Knysna-Zwergchamäleons: Stadt vs. Wald als Lebensraum

Knysna-Zwergchamäleons: Stadt vs. Wald als Lebensraum

by Alex Laube Wissenschaft

Wie verändern sich eigentlich Chamäleons, wenn der natürliche Lebensraum menschlichen Siedlungen weichen muss? Genau dieser Frage gingen kürzlich internationale Wissenschaftler auf den Grund. Sie vermuteten, dass ein Chamäleon sich innerhalb einer Vorstadt bei den Verletzungshäufigkeit, äußeren Merkmalen und Bisskraft von im Wald lebenden Artgenossen als Ausdruck veränderter Lebensbedingungen unterscheiden müsse.

Zwischen 2020 und 2022 wurden dazu 276 Knysna-Zwergchamäleons (Bradypodion damaranum) in Südafrika untersucht. Als Orte wurden George und Knysna ausgewählt, zwei rund 60 km voneinander entfernt liegende Städte an der Südküste Südafrikas. George wurde 1811 gegründet und hat inzwischen über 220.000 Einwohner, während Knysna 1825 gegründet wurde und aktuell knapp 76.000 Einwohner hat, die jedoch auf deutlich weniger Raum und damit wesentlich dichter siedeln. In beiden Städten wurden Bradypodion damaranum in städtischer Umgebung (private Gärten, öffentliche Parks, Straßenrand) gefangen, untersucht und anschließend wieder freigelassen. Die Chamäleons wurden jeweils 10 bis 12 km entfernt ebenfalls in ihrem natürlichen Lebensraum (gemäßigter Wald) untersucht. Die adulten Chamäleons wurden vermessen und fotografiert. Die Daten wurden mit verschiedenen Methoden ausgewertet und verglichen. Als Verletzung wurden Wunden, Narben und mit dem bloßen Auge sichtbare Knochenbrüche gezählt. Zur Messung der Beißkraft wurden die Tiere je fünf Mal animiert, auf ein spezielles piezoelektrisches Messgerät zu beißen.

Bei der Auswertung zeigte sich, dass die Zwergchamäleons in städtischer Umgebung deutlich niedrigere Helme und kürzere Kehlkämme hatten. Die Männchen aus der Stadt jedoch hatten größere und breitere Schädel. Die weiblichen Zwergchamäleons aus dem Wald wiesen deutlich größere Helmspitzen auf. Die Männchen in der Stadt wiesen deutlich häufiger Verletzungen auf (88,1%) gegenüber den Männchen im Wald (72,5%) . In der Stadt bissen die Zwergchamäleons außerdem fester zu als im Wald, wenn Helmhöhe und Parietalkamm in die Berechnungen einbezogen wurden. Wurde die Kopf-Rumpf-Länge stattdessen einbezogen, zeigte sich jedoch kein Unterschied in der Beißkraft.

Differences between urban and natural populations of dwarf chameleons (Bradypodion damaranum): a case of urban warfare?
Melissa A. Petford, Anthony Herrel, Graham J. Alexander, Krystal A. Tolley
Urban Ecosystems 2023
DOI: 0.1007/s11252-023-01474-1

Vergleichende Anatomie der Vorderarme verschiedener Chamäleons

Vergleichende Anatomie der Vorderarme verschiedener Chamäleons

by Alex Laube Tiermedizin Wissenschaft

Die Anatomie der Chamäleons scheint stark an ihre Lebensweise angepasst. Baumbewohner unterscheiden sich dabei in vielen Aspekten von Bodenbewohnern. Mehrere Untersuchungen an der Universität von South Dakota haben sich in diesem Jahr bereits mit verschiedenen anatomischen Aspekten bei Chamäleon beschäftigt. Eine neue Untersuchung widmet sich un den Händen und Armen.

