Bewegungsmuster von Brookesia superciliaris

Bewegungsmuster von Brookesia superciliaris

Wissenschaft

Bisher wurden Bewegungsmuster bei Chamäleons vor allem an Baum bewohnenden Arten erforscht. Die vorwiegend Boden bewohnenden Gattungen wie Brookesia, Rhampholeon, Palleon und Rieppeleon, die immerhin rund ein Drittel aller aktuell bekannten Chamäleons darstellen, wurden nur selten beachtet. Eine Gruppe von US-amerikanischen Forschern hat nun das Erdchamäleon Brookesia superciliaris genauer angeschaut.

Dabei wurde die Bewegung lebender Brookesia superciliaris auf verschiedenen Untergründen vermessen und Vergleiche mit Baum bewohnenden Chamäleons und anderen anderen Echsen angestellt. Erstaunlicherweise wiesen die Erdhamäleons Bewegungsmerkmale sowohl Baum bewohnender als auch Boden bewohnender Tiere auf. Auf Ästen bewegte sich Brookesia superciliaris langsamer als auf einen Boden imitierendem Substrat. Die Ganggeschwindigkeit wurde hauptsächlich durch die Schrittfrequenz und nicht durch die Schrittlänge reguliert. Obwohl zu Beginn eines Schrittes der Oberarm stark gestreckt wird, ein typisches Merkmal einer aborealen Fortbewegung, sind Schulter- und Hüftbewegungen auf Ästen geringer als für Baumbewohner üblich. Das könnte auf eine vorwiegend terrestrische Lebensweise hindeuten. Bewegt sich Brookesia superciliaris sehr langsam, nutzt es häufig eine sehr ungewöhnliche Schrittfolge und verfällt in einen Passgang. Brookesia superciliaris könnte wegen seiner frühen evolutionären Abspaltung von der Entwicklungslinie anderer Chamäleons als Beispiel für ein Zwischenstadium zwischen Boden- und Baumbewohner gelten.

Locomotor characteristics of the ground-walking chameleon Brookesia superciliaris
Chukwuyem Ekhator, Arnavi Varshney, Melody W. Young, Daniel Tanis, Michael C. Granatosky, Raul E. Diaz, Julia L. Molnar
Journal of Experimental Zoology Part A 339 (4), 2023
DOI: 10.1002/jez.2703

Wirbelsäulen von Baum- und Boden bewohnenden Chamäleons

Wirbelsäulen von Baum- und Boden bewohnenden Chamäleons

Tiermedizin Wissenschaft

Von Säugetieren, insbesondere Primaten, sind verschiedene anatomische Anpassungen der Wirbelsäule zwischen Boden- und Baumbewohnern bekannt. Teils werden die unterschiedlichen Wirbel sogar mit bestimmten Bewegungsmustern verbunden. Zwei Wissenschaftler aus New York (USA) haben nun in einer vergleichenden Studie untersucht, worin sich die Wirbelsäule Boden und Baum bewohnender Chamäleons unterscheidet.

Sie vermaßen die bereits vorhandenen CT-Scans auf Morphosource.org von insgesamt 28 Chamäleons verschiedener Arten. Brookesia perarmata, Brookesia superciliaris, Brookesia thieli, Palleon nasus, Rhampholeon platyceps, Rhampholeon spectrum, Rieppeleon brevicaudatus und Rieppeleon kerstenii wurden als Bodenbewohner eingeteilt. Archaius tigris, Bradypodion melanocephalum, Bradypodion pumilum, Bradypodion thamnobates, Calumma amber, Calumma brevicorne, Calumma parsonii, Chamaeleo calyptratus, Chamaeleo gracilis, hamaeleo zeylanicus, Furcifer lateralis, Furcifer pardalis, Furcifer verrucosus, Kinyongia carpenteri, Kinyongia tavetana, Kinyongia xenorhina, Nadzikambia mlanjensis, Trioceros feae, Trioceros jacksonii und Trioceros quadricornis wurden als Baumbewohner betrachtet. Die Wirbel wurden gezählt und Breite der Lamina, Länge, Breite, Höhe des Wirbelkörpers sowie die Höhe des Dornfortsatzes und der Querfortsätze an jedem Wirbel gemessen. Zusätzlich wurde der sogenannte präzygapophyseale Winkel bestimmt. Dabei handelt es sich um den Winkel des Zwischenwirbelgelenks, also der Kontaktflächen zwischen den einzelnen Wirbeln. Die Messungen von Boden- und Baumbewohnern wurden miteinander verglichen und statistisch ausgewertet. Betrachtet wurde dabei lediglich die Wirbelsäule des Rumpfes, die Schwanzwirbelsäule blieb außen vor.

