[:de]Das Mikrobiom im Darm südafrikanischer Zwergchamäleons[:en]The microbiome in the gut of South African dwarf chameleons[:]

by Alex Negro Wissenschaft

[:de]

Schon seit einigen Jahren ist der Begriff Mikrobiom in aller Munde. Darunter versteht man im Darm die Gesamtheit aller Mikroorganismen, vor allem Bakterien, die die Schleimhaut des Darms besiedeln. Nun hat sich eine Forschergruppe in Südafrika erstmals mit dem Darm-Mikrobiom bei Chamäleons und mit der Veränderung desselben in unterschiedlichen Lebensräumen beschäftigt.

Drei Arten Zwergchamäleons wurden nachts in der Provinz KwaZulu Natal mit Hilfe von Taschenlampen gesucht: Bradypodion melanocephalum, Bradypodion thamnobates und Bradypodion setaroi. Alle Tiere wurden 24 h in Behältern untergebracht und dann wieder an der Fundstelle freigelassen. Pro Art wurden je 10 Backenabstriche und 10 Kotproben jeweils in einem natürlichen und einem städtischen Lebensraum gesammelt, so dass insgesamt 120 Proben zusammenkamen. Im Labor wurde aus den Proben DNA extrahiert, per PCR vervielfältigt und anschließend sequenziert. Phylogenetische Bäume wurden erstellt und statistische Vergleiche zwischen den Proben vorgenommen.

Die Proben wurden zusätzlich auf Zoonose-Erreger wie Salmonellen untersucht. Im humanpathogenen Bereich konnten aber lediglich Campylobacter, Escherichia und Serratia im Kot nachgewiesen werden. Die Autoren schlussfolgern daraus, dass das Zoonosepotenzial des Mikrobioms von Zwergchamäleons sehr gering ist.

Insgesamt konnten im Mikrobiom der Zwergchamäleons knapp 350 verschiedene Bakterienarten nachgewiesen werden, was anderen Reptilien wie Anolis und Schildkröten entspricht. Proteobakterien, Firmicutes und Bacteroidota waren in allen Proben am häufigsten vorhanden. Insgesamt war das Mikrobiom sich sowohl bei Backenabstrich als auch Kotproben sehr ähnlich mit nur wenigen Ausnahmen und nur artabhängig etwas unterschiedlich. Die Unterschiede im Mikrobiom zwischen natürlichen und städtischen Lebensräumen waren sehr viel geringer als gedacht. Das Mikrobiom des Backenabstrichs in städtischer Umgebung lebender Bradypodion melanocephalum wies mehr Caulobacteraceae und weniger Enterococcaceae auf als das in natürlichen Habitaten, und im Kot städtischer Tiere waren häufiger Desulfovibrionaceae. Das Mikrobiom von Bradypodion thamnobates wies in den Kotproben städtisch vorkommender Chamäleons mehr Ruminococcaceae und Akkermanisaceae auf. Auffällig ist bei den Zwergchamäleons der Unterschied zwischen den Mikrobiota im Mund und Enddarm, der so bei anderen Wirbeltieren bisher nicht festgestellt werden konnte. Es ist noch offen, ob Chamäleons im Tierreich ein besonderes Mikrobiom haben, das diese Unterschiede begründen könnten.

Anthropogenic reverberations on the gut microbiome of dwarf chameleons (Bradypodion)
Matthew G. Adair, Krystal A. Tolley, Bettine Jansen van Vuuren, Jessica Marie da Silva
PeerJ 13, 2025
DOI: 10.7717/peerj.18811

Foto: Bradypodion melanocephalum, fotografiert von Marius Burger[:en]

The term microbiome has been on everyone’s lips for some years now. In the intestine, this refers to the entirety of all microorganisms, especially bacteria, that colonise the mucous membrane. Now a group of researchers in South Africa has for the first time studied the gut microbiome in chameleons and how it changes in different habitats.

