Blinde Passagiere

Zwischen 1989 und 1992 brachte ich Hunderte kleiner karibischer Frösche lebend in mein Labor an der McGill University in Montréal. Ich brauchte Gewebeproben von ihnen. Durch den Vergleich von Proteinen, und später von Chromosomen, hoffte ich herauszufinden, welche Inselpopulationen eigene Arten waren. Es war langsame, sorgfältige Arbeit am Präpariermikroskop.

Hin und wieder aber kam in einem Frosch etwas Unerwartetes zum Vorschein: ein winziger, aufgerollter Wurm, eine kleine Kapsel an der Magenwand, eine Zyste nahe der Leber. Die Frösche, so stellte sich heraus, hatten Passagiere an Bord. Niemand hatte zuvor nach ihnen gesucht.

Würmer mit Geschichte

Ich bewahrte jeden Parasiten auf, den ich fand, und schickte sie an František Moravec am Institut für Parasitologie der Tschechischen Akademie der Wissenschaften in České Budějovice; später besuchte ich ihn dort, um sie gemeinsam durchzugehen. Er ist Experte für Nematoden, die Fadenwürmer, eine riesige Tiergruppe, zu der viele Parasiten gehören. Zwischen 1994 und 1995 veröffentlichten wir gemeinsam vier neue Nematodenarten sowie eine Reihe von Berichten über weitere.

Die erste Überraschung kam von einem Martinique-Pfeiffrosch, Eleutherodactylus martinicensis, den ich mit meinem Cousin Helmut Schwarten auf La Désirade gesammelt hatte, einer kleinen, trockenen Insel vor Guadeloupe. In einer Zyste neben seiner Leber steckten drei schlanke weiße Würmer, jeder wenige Millimeter lang. Moravec ordnete sie der Gattung Trichospirura zu. Bis dahin kannte man deren Vertreter nur aus Säugetieren und Echsen. Die bekannteste Art lebt in den Bauchspeicheldrüsengängen von Krallenaffen, kleinen südamerikanischen Affen. Wir nannten den neuen Wurm Trichospirura amphibiophila, „der Amphibienfreund“, weil er der erste seiner Art war, der in einer Amphibie gefunden wurde.

Auch der Martinique-Vulkanfrosch, Colostethus chalcopis, den Heather Gray und ich an den Hängen des Montagne Pelée auf Martinique fanden, hatte seinen eigenen Wurm. Nur fünf Exemplare stammten aus zwei Fröschen, aber sie reichten aus. Nematodenmännchen besitzen ein Paar Spicula, steife, nadelartige Strukturen, die sie bei der Paarung einsetzen. Die Spicula dieses Wurms waren so lang, die längsten seiner Gattung, dass wir die offizielle Definition der Gattung Cosmocerca umschreiben mussten, um ihm Platz zu machen. Wir nannten ihn Cosmocerca longispicula. Es war die erste Cosmocerca, die überhaupt in der Karibik nachgewiesen wurde, und wir fanden sie in keinem der mehr als 80 Pfeiffrösche, die neben dem Vulkanfrosch leben.

Warten darauf, gefressen zu werden

In einem kleinen Laubfrosch, Hyla minuta, den Heather Gray und ich im August 1990 im Arima-Tal auf Trinidad gesammelt hatten, fand ich 22 winzige Kapseln auf der Oberfläche des Magens. Jede enthielt eine aufgerollte Larve von Brevimulticaecum, einem seltenen Wurm, dessen erwachsene Tiere in Krokodilen und Schlangen leben. Es war das erste Mal, dass dieser Wurm in einem tropischen Frosch gefunden wurde. Der Frosch war einfach eine Zwischenstation, ein Happen, der auf einen Kaiman oder eine Schlange wartete.

Das erwies sich als wiederkehrendes Thema. 1995 fassten Moravec und ich alles zusammen, was ich gesammelt hatte: dreizehn Arten von Fadenwürmern sowie Bandwurmlarven und Kratzer. Viele lebten in den Fröschen nur als Larven und warteten auf ein räuberisches Reptil oder einen Vogel. Zwei davon waren neue Arten:

• Rhabdias tobagoensis, aus der Lunge des Tobago-Froschs, den wir bald darauf als Eleutherodactylus charlottevillensis beschreiben sollten. Rhabdias-Würmer dringen durch die Haut in einen Frosch ein und wachsen in seiner Lunge heran. Ihre Eier wandern dann hinunter in den Darm und verlassen ihn mit dem Kot.
• Oswaldocruzia brevispicula, der Wurm mit den „kurzen Spicula“, aus dem Darm des St.-Vincent-Froschs E. shrevei, gesammelt auf 750 m Höhe am Vulkan Soufrière.

