Der männliche Borneo-Frosch kann nicht über das Rauschen eines Wasserfalls schreien. Stattdessen bedroht er andere Frösche mit seinen Füßen. Der Frosch schüchtert seine männlichen Konkurrenten mit einer Dose-ähnlichen Geste ein: Er streckt sein Bein in die Luft, streckt seinen gespreizten Fuß vollständig aus und zieht ihn in Richtung Boden.
Für einen Menschen mag diese mit Füßen schlagende Anzeige nicht bedrohlich klingen, aber ihre Wirkung hat mit der visuellen Wahrnehmung eines Frosches zu tun.
Für einen Frosch enthält die Welt zwei Arten von Objekten: Dinge, die Würmer sind, und Dinge, die keine Würmer sind.
Wenn ein Frosch sieht, wie sich ein dünnes Objekt parallel zu seiner Längsachse bewegt – wie ein Wurm, der sich über den Boden bewegt –, sieht er das Abendessen. Aber wenn ein Frosch eine ähnliche Form sieht, die sich senkrecht zu seiner Längsachse bewegt – ganz im Gegensatz zu einem Wurm – sieht er eine Bedrohung, vor der er fliehen kann. Wissenschaftler nennen diese letztere Bewegung den Anti-Wurm-Stimulus und erschüttert die Herzen der Frösche.
Frösche haben dieses visuelle System wahrscheinlich entwickelt, um Würmer zu jagen und vor größeren Raubtieren sicher zu bleiben. Nun vermuten Forscher, dass sich einige männliche Frösche entwickelt haben, um die Ängste ihrer Froschbrüder auszunutzen, indem sie ihre Beine in einer Geste treten und senken, die einem Anti-Wurm-Signal ähnelt, um ihre Konkurrenz zu erschrecken.
In einem am Mittwoch in Proceedings of the Royal Society B veröffentlichten Papier enthüllen Forscher, dass sie das Fußflagging-Verhalten von Borneo-Froschfröschen verstärken könnten, indem sie den Fröschen eine Dosis Testosteron geben. Das Hormon wirkt auf die Muskeln im Froschschenkel, um die Geste zu übertreiben, d.
Diese extravagante Fußdarstellung, die durch das Sexualhormon verstärkt wird, deutet darauf hin, dass die Frösche eine Möglichkeit entwickelt haben, das ungewöhnliche visuelle System ihrer Konkurrenten auszunutzen, um für andere Frösche gefährlicher zu erscheinen.
Das neue Papier „bietet eine aufschlussreiche Perspektive darüber, wie sich dieses Hormon auf eine ordentliche visuelle Darstellung, das Fußfesseln, auswirkt, aber auch darüber, was diese Veränderungen für die Frösche bedeuten können, die sie sehen“, Ximena Bernal, Verhaltensökologin an der Purdue University, die nicht beteiligt war mit der Forschung, schrieb in einer E-Mail.
Bornean Rockfrösche sind eine von vielen Froscharten, die mit ihren Füßen winken, um zu kommunizieren. In freier Wildbahn versammeln sich männliche Bornean Felsfrösche an Wasserfällen und schnell fließenden Bächen, die sehr laut sind. Also entwickelten die Frösche das visuelle Signal des Fußfahnens. Die Frösche haben weiße Gurte zwischen den Zehen, die ihre Füße zwischen den dunklen Felsen noch besser sichtbar machen.
In freier Wildbahn scheint das Fußfähnchen nur bei männlichen Fröschen eine Bedeutung zu haben. Wenn ein Weibchen zum Bach wandert, zeigt es wenig Vorliebe und paart sich mit dem ersten Männchen, das es sieht. „Aber auch wenn das Männchen auf dem Weibchen steht, setzt er noch Fußfahnen“, sagt Doris Preininger, Wissenschaftlerin im Tiergarten Wien und Autorin der Zeitung.
„Einige Arten tun dies mit beiden Füßen gleichzeitig“, sagt Matthew Fuxjager, Biologe an der Brown University und Autor des Papiers.
Dr. Fuxjager hatte zuvor untersucht, wie das Verschmieren einer Dosis Testosteron auf den Fröschen die Häufigkeit des Erschlaffens der Füße erhöhte, aber er und Nigel Anderson, ein Doktorand in seinem Labor und Autor der neuen Arbeit, wollten weiter untersuchen.
Sie gruben in ältere Studien und erfuhren, dass einige Forscher vorgeschlagen hatten, dass die Weltanschauung eines Frosches gegen Wurm die Entwicklung des Fußflagging beeinflusst haben könnte. Aber niemand hatte sich damit befasst.
Also heckten Dr. Fuxjager und Herr Anderson einen Plan aus, um im Wiener Zoo fußfahnende Frösche zu erfassen – einige mit Testosteron, andere mit einem Kochsalzlösungs-Placebo. Sie wollten sehen, ob das Hormon das Erschlaffungsverhalten beeinflusst. Und wenn doch, wollten sie wissen, ob das Hormon die Fußfahne noch weniger wie ein Wurm (und eher wie eine Bedrohung) aussehen lässt.
Im Zoo injizierte Mr. Anderson einem Frosch Testosteron, legte ihn in eine durchsichtige Schachtel in einem größeren Terrarium voller Frösche und wartete mit der Kamera in der Hand, bis der Frosch nachlässt.
An manchen Tagen vergingen sechs Stunden und der injizierte Frosch zeigte keine Füße. An anderen Tagen hatte Mr. Anderson die perfekte Aufnahme: Ein winziger Frosch, der eines seiner Beine ausstreckte und sein strahlend weißes Zehenband enthüllte.
Herr Anderson sah sich dann die Videos Bild für Bild an und verfolgte den großen Zeh jedes nachgebenden Frosches, um zu berechnen, ob die mit Testosteron dosierten Frösche eine größere Fahne produzierten. Sie taten es und streckten ihre Beine 10 Millimeter höher aus als die anderen Frösche – die Höhe eines erwachsenen männlichen Borneo-Froschfrosches, der aufrecht sitzt. Je vertikaler die Fußfahne, desto bedrohlicher ist die Geste für die Konkurrenten.
Die Forscher sagen, dass der Einfluss des Sexualhormons auf den übertriebenen Beintritt darauf hindeutet, dass die Frösche die einschüchternde Geste entwickelt haben, weil sie das visuelle System ihres männlichen Konkurrenten ausnutzt.
„Zusammen werden diese Dinge dieses Rezept kreieren, bei dem man viel mit den Gliedmaßen schütteln kann“, sagte Dr. Fuxjager.
Jenny Ouyang, Physiologin an der University of Nevada, Reno, die nicht an der Forschung beteiligt war, sagte, ein zukünftiges Experiment könnte die Reaktionen männlicher Frösche auf eine testosteroninduzierte Erschlaffungsanzeige testen, um zu sehen, ob die beobachtenden Frösche das Testosteron wahrnehmen -verbesserte Flagge als bedrohlicher.
Aber die Exzentrizität der Rockfrösche und die Schwierigkeit, sie zu filmen, erschweren einen solchen Test. Die dosierten Frösche schlagen nur zuverlässig, wenn sie von einer Gruppe anderer Frösche umgeben sind, die alle winzig und nicht zu unterscheiden sind.
Dr. Ouyang schlug scherzhaft einen Workaround vor: die Frösche mit einer Virtual-Reality-Brille auszustatten. „Aber ich bin mir nicht sicher, ob sie so kleine Schutzbrillen herstellen“, sagte sie.