständen so stärken kann, dass sie den Pilz überleben. Wenn die Strategie wirkt, hat vielleicht auch der Goldfrosch in den Wäldern Panamas wieder eine Chance.

Im froschreichen Ecuador haben Coloma und Ron bereits in einer Petition an die Regierung ein Umwelt-Hearing zu dem Straßenbauprojekt von Limón gefordert. Derzeit ruhen die Bauarbeiten, so kann man die Lebensräume bis zu einem gewissen Grad wiederherstellen. Für die Rettung der Tiere in dem aufgestauten Bach ist es vermutlich zu spät, aber für künftige Naturschutzprojekte könnte die Aufmerksamkeit der Medien hilfreich sein.

Warum sind Frösche überhaupt so wichtig? «Da könnte ich tausend Gründe nennen», sagt Coloma. Ihre Haut ist nicht nur eine Schutzschicht, sondern wirkt auch als Lunge und Niere. Dementsprechend sind die Tiere ein Frühwarnsystem für Umweltgifte. Insekten, die ihre Beute werden, übertragen Krankheitserreger auf Menschen. Also sind die Frösche unsere natürlichen Verbündeten im Kampf gegen Infektionen. Sie dienen Schlangen, Vögeln und sogar Menschen als Nahrung und spielen im Süßwasser wie auch in terrestrischen Ökosystemen eine Schlüsselrolle.

«An einigen Orten war die Biomasse der Amphibien einst größer als die aller anderen Säugetiere zusammen», sagt David Wake. «Wenn sie aus dem Ökosystem verschwinden, hat das schwerwiegende Konsequenzen – mit Folgen, die wir noch gar nicht begreifen.»

(NG, Heft 5 / 2009, Seite(n) 130 bis 145)