Zur Untersuchung wurden aus bereits vorhandenen Mikrocomputertomographie-Scans von insgesamt 12 Chamäleons jeweils die Arme und Hände isoliert in 3D dargestellt. Diese wurden mittels einer Software auf rund 30 verschiedene Längen und Breiten vermessen. Scans der Arten Bradypodion damaranum, Bradypodion occidentale, Calumma hilleniusi, Calumma crypticum, Chamaeleo namaquensis, Chamaeleo zeylanicus, Furcifer balteatus, Furcifer campani, Rhampholeon spinosus, Rhampholeon temporalis, Trioceros goetzei goetzei und Trioceros werneri wurden ausgewertet. Bei der Auswahl der Arten wurde darauf geachtet, pro Gattung jeweils ein strikt Baum bewohnendes Chamäleon sowie ein mehr Boden bewohnendes Chamäleon auszuwählen.

Die Auswertung ergab, dass Baum bewohnende Chamäleons nur wenige Unterschiede in der Anatomie der Vordergliedmaße im Vergleich mit Boden bewohnenden Chamäleons aufweisen. Baum bewohnende Arten zeigten mehrheitlich getrennte Metacarpalknochen 1-3, während Boden bewohnende Arten miteinander verschmolzene Mittelhandknochen aufweisen. Interessanterweise unterscheidet sich die Untersuchung damit von früheren Studien anderer Autoren, die andere Ergebnisse brachten. Möglicherweise hängt die insgesamt relativ kleine Zahl untersuchter Tiere damit zusammen. Größer angelegte Studien könnten hier hilfreich sein.

Ecological and evolutionary drivers of chameleon forelimb variation
Ellie M. Schley
Honors Thesis 302 der Universität von South Dakota, 2023
DOI: gibt es nicht

Vergleich von Beckengürteln verschiedener Chamäleons

Vergleich von Beckengürteln verschiedener Chamäleons

by Alex Laube Wissenschaft

Die Anatomie der Chamäleons ist stark an ihre Lebensweise angepasst. Baumbewohner unterscheiden sich dabei in vielen Aspekten von Bodenbewohnern. Der Beckengürtel ist anatomisch bei Chamäleons bisher wenig untersucht – eine Veröffentlichung aus den USA beschäftigt sich nun eingehender damit.

Zur Untersuchung wurden aus bereits vorhandenen Mikrocomputertomographie-Scans von insgesamt 22 Chamäleons jeweils die Beckengürtel isoliert in 3D dargestellt. Diese wurden mittels einer Software auf 16 verschiedene Längen und Winkel vermessen. Archaius tigris, Bradypodion damaranum, Calumma gallus, Calumma parsonii parsonii, Chamaeleo zeylanicus, Furcifer balteatus, Kinyongia matschiei, Kinyongia tavetana, Nadzikambia mlanjense und Trioceros quadricornis gracilior wurden den Baumbewohnern zugeteilt. Brookesia brygooi, Chamaeleo namaquensis, Palleon nasus nasus, Rhampholeon temporalis und Rieppeleon brachyurus wurden den Boden bewohnenden Arten zugeschrieben. Die Arten Bradypodion occidentale, Brookesia ebenaui, Chamaeleo anchietae, Furcifer campani, Rhampholeon spinosus, Rieppeleon kerstenii kerstenii und Trioceros goetzei goetzei wurden als semiarboreal eingestuft. Es wurden vorwiegend Männchen untersucht.

Die Auswertung ergab wie erwartet, dass Baum bewohnende Chamäleons schmalere, kürzere Hüftgürtel aufwiesen als Boden bewohnende. Der schmalere Beckengürtel vereinfacht es, sich hinter Ästen verstecken und den Körper maximal abflachen zu können. Außerdem sorgt er dafür, dass der Körperschwerpunkt näher am Ast ist und erhöht so die Stabilität beim Klettern. Boden bewohnende Chamäleons dagegen wiesen größere und breitere Beckengürtel auf. Diese ermöglichen ihnen eine schnellere Schrittfolge und höhere Stabilität beim Laufen auf Bodenflächen.