Warum ist das wichtig? Parasiten folgen oft eng der Geschichte ihrer Wirte. Schon unsere kleine Untersuchung deutete darauf hin, dass die Kleinen Antillen, Trinidad und Tobago viele Parasiten beherbergen könnten, die es nirgendwo sonst gibt, so wie sie auch viele Frösche beherbergen, die es nirgendwo sonst gibt. Später, in Zusammenarbeit mit Stephen Goldberg und Charles Bursey in den Jahren 1998 und 2002, kamen weitere Wirtsnachweise aus Dominica, Tobago, St. Vincent, Grenada und Trinidad hinzu.

Passagiere in den Zellen

Nach meiner Promotion ging ich mit einem Postdoktorandenstipendium des Boehringer Ingelheim Fonds von 1994 bis 1996 nach Deutschland, an das Institut für Humangenetik der Universität Würzburg. Dort arbeitete ich mit Michael Schmid, einem der weltweit führenden Experten für Amphibienchromosomen. Chromosomen sind die Pakete, in denen die DNA eines Tieres verpackt ist. Färbt man sie auf unterschiedliche Weise an, ein Verfahren namens Chromosomenbänderung, werden Unterschiede zwischen Arten sichtbar, die man von außen niemals erkennen könnte.

Die Frösche, die uns in Würzburg am meisten überraschten, waren zwei, die ich gut kannte. 1994 hatten David Green, Jerry Hardy und ich gezeigt, dass die Pfeiffrösche von Grenada und St. Vincent nicht bloß lokale Formen des Trinidad-Froschs E. urichi waren. Es waren zwei getrennte Arten, E. euphronides auf Grenada und E. shrevei auf St. Vincent. Auf vier Expeditionen zwischen 1990 und 1993 sammelten meine Feldbegleiter und ich 86 E. shrevei und 61 E. euphronides für Chromosomenstudien. Einige stammten vom Rand des Soufrière-Kraters auf 950 m Höhe.

Das riesige W ist vollgepackt mit Heterochromatin, dicht aufgewickelter DNA, die größtenteils aus sich wiederholenden Sequenzen besteht, die wenig oder gar nichts tun. Es ist so groß, dass es im Zellkern weiblicher Zellen als dunkler Fleck erscheint. Dies waren die ersten Amphibien, bei denen ein solcher „W-Chromatinkörper“ nachgewiesen wurde, und 2002 beschrieben wir sie als die größten heterochromatischen W-Chromosomen, die von irgendeiner Amphibie bekannt sind.

Es gab noch eine zweite Wendung. Abgesehen von diesem wuchtigen W besitzen diese Frösche bemerkenswert wenig DNA. Eine männliche Zelle von E. shrevei enthält nur 1,71 Pikogramm davon, eines der kleinsten Genome aller Amphibien. Eine weibliche enthält 2,22 Pikogramm, und der Unterschied steckt fast vollständig in diesem einen riesigen W-Chromosom.

Die Chromosomen erzählten auch andere Geschichten. Der Martinique-Vulkanfrosch erwies sich als ein Tier mit weniger Chromosomen als seine Verwandten. Bei costa-ricanischen Laubfröschen stellten wir fest, dass eine Population von Hyla ebraccata an der Karibikküste ihren Nukleolus-Organisator (einen Chromosomenabschnitt, der die Proteinfabriken der Zelle aufbaut) an einer anderen Stelle trug als andere Populationen. Solche Unterschiede innerhalb einer einzigen Art hatte man bei Amphibien noch nie beobachtet.

Ein Blick ins Innere

Rückblickend halte ich das für eine der leisen Lehren jener Jahre. Man kann einen Frosch von außen vollständig beschreiben, mit Farbe, Größe, Zehen und Ruf, und doch sehr wenig über ihn wissen. Schaut man hinein, findet man Würmer, die über Nahrungsketten vom Frosch bis zum Krokodil reisen, und Chromosomen, die von Kräften geformt wurden, die wir bis heute nicht ganz verstehen. Jeder kleine Inselfrosch trug, wie sich herausstellte, eine ganze verborgene Welt in sich.