Three species of dwarf chameleons were searched for at night in the province of KwaZulu Natal with the help of torches: Bradypodion melanocephalum, Bradypodion thamnobates and Bradypodion setaroi. All animals were kept in containers for 24 hours and then released at the site. For each species, 10 buccal swabs and 10 faecal samples were collected in a natural and an urban habitat, resulting in a total of 120 samples. In the laboratory, DNA was extracted from the samples, amplified by PCR and then sequenced. Phylogenetic trees were created and statistical comparisons were made between the samples.

The samples were also analysed for zoonotic pathogens such as salmonella. However, only Campylobacter, Escherichia and Serratia were detected in human pathogens in the faeces. The authors conclude that the zoonotic potential of the microbiome of dwarf chameleons is very low.

In total, almost 350 different bacterial species were detected in the microbiome of the dwarf chameleons, which corresponds to other reptiles such as anoles and turtles. Proteobacteria, Firmicutes and Bacteroidota were most abundant in all samples. Overall, the microbiome was very similar in both buccal swab and faecal samples with only a few exceptions and slightly different depending on the species. The differences in the microbiome between natural and urban habitats were much smaller than expected. The microbiome of the buccal swab of Bradypodion melanocephalum living in urban environments showed more Caulobacteraceae and less Enterococcaceae than that in natural habitats, and Desulfovibrionaceae were more common in the faeces of urban animals. The microbiome of Bradypodion thamnobates showed more Ruminococcaceae and Akkermanisaceae in the faecal samples of urban chameleons. A striking feature of dwarf chameleons is the difference between the microbiota in the mouth and rectum, which has not yet been observed in other vertebrates. It remains to be seen whether chameleons in the animal kingdom have a specialized microbiome that could explain these differences.

Photo: Bradypodion melanocephalum, photographed by Marius Burger[:]

[:de]Zwergchamäleons in Südafrika in städtischer Umgebung größer als in der Natur[:en]Dwarf chameleons in South Africa larger in urban environments than in the wild[:]

by Alex Negro Wissenschaft

[:de]

Zwergchamäleons der Gattung Bradypodion aus Südafrika sind seit Längerem dafür bekannt, sich sehr gut auch an städtische Lebensräume anzupassen. Zwei Wissenschaftler Aus Kapstadt und Johannesburg haben nun untersucht, wie sich verschiedene Populationen in Körpergröße, -gewicht und Body Condition Score voneinander innerhalb städtischer und natürlicher Umgebungen unterscheiden.

Untersucht wurden innerhalb eines Zeitraums von vier Jahren insgesamt 1107 Individuen von fünf verschiedenen Zwergchamäleon-Arten. Dazu wurden Bradypodion damaranum in George (Westkap), Bradypodion melanocephalum in Durban (KwaZulu-Natal), Bradypodion setaroi in St. Lucia (KwaZulu-Natal), Bradypodion thamnobates in Howick (KwaZulu-Natal) und Bradypodion ventrale in Jeffrey’s Bay (Ostkap) and jeweils drei bis acht Standorten nachts gesucht. Als “natürlicher Standort” wurden Waldfragmente, Grassavannen oder Küstenbuschland in weniger als 15 km Entfernung vom Zentrum der nächsten Stadt eingestuft. Als „städtisch“ wurde alle Standorte eingestuft, die innerhalb einer Stadt lagen und aus sowohl eingeschleppter als auch einheimischer, von Menschenhand regelmäßig zurückgeschnittener Flora bestanden (Gärten, öffentliche Parks und Grünflächen, Straßenränder). Die gefundenen Zwergchamäleons wurden vermessen, gewogen, geschlechtsbestimmt und mit einem Filzstift markiert, um doppelte Messungen an gleichen Tieren zu vermeiden. Offensichtich trächtige Weibchen wurden nicht vermessen.

