Multimodale Signalfunktion der Schallblase bei Riedfröschen - eine integrative Studie

Beim Rufen dient die Froschschallblase als Luftspeicher, verringert den Schallenergieverlust und begünstigt die gleichmäßige Schallausbreitung. Die Diversität von Schallblasenfarbe und -form ist beeindruckend doch ihrer lang unterschätzten Rolle in der visuellen Kommunikation wurde erst seit wenigen Jahren Aufmerksamkeit geschenkt. Männliche Riedfrösche (Anura: Hyperoliidae) besitzen einen auffällig gefärbten Fleck auf der Schallblase, der besonders hervorsticht, wenn die Schallblase mit Luft gefüllt ist. Bis heute ist die Funktion des Kehlflecks unbekannt. In einer Pilotstudie in Uganda haben wir starke Hinweise darauf gefunden, dass der Kehlfleck eine Drüse ist und beim Rufen flüchtige Stoffe abgibt. Die Beschreibung dieses Phänomens wäre der erste Bericht von chemischen Signalen in Verbindung mit der Schallblase. Außerdem scheint die Färbung von Schallblase und Kehlfleck artspezifisch zu sein und könnte Rufe als visuelle Signalkomponente ergänzen. Demzufolge ist es wahrscheinlich, dass Riedfrösche eine komplexe Kombination aus akustischen, visuellen und chemischen Signalen zur Arterkennung und Partnerwahl nützen, die bei keiner anderen Froschart bekannt ist. Auf unseren Beobachtungen basierend, werden wir die multimodale Kommunikation syntoper Riedfroscharten im Freiland und Signalfunktion bei intra- und intersexueller Kommunikation mit manipulativen Experimenten im Labor studieren. Zusätzlich werden histologische und biochemische Untersuchungen unsere Ergebnisse zur Funktion des Kehlflecks untermauern. Wir werden in einer integrativen Studie die folgenden Fragenstellungen bearbeiten: Was ist die morphologische Struktur des Kehlflecks und produziert er flüchtige Moleküle? Welche chemischen Verbindungen werden abgegeben und sind sie artspezifisch? Welchen Einfluss haben die flüchtigen Substanzen auf arteigene Männchen und Weibchen? Inwiefern unterscheidet sich die Schallblasenfarbe zwischen syntopischen Arten? Wie beeinflussen akustische, visuelle und chemische Signale Arterkennung und Partnerwahl bei Riedfröschen?

Die Schallblase, die bei Männchen fast aller Frosch- und Krötenarten vorhanden ist, wurde meist nur im Zusammenhang mit der Erzeugung von Rufen untersucht. Die Funktion der Schallblase jenseits der akustischen Kommunikation wurde lange Zeit nicht beachtet und die dynamische Schallblasenbewegung wurde traditionell als Begleiterscheinung der Ruferzeugung gesehen. Die vielfältigen Schallblasenfarben und -formen bei verschiedenen Froscharten ist jedoch beeindruckend. Seit wenigen Jahren wird den optischen Eigenschaften der Schallblase und ihrer möglichen Rolle in der Signalgebung mehr Aufmerksamkeit zuteil. Männchen vieler Riedfroscharten besitzen einen auffällig gefärbten Fleck auf der Schallblase, der besonders hervorsticht wenn die Schallblase mit Luft gefüllt ist. Über die Funktion dieses markanten Kehlflecks gab es bereits Spekulationen, tatsächlich war sie aber unbekannt und bildete das zentrale Thema des Forschungsprojektes. Ziel unserer Arbeit war es, die einzigartige Riedfroschschallblase und ihre mögliche Rolle bei multimodaler Signalgebung sowie ganz allgemein die Vielfalt und Komplexität multimodaler Signale bei Forschlurchen zu beleuchten. Um die Rolle der Schallblase und des Kehlflecks in inner- und zwischenartlicher Kommunikation besser zu verstehen, wurden histologische und biochemische Analysen im Labor durchgeführt sowie Messungen von Signalparametern und Empfängerreaktionen auf einzelneund kombinierteSignalkomponentenin Verhaltensexperimenten im Freiland untersucht. Wir konnten zeigen, dass der Kehlfleck ein Drüsenkomplex ist, der artspezifische chemische Cocktails erzeugt. Diese Duftbouquets werden von Riedfroschmännchen höchst- wahrscheinlich während des Rufens ausgestoßen - eine bisher unbeschriebene Signalstrategie bei Fröschen. Feldversuche, in denen die Reaktion von Empfängern auf uni- und multimodale Signale getestet wurde, zeigten, dass der farbige Kehlfleck keine Rolle in der visuellen Kommunikation zwischen Männchen spielt. Weiters stellte sich heraus, dass in diesem Kontext ein bisher unbeschriebenes Verhalten gezeigt wird, bei dem mit dem Fuß auf den Untergrund geklopft wird. Das Klopfen kommt vermutlich einem visuellen und seismischen Anzeigeruf gleich, der Männchen fernhalten und Weibchen anlocken soll. Männchen könnten dank der komplexen Signale einerseits in Froschchören besser auffindbar sein, weshalb sie kostbare Energie beim aufwändigen Rufen sparen. Andererseits könnten sich die Überlebenschance der Weibchen verbessern, die sich effizienter und damit geschützter vor Fressfeinden einem attraktiven Männchen annähern können. Die im Zuge des Forschungsprojektes gewonnenen Erkenntnisse über Mechanismus und Funktion der Schallblase in der akustischen, visuellen und chemischen Kommunikation von Riedfröschen konnte maßgeblich zum Verständnis der Evolution der multimodalen Kommunikation im Tierreich beitragen.