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

[: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[:]

[:de]Minimalinvasive Methoden zur Gewinnung von DNA-Proben bei Chamäleons[:en]Minimally invasive methods for obtaining DNA samples from chameleons[:]

[:de]Minimalinvasive Methoden zur Gewinnung von DNA-Proben bei Chamäleons[:en]Minimally invasive methods for obtaining DNA samples from chameleons[:]

by Alex Negro Tiermedizin Wissenschaft

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Um Chamäleon-Arten sicher zu identifizieren oder zu vergleichen, benötigt man genetische Proben der betreffenden Tiere. Klassisch verwenden Wissenschaftler zu diesem Zweck bisher Organ- oder Muskelproben von getöteten Chamäleons aus Museumssammlungen oder – seltener – abgeschnittene Schwanzspitzen oder Blutproben von lebenden Chamäleons. Forscher des American College in Athen, Griechenland, haben nun ausprobiert, ob auch minimal invasivere Methoden eine gute Alternative wären.

Sie beprobten 23 Chamaeleo africanus im Bereich der Lagune von Pylos (Divari Feuchtgebiet zwischen Gialova und der Bucht von Voidokilia) am Peloponnes in Griechenland mittels Maulhöhlen-Abstrichen. Dabei fährt man sechs Sekunden lang mit einem sterilen Tupfer an der Innenseite der Wange durchs Maul des Chamäleons. Acht weiteren Chamaeleo africanus wurde zu Vergleichszwecken Blut aus der ventralen Schwanzvene genommen. Die Probenentnahmen dauerten weniger als eine Minute. Danach wurden die Chamäleons wieder zurück an ihren Fundort gesetzt. Die Tupfer wurden in spezieller Pufferlösung in Eppendorf-Gefäßen gekühlt transportiert und dann eingefroren.

Im Labor konnten die Forscher sowohl nukleare als auch mitochondriale DNA aus allen Abstrichen extrahieren. Die Menge und Qualität der gewonnenen DNA war allerdings geringer als bei den ebenfalls bearbeiteten Blutproben. Für die meisten Anwendungen wie PCR-Amplifikation und Gensequenzierung, so die Wissenschaftler, sei die Menge aber ausreichend. In Bezug auf Invasivität und bleibende Schäden ist der Wangenabstrich sicherlich dem Töten oder Verletzen einzelner Chamäleons vorzuziehen. Studien an anderen Reptilien deuten darauf hin, dass auch das schnelle Einfrieren nicht zwingend notwendig ist – im Feld könnte eine funktionierende Kühlkette in vielen Herkunftsländern von Chamäleons zum Problem werden. Von Ethanol als Fixierlösung rät die aktuelle Studie ab, die genutzten Pufferlösungen führen zu besseren Ergebnissen.

Weniger anwendbar erscheint der Wangenabstrich für Fälle, bei denen man zusätzliches Material für zukünftige Studien aufbewahren möchte, zum Beispiel bei der Beschreibung neuer Arten, oder prinzipiell das gesamte Genom sequenzieren möchte. Die Methode stellt jedoch vor allem für besonders kleine Chamäleonpopulationen, bei denen tödliche Entnahmen („lethal sampling“) den Zuchtpool bereits deutlich einschränken könnten, sicher eine gute Alternative dar.

Buccal swabs as an effective alternative to traditional tissue sampling methods for DNA analyses in Chamaeleonidae
Maria Koutsokali, Christina Dianni und Michael Valahas
Wildlife Biology
DOI: 10.1002/wlb3.01052[:en]

To reliably identify or compare chameleon species, genetic samples of the animals concerned are necessary. Traditionally, scientists have used organ or muscle samples from euthanized chameleons in museum collections or – less commonly – cut tail tips or blood samples from living chameleons. Researchers at the American College in Athens, Greece, have studied whether more minimally invasive methods would also be a good alternative.

They sampled 23 Chamaeleo africanus in the area of the lagoon of Pylos (Divari wetland between Gialova and the bay of Voidokilia) in the Peloponnese in Greece using buccal swabs. This involves running a sterile swab on the inside of the cheek through the chameleon’s mouth for six seconds. Blood was taken from the ventral tail vein of eight other Chamaeleo africanus for comparison. Sampling took less than a minute. Afterward, the chameleons were returned to where they were found. The swabs were transported refrigerated in a special buffer solution in Eppendorf cups and then frozen.

In the laboratory, the researchers were able to extract both nuclear and mitochondrial DNA from all the swabs. However, the quantity and quality of the DNA extracted were lower than in the blood samples. For most applications such as PCR amplification and gene sequencing, however, the scientists said the quantity was sufficient. In terms of invasiveness and destructiveness, buccal swabbing is certainly preferable to killing or injuring individual chameleons. Studies on other reptiles suggest that rapid freezing is not mandatory either – in the field, a functioning cool chain could become a problem in many chameleons‘ countries of origin. The current study advises against ethanol as a fixing solution; the buffer solutions used lead to better results.

Buccal swabbing appears to be less applicable for cases where additional material for future studies might be preserved, for example when describing new species, or when sequencing the entire genome. However, the method is certainly a good alternative, especially for particularly small chameleon populations where lethal sampling could already significantly limit the breeding pool.

Buccal swabs as an effective alternative to traditional tissue sampling methods for DNA analyses in Chamaeleonidae
Maria Koutsokali, Christina Dianni and Michael Valahas
Wildlife Biology
DOI: 10.1002/wlb3.01052[:]