How phylogeny and arboreality affect pelvic girdle anatomy of chameleons
Dakota J. John
Honors Thesis 299 der Universität von South Dakota, 2023
DOI: nicht vorhanden

Entstehung der Artenvielfalt von Chamäleons

Entstehung der Artenvielfalt von Chamäleons

by Alex Laube Wissenschaft

Aus früheren Studien weiß man, dass sich die ersten Chamäleons in der späten Kreidezeit, etwa vor 90 Millionen Jahren, auf dem Festland Afrikas entwickelten. Etwa an der Grenze zwischen Kreidezeit und Tertiär, vor rund 65 Millionen Jahren, begannen sich verschiedene Arten zu entwickeln. Unklar ist bis heute, welche Faktoren zur Artenvielfalt beigetragen haben. Zwei Forscher der Swansea Universität in Wales haben nun mit verschiedenen Berechnungsmodellen der Phylogenetik untersucht, was die Diversifikation (die Aufsplittung der Chamäleons in viele verschiedene Arten) beeinflusst haben könnte.

Zum einen untersuchten sie die Diversifikation der Chamäleon-Arten auf Madagaskar. Es gibt evolutionsgeschichtlich zwei Zeitpunkte, an denen sich Chamäleons offenbar übers Meer vom Festland Afrikas nach Madagaskar ausbreiteten. Einer liegt etwa 65 Millionen Jahre in der Vergangenheit, der andere 45 Millionen Jahre. Man könnte nun denken, dass die klimatisch extrem unterschiedlichen Lebensräume auf Madagaskar die Artentwicklung nach der Verbreitung übers Meer sehr schnell vorangetrieben haben könnten. Zur Überraschung der Forscher fand sich jedoch kein Hinweis darauf. Der Artenreichtum an Chamäleons auf Madagaskar muss also daher kommen, dass sich Chamäleons dort schon sehr früh verbreiteten und damit einfach nur sehr viel mehr Zeit hatten, sich zu verschiedenen Arten zu entwickeln, als anderswo.

Des Weiteren untersuchten die Forscher, ob der Wechsel zwischen zwei Ökomorphen – von Boden bewohnenden Stummelschwanzchamäleons zu Baum bewohnenden Chamäleons mit längeren Schwänzen – einen Einfluss auf die Artenvielfalt hatte. Eher überraschend war, dass dies nicht der Fall zu sein schien. Die Entwicklung zu Baumbewohnern mit längeren Schwänzen fand relativ früh zu ein oder zwei Gelegenheiten statt. Es konnten keine Hinweise darauf gefunden werden, dass der Wechsel zwischen Ökomorphen die Diversifizierung beschleunigt hätte. Stattdessen stellte sich heraus, dass Artbildungsraten sich in den letzten 60 Millionen Jahren immer weiter verlangsamten. Nur ein sehr früher Verbreitungsevent der Gattung Bradypodion in Südafrika vor rund 10 Millionen Jahren ging  mit einer doppelt bis vierfachen Artbildungsrate einher.

Als dritten Studienschwerpunkt untersuchten die Forscher die Gattung Bradypodion. Während des Klimawandels im Miozän vor rund 10 Millionen Jahren veränderten sich Südafrika sehr stark. Wälder verschwanden, zurück blieben isolierte Waldlebensräume und dazwischen Savannen, die heute zum Teil  sogenannte Hot Spots der Artenvielfalt sind. In zwei davon, der Cape Floristic Region am südwestlichen Zipfel Südafrikas und Maputuland-Pondoland-Albany an der Ostküste Südafrikas, kommen besonders viele Bradypodion-Arten vor. Jede Art ist dabei auf ein geografisch sehr klar begrenztes Gebiet limitiert. Die Forscher vermuten deshalb, dass sich Bradypodion-Arten tatsächlich unter Einfluss der Lebensraum-Veränderung schneller entwickelt haben. Es ist anzumerken, dass die Diversifikationsrate der Gattung Bradypodion wahrscheinlich eher unterschätzt wird, da noch von etlichen versteckten Arten auszugehen ist.