Bei der statistischen Auswertung und Vergleichen fiel auf, dass die Chamäleons an natürlichen Standorten im Durchschnitt stets kleiner und leichter waren als die Populationen der gleichen Arten an städtischen Standorten. Signifikant größer und schwerer in der Stadt waren bei Bradypodion damaranum beide Geschlechter, bei Bradypodion melanocephalum, ventrale und setaroi die Männchen und bei Bradypodion thamnobates die Weibchen. Der Body Condition Score war in Stadtgebieten bei beiden Geschlechtern von Bradypodion damaranum und setaroi sowie Männchen von Bradypodion melanocephalum höher als bei den Chamäleons an Naturstandorten. Bei Bradypodion ventrale und thamnobates zeigten sich keine Unterschiede zwischen den verschiedenen Populationen im Body Condition Score.

Forschung, wie es genau zu diesen spannenden Unterschieden kommt, steht noch aus.

Big cities, big bodies: urbanisation correlates with large body sizes and enhanced body condition in African dwarf chameleons (Genus: Bradypodion)
Jody M. Barends, Krystal A. Tolley
African Zoology 2024, 59(3)
DOI: 10.1080/15627020.2024.2402256

Foto: Bradypodion melanocephalum, fotografiert von suncana, Lizenz Creative Commons Attribution 4.0 International

[:en]

Dwarf chameleons of the genus Bradypodion from South Africa have long been known to adapt very well to urban habitats. Two scientists from Cape Town and Johannesburg have now investigated how different populations differ in body size, body weight and body condition score within urban and natural environments.

A total of 1107 individuals of five different dwarf chameleon species were studied over a period of four years. Bradypodion damaranum in George (Western Cape), Bradypodion melanocephalum in Durban (KwaZulu-Natal), Bradypodion setaroi in St Lucia (KwaZulu-Natal), Bradypodion thamnobates in Howick (KwaZulu-Natal) and Bradypodion ventrale in Jeffrey’s Bay (Eastern Cape) were each searched at night at three to eight locations. Forest fragments, grass savannahs or coastal bushland less than 15 km from the centre of the nearest town were classified as ‘natural sites’. All sites located within a city and consisting of both introduced and native flora regularly cut back by humans (gardens, public parks and green spaces, roadsides) were categorised as ‘urban’. The dwarf chameleons found were measured, weighed, sexed and marked with a felt-tip pen to avoid duplicate measurements on the same animals. Obviously pregnant females were not measured.

Statistical analyses and comparisons revealed that the chameleons at natural sites were always smaller and lighter on average than the populations of the same species at urban sites. Significantly larger and heavier in the city were both sexes in Bradypodion damaranum, the males in Bradypodion melanocephalum, ventrale and setaroi and the females in Bradypodion thamnobates. The body condition score was higher in urban areas for both sexes of Bradypodion damaranum and setaroi and males of Bradypodion melanocephalum than for the chameleons in natural habitats. In Bradypodion ventrale and thamnobates, there were no differences in body condition score between the different populations.

Research into exactly how these exciting differences come about is still pending.

Photo: Bradypodion melanocephalum, photographed by suncana, licence Creative Commons Attribution 4.0 International[:]

[:de]Phylogenetik bei afrikanischen Zwergchamäleons[:en]Phylogenetics of African dwarf chameleons[:]

by Alex Negro Wissenschaft

[:de]

In den Archiven von Museen und anderen zoologischen Sammlungen sind nach wie vor viele Einzel-Gen-Fragmentdaten enthalten. Obwohl es heute relativ einfach möglich ist, ganze Genome zu entschlüsseln und Material zur Aufbewahrung entsprechend zu präparieren, war es das früher lange Zeit nicht. Wissenschaftler an der Universität von Johannesburg (Südafrika) haben nun untersucht, ob und wenn ja welche Bestandteile dieser Einzelgene bei Zwergchamäleons Rückschluss auf das gesamte Genom bezüglich der Erstellung von phylogenetischen Stammbäumen geben können.