Zunächst fiel bei den Ergebnissen auf, dass Boden bewohnende Chamäleons generell weniger Rumpfwirbel (15 bis 19) als Baum bewohnende Chamäleons (18 bis 23) aufweisen. Die Rumpfwirbelsäule konnte bei fast allen Arten in die schon bekannten drei Bereiche eingeteilt werden: Halswirbelsäule sowie vordere und hintere Rückenwirbelsäule. Eine Brust- und Lendenwirbelsäule wie beim Säugetier unterscheidet man beim Chamäleon wegen der durchgehenden Rippen allgemein nicht. Bei fünf Chamäleonarten existierten statt der drei Regionen vier: Sie zeigten eine vordere und eine hintere Halswirbelsäule, wobei die vordere lediglich aus zwei Wirbeln mit Rippenfortsätzen bestand. Sechs Chamäleonarten wiesen zwei zusätzliche Lendenwirbel auf und bei einer Art kamen drei Übergangswirbel im Bereich zwischen Hals- und Rückenwirbelsäule vor. Bei Kinyongia carpenteri konnten insgesamt sogar fünf Regionen in der Rumpfwirbesäule unterschieden werden: Das Chamäleon wies sowohl vordere und hintere Halswirbelsäule als auch vordere und hintere Rückenwirbelsäule sowie zwei zusätzliche Lendenwirbel auf. Brookesia perarmata war ebenfalls ein Sonderfall: Die Rumpfwirbelsäule dieses Chamäleons bestand nur aus zwei Regionen und gleichzeitig aus der geringsten Zahl Wirbeln aller untersuchter Arten.

Die größten Unterschiede zwischen Boden und Baum bewohnenden Chamäleons zeigten sich im präzygapophysealen Winkel (PZA) und der Höhe des Dornfortsatzes. Die Zwischenwirbelgelenksflächen im vorderen Rückenwirbelbereich der Baum bewohnenden Chamäleons waren deutlich mehr dorsoventral orientiert und kleiner als bei Boden bewohnenden Arten. Etliche Baumbewohner zeigten einen PZA von weniger als 90°. Bei Baum bewohnenden Chamäleons befanden sich die größten Dornfortsätze am Übergang von der Hals- zur Rückenwirbelsäule. Ähnlich verliefen die Dornfortsätze unter den Boden bewohnenden Arten lediglich bei Palleon nasus. Bei Boden bewohnenden Chamäleons variierte das Aussehen des Dornfortsatzes sehr stark. Beispielsweise Rieppeleon zeigte schmale, nach hinten geneigte Dornfortsätze, während die Dornfortsätze bei Brookesia eher eine Art Knochenbrücke als einen Fortsatz darstellten. Eine Ausnahme stellte Archaius tigris dar: Die Dornfortsätze bei diesem Chamäleon unterschieden sich kaum entlang der gesamten Wirbelsäule.

Die Autoren schließen aus den Ergebnissen, dass die Anatomie der unterschiedlichen Wirbelsäulen stark mit der Lebensweise der Chamäleons und der unterschiedlichen Fortbewegung zu tun haben. Die Zwischenwirbelgelenksflächen bei Baum bewohnenden Chamäleons sind wahrscheinlich für das Klettern wichtig, indem sie die Funktion des Schultergürtels unterstützen. Eine verringerte Beweglichkeit in der mediolateralen Ebene sorgt für eine größere Steifigkeit des Rumpfes, was Baumbewohnern das Klettern erleichtert. Eine Versteifung des Achsenskeletts (Schädel, Rumpfwirbelsäule und Brustkorb) ist auch von Baum bewohnenden Säugetieren bekannt. Die größeren Dornfortsätze bei größeren Chamäleons könnte die Rotation des Schultergürtels und die Muskelbewegung erleichtern, wodurch eine größere Schrittlänge, eine bessere Unterstützung des Kopfes und damit gegebenenfalls eine leichtere Futteraufnahme einherginge.

Morphological and functional regionalization of trunk vertebrae as an adaption for arboreal locomotion in chameleons
Julia Molnar, Akinobu Watanabe
Royal Society Open Science 10, 2023: 221509
DOI: 10.1098/rsos.221509

Abbildung: Wirbelsäulen verschiedener Chamäleonarten

Haltung und Zucht von Brookesia thieli

Haltung und Zucht von Brookesia thieli

Haltungsberichte

Die Zucht von Erdchamäleons außerhalb Madagaskars gelingt bereits seit den 1990er Jahren. Trotzdem gibt es nur wenige Halter, die langfristig Zuchterfolge nachweisen können oder sich über Jahre mit einzelnen Erdchamäleon-Arten beschäftigen. Michael Nash aus den USA hat nun einen ausführlichen Haltungs- und Zuchtbericht zu Brookesia thieli veröffentlicht.

