Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt

Herpetologie
 

Die Erforschung der Herpetofauna der Neotropen (Mittel- und Südamerika, Mexiko und Antillen) steht im Mittelpunkt der wissenschaftlichen Arbeit in der Sektion Herpetologie. Weiterhin gab es Forschungsaktivitäten in Malawi.

Grundlage unserer Forschungsarbeit ist in der Regel eine Bestandsaufnahme der Herpetofauna (Arteninventar) der jeweiligen Region mit taxonomischer Bearbeitung der Faunenelemente. Darauf aufbauend werden anhand extern- und genitalmorphologischer Merkmale sowie molekulargenetischer Marker die phylogenetischen Verwandtschaftsbeziehungen der Arten ergründet und Hypothesen zur Evolution der Taxa formuliert. Untersuchungen und statistische Analysen zur Zoogeographie der Artengemeinschaften sind ebenfalls Bestandteil der Studien.

Die Gattung Anolis ist seit 1995 die von uns am intensivsten erforschte Tiergruppe – mehr als ein Drittel der heute aus Mittelamerika bekannten 96 Anolis-Arten wurde von uns beschrieben bzw. revalidiert. Mit fast 400 anerkannten Arten bietet sie hervorragende Möglichkeiten zum Studium verschiedener Aspekte der Artbildung.

Diversität Herpetofauna

Diversität, Taxonomie und Phylogenie der Herpetofauna Lateinamerikas

Seit 1995 führen wir herpetologische Forschungsprojekte in allen Ländern Mittelamerikas sowie ausgewählten Ländern Südamerikas durch. Projekte auf den Antillen sind in Vorbereitung – eine erste Forschungsreise nach Hispaniola ist für diesen Herbst geplant. Entsprechend verfügen wir über hervorragende Kontakte und zum Teil langjährige Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern, Universitäten, Museen und Ministerien in Lateinamerika. Die Arbeitsgruppe der senckenbergischen Herpetologie in Frankfurt ist weltweit die einzige, die im Bereich der herpetologischen Diversitätsforschung, Taxonomie und Zoogeografie in ganz Mittelamerika arbeitet (Mexiko, Belize, Guatemala, Honduras, El Salvador, Nicaragua, Costa Rica, und Panama). Dies ermöglicht uns überregionale Vergleiche und einen Blickwinkel „über den Tellerrand“ eines Landes hinaus, wodurch zum einen manche Probleme erst offensichtlich werden, zum Beispiel bezüglich der geografischen Variation einer „Art“, die sich bei näherer und überregionaler Betrachtung dann auch als Artenkomplex entpuppen kann. Auch bei der Beurteilung überregionaler Phänomene wie Populationsschwankungen bei Anuren ist die „gesamt-mittelamerikanische“ Perspektive hilfreich, da man so leichter Musterbildungen erkennen kann.

In Südamerika konzentriert sich die herpetologische Forschung seit einigen Jahren auf die Länder Bolivien, Paraguay, Peru und Ecuador, auf den karibischen Inseln auf Hispaniola. In Bolivien unterhält Senckenberg eine Forschungsstation (Ökologische Forschungsstation Chiquitos, San Sebastian), deren Infrastruktur u.a. Grundlage zweier Doktorarbeiten und mehrerer Diplomarbeiten war. In Costa Rica sind wir federführend an einem langfristigen herpetologischen Monitoring-Projekt beteiligt. Neben zahlreichen Publikationen in internationalen Zeitschriften, wurden als Ergebnis unserer Arbeit in Lateinamerika mehrere Bücher zur Diversität, Taxonomie und Bestimmung der Herpetofauna Mittelamerikas sowie zu ausgewählten Regionen publiziert. Hervorzuheben sind in diesem Zusammenhang zwei umfassende Bestimmungswerke zur Herpetofauna Mittelamerikas:

Köhler, G. (2008): Reptiles of Central America. 2nd edition - Offenbach (Herpeton): 400 S.
Köhler, G. (2011): Amphibians of Central America. - Offenbach (Herpeton): 379 S.