Von 44 Zwergchamäleons wurden während diverser Expeditionen zwischen 2010 und 2022 Proben in Form von abgeschnittenen Schwanzspitzen entnommen. Die beprobten Tiere wurden in den Provinzen Eastern Cape, KwaZulu-Natal, Limpopo, Mpumalanga, Northern Cape und Western Cape gefangen und wieder freigelassen. Sie gehörten zu den Arten Bradypodion barbatulum, caeruleogula, caffrum, damaranum, gutturale, melanocephalum, ngomeense, occidentale, pumilum, setaroi, taeniabronchum, thamnobates, transvaalense, ventrale, venustum sowie candidate species aus Greytown, Kamberg. Karkloof Forest und Gilboa Forest in KwaZulu-Natal. Als Referenzgenom wurde ein bereits vorhandenenes Mitogenom eines Chamaeleo chamaeleon verwendet. Außerdem wurden die Mitogenome von sieben anderen Genera zum Vergleich aus der GenBank geladen.

Aus allen Proben wurde DNA extrahiert und phylogenetisch mit unter anderem Geneious Prime und IQ-Tree analysiert. Insgesamt 22 verschiedene Alignments konnten erstellt werde: Ein vollständiges Mitogenom-Alignment (ohne tRNA), 15 Alignments einzelner Loci, das kurze Fragment von 16S, ein häufig verwendetes COI-Fragment, eine Verkettung von 16S-Fragment mit ND2, eine Verkettung von ND2 und ND5, eine Verkettung der beiden ribosomalen Untereinheiten und eine Verkettung aller proteinkodierenden Gene (PCG). Eine statistische Auswertung der Daten folgte.

Die Ergebnisse zeigten, dass die vollständige Mitogenom-Topologie weitestgehend mit den bisher veröffentlichten Phylogenesen afrikanischer Zwergchamäleons aus ND2-16S-Verkettungen übereinstimmen. Die Phylogenese basierend auf den ND2-Fragmenten erwies sich als stabiler und war sogar noch näher am Mitogenom dran. Diese Genfragmente sind also gut dazu geeignet, ein Genom und damit eine Chamäleon-Art phylogenetisch einzuordnen. Ein paar Unterschiede zu den bisher veröffentlichten Phylogenesen gab es jedoch auch. Die Mitogenom-Topologie sieht Bradypodion setaroi und Bradypodion caffrum als Schwestertaxa an. Außerdem gehört Bradypodion ngomeense möglicherweise genetisch in die Bradypodion transvaalense clade hinein, anstatt nur ein Schwestertaxon derselben zu sein.

The efficacy of single mitochondrial genes at reconciling the complete mitogenome phylogeny – a case study on dwarf chameleons
Devon C. Main, Jody M. Taft, Anthony J. Geneva, Bettine Jansen van Vuuren, Krystal A. Tolley
PeerJ 12:e17076, 2024
DOI: 10.7717/peerj.17076

Foto: Bradypodion transvaalense, fotografiert von Ryan van Huyssteen, Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International[:en]

The archives of museums and other zoological collections still contain a lot of single-gene fragment data. Although it is now relatively easy to decode entire genomes and prepare material for storage, this was not the case for a long time. Scientists at the University of Johannesburg (South Africa) have now investigated whether and, if so, which components of these single genes in dwarf chameleons can provide information on the entire genome with regard to the creation of phylogenetic family trees.

Samples were taken from 44 dwarf chameleons in the form of cut-off tail tips during various expeditions between 2010 and 2022. The sampled animals were captured and released in the Eastern Cape, KwaZulu-Natal, Limpopo, Mpumalanga, Northern Cape and Western Cape provinces. They belonged to the species Bradypodion barbatulum, caeruleogula, caffrum, damaranum, gutturale, melanocephalum, ngomeense, occidentale, pumilum, setaroi, taeniabronchum, thamnobates, transvaalense, ventrale, venustum as well as candidate species from Greytown, Kamberg. Karkloof Forest and Gilboa Forest in KwaZulu-Natal. An existing mitogenome of a Chamaeleo chamaeleon was used as a reference genome. In addition, the mitogenomes of seven other genera were loaded from GenBank for comparison.

DNA was extracted from all samples and phylogenetically analysed using Geneious Prime and IQ-Tree, among others. A total of 22 different alignments were created: a complete mitogenome alignment (without tRNA), 15 alignments of individual loci, the short fragment of 16S, a frequently used COI fragment, a concatenation of 16S fragment with ND2, a concatenation of ND2 and ND5, a concatenation of the two ribosomal subunits and a concatenation of all protein-coding genes (PCG). A statistical analysis of the data followed.

