Wissenschaft im Fokus

Veröffentlicht: 21.11.2010

Du W.G. & R. Shine (2010): Why do the eggs of lizards (Bassiana duperreyi: Scincidae) hatch sooner if incubated at fluctuating rather than constant temperatures?. – BIOLOGICAL JOURNAL OF THE LINNEAN SOCIETY 101(3): 642-650.

Warum schlüpfen die Eier der Echse (Bassiana duperreyi: Scinncidae) bei fluktuierenden Inkubationstemperaturen schneller als bei konstanten Temperaturen?

Reptilieneier schlüpfen normalerweise schneller wenn sie bei wärmeren Temperaturen inkubiert werden, deshalb ist es sonderbar das tageszeitliche Temperaturschwankungen (unabhängig von dem Mittelwert der Temperatur) die Dauer der Inkubation modulieren. Bei der montanen Echse Bassiana duperreyi (Scincidae), schlüpfen die Eier die bei Inkubationstemperaturen von 22 +/- 7°C > 10% früher als deren Gelegegeschwister die bei konstanten 22°C inkubiert wurden (55 versus 62 Inkubationstage). Wir untersuchten dazu mit einer nicht-invasiven Methode die embryonale Herzschlagfrequenz, die hochgradig mit dem embryonalen Sauerstoffverbrauch und der embryonalen Entwicklungsgeschwindigkeit korreliert ist, um drei Erklärungsmöglichkeiten zu testen (den exponentiellen Zusammenhang zwischen Temperatur und Entwicklungsgeschwindigkeit; die thermale Akklimatisation der Entwicklungsgeschwindigkeit; und die fakultative n Verschiebungen im Grad der vollendeten Entwicklung vor dem Schlupf (z.B. ob ein verfrühter Schlupf auftritt).
Die Herzschlagfrequenz zeigte keine Akklimatisationsreaktion in Bezug auf die Inkubationstemperatur. Auch die Körpergröße der Schlüpflinge zeigte keine Abweichung zwischen den beiden Gruppen. Wir fanden eine exponentielle Beziehung zwischen der Temperatur und der Herzschlagfrequenz wobei der Auswurf des embryonalen Herzens sich sehr stark in Bezug zu einem tageszeitlichen Temperaturanstieg vergrößerte und zwar mehr als er sich im umgekehrten Fall beim Absinken der Temperatur verringerte, was letztendlich dazu führte dass Embryonen bei fluktuierenden Inkubationstemperaturen von 22 +/- 7°C pro Tag 7% mehr Herzschläge aufwiesen als die Tiere die bei konstanter Temperatur inkubiert wurden. Diese nichtlineare Sensitivität der Entwicklungsgeschwindigkeit ist der Grund dafür warum Schwankungen in der Inkubationstemperatur die Embryonalentwicklung beschleunigen und die Zeit bis zum Schlupf bei B. duperreyi verkürzen. Generell betrachtet besagt diese Beziehung zwischen Temperaturschwankung und Entwicklungsgeschwindigkeit, dass die Reptilienmütter die relativ kühle Habitate besiedeln die Inkubationsdauer ihres Nachwuchses dadurch verkürzen können indem sie Nistplätze auswählen die eine hohe Temperaturschwankung bei gleichzeitig möglichst hoher Durchschnittstemperatur garantieren.

Kommentar von Hans-Jürgen Bidmon

Liebe Leser nun werden Sie sich fragen warum ein Abstract über Eidechsen auf einer Schildkrötenplattform? Ich leiste mir diese Ausnahme weil ich auch die interessante andere Reptilienliteratur lese und dabei wie in diesem Fall auf eine ausgesprochen gute Arbeit gestoßen bin, die sehr viel Grundlagenwissen liefert zu einem Thema dass recht häufig auch von Schildkrötenzüchtern diskutiert wird.
Niemand hat bisher eine sinnvolle Erklärung innerhalb der auch bei manchen Schildkröten zu beobachtenden Inkubationsphänomene geliefert. Sicher es ist unklar ob diese Befunde auf andere Arten übertragbar sind aber die Experimente sind genial einfach und wie gesagt nicht invasiv. Zudem hat diese Studie ökologische Konsequenzen wenn es zum Beispiel um den Schutz und das Erhaltungsmanagement von Nistplätzen bei Populationen die nördliche Verbreitungsgebiete besiedeln geht, wie unsere heimischen Emys orbicularis oder die nördlichsten Vorkommen der Waldbachschildkröten Glyptemys insculpta. Auch für deren Inkubation sind in manchen Jahren die Sonnentage sehr gering, so dass die Inkubationsdauer bis zum Schlupf möglichst kurz sein sollte. Die wichtigste Erkenntnis dabei ist, dass es zu täglichen Temperaturanstiegen kommen muss, denn jeder dieser Anstiege scheint direkt ein Trigger für erhöhten Stoffwechsel und damit indirekt auch ein Trigger für die erhöhte Herzfrequenz zu sein, denn letztere kann nur durch erhöhten Stoffwechsel aufrechterhalten werden.
Zumindest ist dies die erste mir bekannte Arbeit die für diese Inkubationsphänomene eine plausible, nachvollziehbare Erklärung liefert, die zudem gute Anhaltspunkte für das Nistplatzmanagement bietet, denn diese Temperaturschwankungen hängen sowohl von den abiotischen Faktoren z. B. Wärmespeicherkapazität des Bodens, Wassergehalt des Bodens, Temperaturleitfähigkeit wie auch von biotischen Faktoren wie Pflanzenbewuchs, Beschattung durch Baumkronen, etc. ab, sodass ein zielgerichtetes Nistplatzerhaltungsmanagement dies notwendigerweise berücksichtigen sollte um die entsprechenden Eigenschaften zu erhalten oder wieder herzustellen. Wenn man die Optimalbedingungen kennt spricht auch nichts gegen eine Wiederherstellung mit künstlichen Mitteln anzustreben.




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