Diversität, Taxonomie und Phylogenie der Saumfingerechsen (Gattung Anolis)

Die Saumfingerechsen sind mit knapp 400 anerkannten Arten die umfangreichste Echsengattung überhaupt, wobei die Erfassung aller Arten noch nicht abgeschlossen ist, wie zahlreiche Neubeschreibungen in der jüngsten Literatur zeigen. Die Systematik und Taxonomie der Anolis sensu lato befindet sich noch immer in einem unbefriedigenden Zustand. Die in der Literatur vorgeschlagenen »Artengruppen« können nur sehr bedingt als monophyletische Einheiten verstanden werden. Vielmehr handelt es sich nur zum Teil um natürliche Gruppen von Arten, während andere künstliche Gruppierungen darstellen, deren Arten sich lediglich ähneln und durch eine bestimmte Merkmalskombination zusammenfassen lassen. Zum jetzigen Zeitpunkt sind die Kenntnisse über die stammesgeschichtlichen Verwandtschaftsbeziehungen der Saumfinger noch zu gering, um die natürlichen Gruppierungen gesichert definieren zu können.

Ziel unserer Studien ist, zunächst die morphologischen und geografischen Artgrenzen der einzelnen Anolis-Arten zu evaluieren. Dabei beziehen wir externmorphologischen Merkmale (Pholidose, Körperproportionen), genitalmorphologische Daten (Hemipenismorphologie) und molekulargenetische Marker (mitochondriale Sequenzdaten) ein. Neben eigenen Aufsammlungen bei Expeditionen in die Herkunftsländer der Anolis werden die umfangreichen Sammlungsbestände in europäischen, nordamerikanischen und lateinamerikanischen Museen in die Untersuchungen einbezogen. Neue Aufsammlungen sind vor allem auch wichtig, um Farbbeschreibungen lebender Individuen durchzuführen und frisches Gewebematerial für genetische Studien zu erhalten.

Die Hemipenismorphologie als Informationsquelle für Systematik und Taxonomie wurde bei Anolis bislang kaum genutzt. Die vergleichende Untersuchung von Form und Oberflächenstruktur der männlichen Kopulationsorgane dieser Echsen ergab eine große Vielfalt. Innerhalb einer Art ist die individuelle und geografische Variation minimal. Hingegen bestehen zwischen den Arten immense Unterschiede bei diesen Organen. In Mittelamerika haben wir inzwischen 12 Artenpaare dokumentiert, die in ihrer Externmorphologie (Färbung, Körperproportionen, Beschuppung) kaum zu unterscheiden sind, aber drastische Unterschiede in ihrer Hemipenismorphologie aufweisen. Meist hat dann die eine Art einen großen zweilobigen Hemipenis, während die andere ein kleines einlobiges Organ hat. Es handelt sich also um kryptische („versteckte“) Arten, die nur aufgrund ihrer abweichenden Hemipenismorphologie identifiziert wurden. In allen untersuchten Fällen haben wir eine enge Korrelation zwischen weiblicher Kloakenmorphologie und männlicher Hemipenismorphologie gefunden. Wir gehen davon aus, dass die Artdifferenzierung jeweils in Isolation (Allopatrie) stattgefunden hat, mit Coevolution der Männchen und Weibchen. Die vorliegenden molekulargenetischen Daten sprechen dafür, dass diese kryptischen Artenpaare nahe miteinander verwandt sind, die Differenzierung der Kopulationsorgane also schnell abgelaufen ist, möglicherweise durch einen sich selbst verstärkenden evolutiven Prozess wie z.B. „Runaway Evolution by Cryptic Female Choice“ oder „Chase Away Evolution by Sexual Conflict“.

Anolis

Entlang von Kontaktzonen nahe verwandter Arten haben wir Individuen mit einer intermediären Hemipenismorphologie gefunden, was wir als Hinweis für Hybridisierung deuten. Diese Vermutung wurde durch die Untersuchung der Hemipenismorphologie von im Labor erzeugten Hybriden bestätigt. Durch dieses Phänomen drängt sich die Frage nach der funktionellen Neutralität der Hemipenismorphologie auf. Da wir in allen untersuchten Fällen eine enge Korrelation zwischen weiblicher Kloakenmorphologie und männlicher Hemipenismorphologie gefunden haben, ist die Hemipenismorphologie vermutlich nicht funktionell neutral. Allerdings konnten keine Hinweise auf Reinforcement entlang der Kontaktzonen nahe verwandter Anolis-Arten gefunden werden. Die Unterschiede in der Hemipenismorphologie verhindern nicht Hybridisierung, was anzeigt, dass bei Anolis die Genitalmorphologie nicht als „Schlüssel-Schloss“-Mechanismus operiert.