The results showed that the complete mitogenome topology is largely consistent with the previously published phylogenies of African dwarf chameleons from ND2-16S concatenations. The phylogeny based on the ND2 fragments proved to be more stable and even closer to the mitogenome. These gene fragments are therefore well suited to phylogenetically classify a genome and thus a chameleon species. However, there were also a few differences to the previously published phylogenies. The mitogenome topology considers Bradypodion setaroi and Bradypodion caffrum to be sister taxa. Furthermore, Bradypodion ngomeense possibly belongs genetically to the Bradypodion transvaalense clade instead of being a sister taxon of it.

Picture: Bradypodion transvaalense, photographed by Ryan van Huyssteen, Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International[:]

[:de]Das Mikrobiom von Zwergchamäleons[:en]The microbiome of dwarf chameleons[:]

by Alex Negro Tiermedizin Wissenschaft

[:de]

Seit einigen Jahren schon ist der Begriff des Mikrobioms sehr populär. Man bezeichnet damit bei Mensch und Tier die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die ein Lebewesen besiedeln. Die meisten davon besiedeln den Magen-Darm-Trakt. Bei Chamäleons existiert zu diesem Thema bisher nur sehr begrenzte Literatur. Eine Masterarbeit aus Südafrika beschäftigt sich nun mit der bakteriellen Zusammensetzung des Mikrobioms bei südafrikanischen Zwergchamäleons der Gattung Bradypodion.

Es wurden 60 Backenabstriche von wild lebenden Chamäleons in KwaZulu-Natal entnommen. Davon waren 20 Backenabstriche von Bradypodion melanocephalum, 20 von Bradypodion thamnobates und 20 von Bradypodion setaroi. Die gleichen 60 Tiere wurden nach der Beprobung in Stoffsäckchen zur Forschungsbasis transportiert, wo die Tiere 24 Stunden lang in 3,3 l-Boxen gehalten wurden, um Kotproben zu bekommen. Da nicht alle der ursprünglichen 60 Chamäleons Kot absetzten, wurde Kot von weiteren Chamäleons gesammelt.

Die Proben wurden allesamt genetisch untersucht. 40,43% der Proben enthielten Firmicutes, einen ähnlich großen Anteil der Proben enthielten mit 36,86% Proteobacteria. Mit etwas Abstand folgten dann Bacteroidota, die in knapp 16% der Proben nachgewiesen werden konnten. In deutlich geringerer Anzahl (bis 2%) kamen Verrucomicrobiota, Fusobacteriota, Actinobateriota, Spirochäten, Desulfobakteroa, Cyanobakterien, Thermoplamatota, Deferribacterota, Synergistota, Campylobacterota, Deinococcota, Halobacterota, Euryarchaeota, Elusimicrobiota und Myxococcota vor.

Das Mikrobiom bei Zwergchamäleons der Arten Bradypodion melanocephalum, Bradypodion thamnobates und Bradypodion setaroi ähnelt insgesamt dem anderer Reptilien. Es besteht vor allem aus Proteobakterien und Firmicutes, die womöglich zur Verdauung beitragen. Eine bestimmte Bakterienart deutet außerdem darauf hin, dass zur Nahrung der untersuchten Zwergchamäleons Käfer der Gattung Dendrophagus gehören könnten. Das Mikrobiom aller drei Zwergchamäleon-Arten ähnelte sich bei den Backenabstrichen stark – man spricht hier von einer Phylosymbiose – während es im Kot Unterschiede in der Zusammensetzung zwischen den Arten gab. Dabei war es bei allen drei Zwergchamäleon-Arten so, dass im Kot deutlich mehr unterschiedliche Bakterien als in den Backenabstrichen gefunden wurden. Ein Vergleich zwischen Männchen und Weibchen erbrachte keine wesentlichen Unterschiede im Mikrobiom aller drei Chamäleonarten. Der Autor geht davon aus, dass die Bakterienarten von den unterschiedlichen Habitaten der jeweiligen Art abhängen. Unklar ist noch, inwiefern das Mikrobiom mit Bakterien zusammenhängt, die ein Chamäleon vielleicht mit Futterinsekten oder vom Boden seiner Umgebung aufnimmt. Eine ausführliche Auflistung der vorgefundenen Bakterienarten findet sich im Anhang der Publikation.

