Forschung

Viele Froscharten weisen an verschiedenen Körperstellen männliche Paarungsdrüsen auf, von denen angenommen wird, dass sie Sexualpheromone enthalten. In unserem Labor untersuchen wir diese Drüsen histologisch und isolieren sowie identifizieren den Inhalt der Pheromondrüsen mithilfe von Next-Generation-Sequenzierung und Proteomik. Die in Frage kommenden Pheromonsequenzen werden mit bekannten Sexualpheromonen verglichen, und ihre Herkunft wird mithilfe phylogenetischer Methoden zurückverfolgt. Um die Funktion der Pheromone zu bestätigen, sind Verhaltenstests im Freiland, im Tierhaus und/oder im Frankfurter Zoo geplant.

Viele Verhaltensstudien zeigen, dass Amphibienlarven nach einer Verletzung durch Prädatoren Alarmpheromone ausschütten. Diese Alarmpheromone warnen Artgenossen vor möglichen Gefahren und führen zu Verhaltensänderungen (Releaser-Pheromone) oder zur Veränderung bestimmter morphologischer Merkmale (Primer-Pheromone). Während der Einfluss dieser Pheromone bei Arten, die Gruppen oder Schwärme bilden, gut erforscht ist, bleibt der Einfluss auf viele andere Amphibienlarven, die nicht in Gruppen oder Schwärmen leben, weitgehend unbekannt. Unser Ziel ist es, die Alarmpheromone von Amphibienlarven im evolutionären und phylogenetischen Kontext zu untersuchen und die dafür verantwortlichen Substanzen zu identifizieren. Zusätzlich wollen wir die Verhaltensreaktionen verschiedener Amphibienlarven auf diese Pheromone testen.  

Amphibien weisen eine enorme Vielfalt an auffälligen Färbungen auf, die in vielen Fällen als Warnsignal für starke Hautgifte dienen und sie so vor Fressfeinden schützen. Unsere Forschung versucht zu verstehen, wie sich diese Farbvielfalt entwickelt, diversifiziert und in einigen Fällen konvergiert (z. B. gleiche Farben in verschiedenen Abstammungslinien), indem wir die pigmentären und strukturellen Komponenten des Farbphänotyps untersuchen. Derzeit konzentriert sich diese Arbeit weitgehend auf neotropische Pfeilgiftfrösche (Dendrobatidae) und Harlekin-Kröten (Gattung Atelopus).

Im Vergleich zu den anderen Kommunikationswegen bleibt die vibratorische Kommunikation weitgehend unerforscht. Vibratorische Signale spielen eine besondere Rolle bei der Balz, der Verteidigung eines Reviers, der Nahrungssuche und der Warnung. Einige Frösche verwenden hierfür spezifische Bein- oder Fußbewegungen (pedal movements), wie pedal luring und toe-tapping (tippeln). Im Gegensatz zum pedal luring ist die Funktion des toe-tapping (schnelle Auf- und Abbewegung des mittleren Zehs der Hinterbeine) bislang unklar. Das Tippelverhalten konnte jedoch in früheren Studien während der Räuber-Beute-Interaktion und der interspezifischen Kommunikation beobachtet werden. Unser Ziel ist es, die funktionelle Rolle des toe-tappings bei Pfeilgiftfröschen zu untersuchen, insbesondere im Zusammenhang mit der Beute. 

Unsere Arbeit im Bereich der Systematik und Taxonomie konzentriert sich vor allem auf Pfeilgiftfrösche (Dendrobatidae), wobei wir genetische Marker auf phylogenomischer Ebene (ultrakonservierte Elemente) nutzen, um die Evolutionsgeschichte, Diversifizierung und Artengrenzen dieser Gruppe zu verstehen. Da bei dieser Arbeit häufig noch nicht beschriebene Arten entdeckt werden, beschreiben unsere Kooperationspartner und Dr. Evan Twomey regelmäßig neue Arten, um die tatsächliche Artenvielfalt zu dokumentieren und den Verlust der biologischen Vielfalt besser zu verstehen.