Anolis_02

Die Genitalmorphologie bei Anolis ist ein vernachlässigtes aber dennoch vielversprechendes Forschungsgebiet. Es gibt zahlreiche mögliche Projekte zur Untersuchung der Bedeutung der Genitalmorphologie für Artbildungsprozesse bei Anolis, so zum Beispiel zu den Paarungssystemen bei Anolis, zu den Prozessen während der Kopula, zur Spermienspeicherung und zum Einfluss der Genitalmorphologie auf die Spermienspeicherung.

Publikationen


Taxonomische Studien an ausgewählten Gattungen der Familie Gymnophthalmidae

Die Familie Gymnophthalmidae wird manchmal auch als „Microteiiden“ bezeichnet, da diese aus mehreren hundert Arten, meist kleinwüchsiger Echsen bestehende Gruppierung historisch als Unterfamilie der Familie Teiidae aufgefasst wurde.

Basierend auf morphologischen Merkmalen (Pholidose, Körperproportionen und Hemipenismorphologie) führen wir Revisionen ausgewählter Gattungen dieser Familie durch. Ziel der Studien ist es, vorhandene taxonomische Probleme zu klären, und eine Synopsis der untersuchten Arten mit Darstellung der morphologischen Variation, einem Bestimmungsschlüssel zu den Arten der Gattung (auf gewisse Länder beschränkt, wenn dies sinnvoll erscheint) und Punktverbreitungskarten. Neben eigenen Aufsammlungen bei Feldarbeit in die Herkunftsländer der Arten werden die verfügbaren Sammlungsbestände in Museen weltweit in die Untersuchungen einbezogen.

Bislang wurden die Revisionen der Gattungen Alopoglossus, Echinosaura, Euspondylus und Proctoporus vorläufig abgeschlossen und publiziert. Dabei wurden eine neue Echinosaura-Art, drei neue Euspondylus-Arten und zwei neue Proctoporus-Arten beschrieben.


Forschungs- und Schutzprojekt Utila Iguana

Der Utila-Leguan (Ctenosaura bakeri) ist ein Großleguan, der nur auf der kleinen Karibikinsel Utila (Islas de la Bahia, Honduras) vorkommt und durch übermäßige Bejagung sowie Lebensraumzerstörung vom Aussterben bedroht ist. Das "Schutzprojekt Utila-Leguan, Honduras" wurde 1994 als gemeinsames Projekt der Zoologischen Gesellschaft Frankfurt von 1858 e.V. - Hilfe für die bedrohte Tierwelt und der Senckenbergischen Naturforschenden Gesellschaft ins Leben gerufen. Im Jahre 2008 wurde die Leitung des Projekts planmäßig in die Verantwortung der Bay Islands Foundation übergeben.

Das Projekt hat zum Ziel, den dauerhaften Fortbestand des Utila-Leguans (Ctenosaura bakeri) im natürlichen Lebensraum auf Utila zu gewährleisten. Im Vordergrund stehen Aufklärungsarbeit, Durchsetzung des Jagdverbotes, Erforschung der Biologie von C. bakeri, die Schaffung und Unterhaltung von Schutzgebieten sowie die Vermehrung von C. bakeri im Rahmen von in-situ- und ex-situ-Zuchtprogrammen.

Für Volontäre bietet das “Forschungs- und Schutzprojekt Utila Iguana” vielfältige Möglichkeiten und Arbeiten auf der "IGUANA Research & Breeding Station" auf Utila, u.a. im Bereich Umwelterziehung, Öffentlichkeitsarbeit, Versorgung der Leguane, Gartenarbeit, Instandhaltungsarbeiten an der Station sowie Mitwirkung an Freilandforschung.

http://www.utila-iguana.de/

C. bakeri

 Männchen des Utila-Leguans (Ctenosaura bakeri)

https://die-welt-baut-ihr-museum.de