The Hitchhiker’s Guide to dwarf chameleons (Bradypodion): The composition and function of the microbiome
Matthew G. Adair
Master of Science Dissertation an der Universität von Johannesburg, 2023
DOI: nicht vorhanden[:en]

The term microbiome has been very popular for some years now. In humans and animals, it refers to the totality of all microorganisms that colonise a living being. Most of them colonise the gastrointestinal tract. In the case of chameleons, there is only very limited literature on this topic. A master’s thesis from South Africa now deals with the bacterial composition of the microbiome in South African dwarf chameleons of the genus Bradypodion.

60 cheek swabs were collected from wild chameleons in KwaZulu-Natal. Of these, 20 were cheek swabs from Bradypodion melanocephalum, 20 from Bradypodion thamnobates and 20 from Bradypodion setaroi. After sampling, the same 60 animals were transported in cloth bags to the research base, where the animals were kept in 3.3 l boxes for 24 hours to obtain faecal samples. Since not all of the original 60 chameleons defecated, faeces were collected from additional chameleons.

The samples were all genetically tested. 40.43% of the samples contained Firmicutes, a similarly large proportion of the samples contained Proteobacteria with 36.86%. Bacteroidota followed with some distance, which could be detected in just under 16% of the samples. Verrucomicrobiota, Fusobacteriota, Actinobateriota, Spirochetes, Desulfobacteroa, Cyanobacteria, Thermoplamatota, Deferribacterota, Synergistota, Campylobacterota, Deinococcota, Halobacterota, Euryarchaeota, Elusimicrobiota and Myxococcota were found in significantly smaller numbers (up to 2%).

The microbiome of dwarf chameleons of the species Bradypodion melanocephalum, Bradypodion thamnobates and Bradypodion setaroi is similar to that of other reptiles. It consists mainly of proteobacteria and firmicutes, which may contribute to digestion. One particular bacterial species also suggests that the diet of the studied dwarf chameleons may include beetles of the genus Dendrophagus. The microbiome of all three dwarf chameleon species was very similar in the cheek swabs – this is called phylosymbiosis – while there were differences in composition between the species in the faeces. In all three dwarf chameleon species, significantly more different bacteria were found in the faeces than in the cheek swabs. A comparison between males and females did not reveal any significant differences in the microbiome of all three chameleon species. The author assumes that the bacterial species depend on the different habitats of the respective species. It is still unclear to what extent the microbiome is related to bacteria that a chameleon may ingest with feeding insects or from the soil of its environment. A detailed list of the bacterial species found can be found in the appendix of the publication.

The Hitchhiker’s Guide to dwarf chameleons (Bradypodion): The composition and function of the microbiome
Matthew G. Adair
Master of Science dissertation at the university of Johannesburg, 2023
DOI: not available[:]

Cookie	Dauer	Beschreibung
Cookie Consent	[:de]ein Jahr[:en]one year[:]	[:de]Dieser Cookie merkt sich, was du in deinen Cookie-Einstellungen auswählst.[:en]Records the default button state of the corresponding category & the status of CCPA. It works only in coordination with the primary cookie.[:]
qTranslate-X	[:de]ein Jahr[:en]one year[:]	[:de]Dieses Plugin ist notwendig, damit die Seite in mehreren Sprachen gelesen werden kann. Schaltest du dieses Plugin aus, bekommst du alle Sprachen nebeneinander angezeigt. Damit wird die Website unlesbar.[:en]This plugin is necessary so that the page can be read in several languages. If you switch off this plugin, all languages will be displayed next to each other. This makes the website unreadable.[:]

[:de]Wir benötigen deine Zustimmung! [:en]We need your consent![:]