Er hält seine Tiere in den bei uns gängigen Terrarien mit komplett belüftetem Deckel und entweder Lüftungen im Frontboden oder der gesamten Front als Lüftung, lebenden Pflanzen und lebendem Bodengrund. Als Beleuchtung kommen T5 HO und Halogenspots zum Einsatz. Die besten Zuchterfolge gelangen mit Haltung von zwei oder drei Männchen gemeinsam mit vier Weibchen. Dabei konnte der Autor spannende Beobachtungen zum Abwehrverhalten bei Männchen machen, bei denen die Tiere ihr Maul nicht nur aufreißen, sondern ihre Maulhöhle regelrecht vorstülpen. Bei der Ernährung nutzt der Autor neben dem üblichen Kleinfutter wie Microheimchen, Bohnenkäfer und diverse Fliegen auch Zelus renardii, eine Art Raubkäfer aus Nordamerika. Dieser wird als Nützling verkauft und beispielsweise im Mittelmeerraum zur Bekämpfung bestimmter Schädlinge in Olivenplantagen eingesetzt. Außerdem nahmen Brookesia thieli beim Autor angebotene geflügelte Termiten besonders gerne, was ebenfalls ein interessantes und für Chamäleons bisher kaum genutztes Futtertier sein dürfte.

Um Paarungsverhalten auszulösen, werden Trocken- und Regenzeit imitiert. Die Trockenzeit kennzeichnet sich vor allem durch eine massive Nachtabsenkung der Temperatur bis 13°C und weniger Beregnung. Während der imitierten Regenzeit steigen die Temperaturen tagsüber auf um 26°C und nachts 19-21°C, zusätzlich wird über Tag vermehrt beregnet. Die Weibchen legen nach durchschnittlich 30 bis 60 Tagen Trächtigkeit 3-5 Eier, wobei pro Weibchen bis zu drei Gelege pro Saison vorkommen. Die besten Inkubationserfolge wurden mit 21-23°C tagsüber und 19-20°C nachts erzielt. Der Autor merkt an, dass die Schlupfraten nach Supplementation des Futters mit präformiertem Vitamin A alle zwei Monate gestiegen sind.

Insgesamt handelt es sich um einen sehr lesenswerter Haltungsbericht mit vielen spannenden Details. Es bleibt zu hoffen, dass die Daten Halter bei der Nachzucht und langfristigen Erhaltung dieser spannenden Erdchamäleonart im Terrarium unterstützen.

Keeping and breeding Brookesia thieli
Michael Nash
Responsible Herpetoculture Journal 5, 2022
keine DOI vorhanden

Entstehung der Artenvielfalt von Chamäleons

Entstehung der Artenvielfalt von Chamäleons

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

Unerwartete genetische Vielfalt bei Erdchamäleons im Westen Madagaskars

Unerwartete genetische Vielfalt bei Erdchamäleons im Westen Madagaskars

Wissenschaft

Bisher dachte man, dass das Erdchamäleon Brookesia bonsi ausschließlich in den Tsingy von Namoroka im Westen Madagaskars vorkommt. Deutsche und madagassische Forscher haben jetzt herausgefunden, dass gut 150 km weiter nördlich unweit der Küstenstadt Mahajanga sehr nahe Verwandte der Art leben. Die Erdchamäleons aus einem Wald bei Antsanitia sehen zwar äußerlich eher Brookesia decaryi ähnlich, genetisch sind sie aber näher verwandt mit Brookesia bonsi. Dagegen scheinen die echten Brookesia decaryi aus Ankarafantsika, 80 km östlich von Mahajanga, ausschließlich auf dieses Vorkommen beschränkt und nicht weiter verbreitet zu sein, wie man ursprünglich angenommen hatte. In den gleichen Untersuchungen stellten die Wissenschaftler fest, dass eine weitere Population Erdchamäleons aus dem UNESCO Weltnanturerbe Tsingy de Bemaraha ebenfalls nahe verwandt mit Brookesia bonsi ist. Die Erdchamäleons der dort vorkommenden Population hatte man rein optisch bisher eher Brookesia brygooi zugeordnet.

Weitere Arbeiten sind nun notwendig, um die genaue genetische Identität der Brookesia aff. bonsi zu klären. Sind es eigene Arten oder lediglich lokal isolierte Populationen von Brookesia bonsi? Eins jedoch ist schon jetzt sicher: Der Lebensraum nahe Mahajanga sollte dringend unter Schutz gestellt werden. Die Erdchamäleons müssen geschützt werden, damit sie überhaupt weiter erforscht werden können. Nach der aktuellen Datenlage könnten sie bereits jetzt vom Aussterben bedroht (IUCN: critically endangered) sein. Und die weitere Forschung könnte noch sehr spannend werden!

New records of threatened leaf chameleons highlight unexpected genetic diversity of the Brookesia decaryi / B. bonsi species complex in western Madagascar
Frank Glaw, Njaratiana A. Raharinoro, Rojo N. Ravelojaona, David Prötzel und Miguel Vences
Der Zoologische Garten 90, 2022 (1)
DOI 10.53188/zg003