Diversification dynamics of chameleons (Chamaeleonidae)
Stephen Giles, Kevin Arbuckle
Journal of Zoology, 2022
DOI: 10.1111/jzo.13019

Faktoren der geografischen Ausbreitung von Chamäleons

Faktoren der geografischen Ausbreitung von Chamäleons

by Alex Laube Wissenschaft

Schon lange wird versucht zu ergründen, wie und warum Chamäleons sich über den afrikanischen Kontinent, auf Inseln und bis nach Europa und Asien ausgebreitet haben. Französische Wissenschaftler haben jetzt in Zusammenarbeit mit internationalen Kollegen mittels Phylogenetik und verschiedenen Berechnungsmodellen untersucht, wie sich die Faktoren Körpergröße, küstennaher Lebensraum und extreme Lebensweisen auf die Verbreitung verschiedener Chamäleonarten ausgewirkt haben könnte. Die Studie untersuchte 181 Arten, die sich auf neun biogeografische Hauptregionen aufteilen: Nordafrika und Arabien, Zentralafrika, Südostafrika, Südwestafrika, Indien, Sokotra, Madagaskar, die Komoren und die Seychellen.

Chamäleonarten, die mehr als 10 km vom Meer entfernt vorkamen, verbreiteten sich historisch deutlich weniger als die 74 küstennah lebende Chamäleonarten. Ein ähnliches Phänomen ist von Skinken und Krokodilen bekannt. Die Verbreitung fand wahrscheinlich vor allem entlang der Küsten statt, zumeist auf dem gleichen Kontinent und nur selten über das Wasser zu anderen Kontinenten oder Inseln hin.

Die Größe der verschiedenen Chamäleons scheint ihre Ausbreitung in der Geschichte ebenfalls beeinflusst zu haben: Große Chamäleons verbreiteten sich weiter und häufiger als kleine Chamäleons. Das könnte damit zusammenhängen, dass größere Chamäleons eine geringere Stoffwechselrate haben – damit benötigen sie im Verhältnis zu kleineren Konkurrenten insgesamt weniger Energie. Außerdem legen größere Chamäleons Gelege mit deutlich mehr Eiern, wodurch sie ganz einfach zahlenmäßig im Vorteil sind.

Ein etwas unerwartetes Ergebnis erbrachte die Untersuchung verschiedener Lebenszyklen. Man würde zunächst annehmen, dass kurze Lebenszyklen mit schnellerer Verbreitung einhergehen. Tatsächlich zeigten die Berechnungen, dass vor allem Chamäleonarten mit extremen Lebenszyklen sich weiter verbreiteten. Wer also besonders langsam oder besonders schnell reproduzierte, war historisch unter Chamäleons erfolgreicher als die Arten „im Mittelfeld“. Die Autoren überlegen diesbezüglich, ob besonders langsame Lebenszyklen mit später Geschlechtsreife und langer Trächtigkeit möglicherweise auf dem gleichen Kontinent erfolgreicher sind, während schnellere Vermehrungsstrategien mit großen Gelegen günstiger für die Verbreitung übers Meer auf Inseln und andere Kontinente sind. Dazu passt, dass Furcifer polleni und Furcifer cephalolepis auf den Komoren und Chamaeleo zeylanicus in Indien, alles drei Beispiele für eine Ausbreitung übers Wasser, einen sehr schnellen Lebenszyklus aufweisen.

Die 34 Chamäleonarten mit der Kombination küstennah lebend, groß und extremen Lebenszyklus hatten zu 98% eine höhere Verbreitungsrate als Arten ohne diese Merkmale.  Insgesamt handelt es sich sicherlich um eine sehr theoretische Studie, die aber dennoch spannende Aufschlüsse über die historische Ver- und Ausbreitung von Chamäleons aufzeigt.

Chameleon biogeographic dispersal is associated with extreme life history strategies
Sarah-Sophie Weil, Laurie Gallien, Sébastien Lavergne, Luca Börger, Gabriel W. Hassler, Michaël P.J. Nicolaï & William L. Allen
Ecography
DOI: 10.1111/ecog.06323