Westernkrallenfrosch - Western clawed frog

Westernkrallenfrosch
Xenopus tropicalis02.jpeg
Wissenschaftliche Klassifikation bearbeiten
Königreich: Animalia
Stamm: Chordaten
Klasse: Amphibien
Befehl: Anura
Familie: Pipidae
Gattung: Xenopus
Spezies:
X. Tropicalis
Binomialer Name
Xenopus Tropicalis
( Grau , 1864)
Synonyme
  • Silurana Tropicalis
    Grau, 1864

Der Westliche Krallenfrosch ( Xenopus tropicalis ) ist eine Froschart aus der Familie der Pipidae , auch bekannt als tropischer Krallenfrosch . Es ist die einzige Art der Gattung Xenopus mit einem diploiden Genom . Sein Genom wurde sequenziert, was es zu einem bedeutenden Modellorganismus für die Genetik macht , der die verwandte Spezies Xenopus laevis (der afrikanische Krallenfrosch ) ergänzt, ein weit verbreitetes Wirbeltiermodell für die Entwicklungsbiologie . Auch in der Forschung hat X. tropicalis eine Reihe von Vorteilen gegenüber X. laevis , wie z. B. eine viel kürzere Generationszeit (<5 Monate), geringere Größe (4–6 cm Körperlänge) und eine größere Anzahl Eier pro Laich .

Es kommt in Benin , Burkina Faso , Kamerun , Elfenbeinküste , Äquatorialguinea , Gambia , Ghana , Guinea , Guinea-Bissau , Liberia , Nigeria , Senegal , Sierra Leone , Togo und möglicherweise Mali vor . Seine natürlichen Lebensräume sind subtropische oder tropische feuchte Tieflandwald , Feuchtsavanne , Flüsse , intermittierende Flüsse, Sümpfe , Süßwassersee , unterbrochene Süßwassersee, Süßwassersümpfe , unterbrochene Süßwassersümpfe, ländliche Gärten, stark abgebaut ehemalige Wald, Wasserlagerflächen, Teiche , Aquakultur Teiche, Kanäle und Gräben.

Beschreibung

Der westliche Krallenfrosch ist eine mittelgroße Art mit einem etwas abgeflachten Körper und einer Schnauzenöffnungslänge von 28 bis 55 mm (1,1 bis 2,2 Zoll), wobei die Weibchen größer als die Männchen sind. Die Augen sind gewölbt und sitzen hoch am Kopf und es gibt einen kurzen Tentakel direkt unter jedem Auge. Eine Reihe von unpigmentierten Hauttuberkeln verläuft entlang der Flanke direkt hinter dem Auge und wird als ein Seitenlinienorgan angesehen . Die Gliedmaßen sind kurz und prall, und die Füße mit vollem Schwimmhäuten haben hornige Krallen. Die Haut ist feinkörnig. Die Rückenfläche variiert von blass bis dunkelbraun und hat kleine graue und schwarze Flecken. Die ventrale Oberfläche ist matt weiß oder gelblich mit einigen dunklen Sprenkeln.

Verbreitung und Lebensraum

Der Westliche Krallenfrosch ist eine Wasserart und kommt im westafrikanischen Regenwaldgürtel vor, der sich vom Senegal bis Kamerun und Ost-Zaire erstreckt. Es wird allgemein als waldbewohnende Art angesehen und bewohnt langsam fließende Bäche, aber es kommt auch in Pools und temporären Teichen in den Savannen Nordguineas und des Sudan vor .

Biologie

In der Trockenzeit lebt dieser Frosch in flachen Bächen und versteckt sich unter Baumwurzeln, unter flachen Steinen oder in Löchern im Flussufer. Es ernährt sich hauptsächlich von Regenwürmern, Insektenlarven und Kaulquappen. Wenn die Regenzeit beginnt, wandert es nachts über den Waldboden, um temporäre Pools zu finden. Das Laichen kann in großen Becken mit viel Vegetation stattfinden, aber Kaulquappen werden manchmal auch in schlammigen Becken ohne Vegetation gefunden. Einzelne Eier können an Pflanzen befestigt werden oder schwimmen. Die Kaulquappen haben breite Münder und keine Kiefer, aber lange Tentakel an ihren Oberlippen. Die Bauchflossen ihrer Schwänze sind breiter als die Rückenflossen. Ihre Körperfarbe ist im Allgemeinen orange und der Schwanz transparent, aber an dunkleren Stellen kann der Schwanz schwärzlich sein. Die Kaulquappen ernähren sich, indem sie Zooplankton aus dem Wasser filtern . In großen Gewässern können sie dichte Schwärme bilden. Die Metamorphose findet statt, wenn die Kaulquappen etwa 5 cm lang sind.

Geschlechtsbestimmung

Die Geschlechtsbestimmung wird bei der überwiegenden Mehrheit der Amphibien durch homomorphe (morphologisch nicht unterscheidbare) Geschlechtschromosomen gesteuert . Als Ergebnis dieser Schwierigkeiten bei der Geschlechtschromosom Identifizierung, nur ein relativ geringer Anteil an anuran Spezies , die haben karyotypisiert haben auch identifiziert ihre Geschlechtschromosomen. Von den Arten der Gattung Xenopus haben alle homomorphe Geschlechtschromosomen. Darüber hinaus ist das DM-W-Gen auf dem W-Chromosom bei einigen Xenopus- Arten das einzige geschlechtsbestimmende Gen, das bei Amphibien identifiziert wurde. Dieses DM-W-Gen wurde zuerst in X. laevis identifiziert , jedoch wird es in X. tropicalis nicht gefunden. Experimente mit geschlechtsumgekehrten Individuen, Gynogenese , Triploiden und konventionellen Kreuzungen haben ergeben, dass X. tropicalis drei Geschlechtschromosomen hat: Y, W und Z. Diese drei Geschlechtschromosomen produzieren drei verschiedene männliche Genotypen, YW, YZ und ZZ ( alle sind phänotypisch identisch) und zwei verschiedene weibliche Genotypen, ZW und WW (alle sind phänotypisch identisch). Infolgedessen können Nachkommen von X. tropicalis ein Geschlechtsverhältnis aufweisen, das sich von dem allgemein bekannten 1:1 unterscheidet, das normalerweise bei Arten mit nur zwei verschiedenen Geschlechtschromosomen zu finden ist. Zum Beispiel haben Nachkommen, die aus einem ZW-Weibchen und einem YZ-Männchen hervorgehen, ein Geschlechtsverhältnis von 1:3 Weibchen zu Männchen und Nachkommen, die aus einem WW-Weibchen und einem ZZ-Männchen resultieren, sind alle weiblich. Als Ergebnis dieses Geschlechtsbestimmungssystems können sowohl männliche als auch weibliche X. tropicalis entweder heterogametisch oder homogametisch sein, was in der Natur äußerst selten ist. Der genaue genetische Mechanismus und die genauen Allele, die diesem System zugrunde liegen, sind noch nicht bekannt. Eine mögliche Erklärung ist, dass das W-Chromosom ein weiblich-bestimmendes Allel enthält, dessen Funktion auf dem Z-Chromosom nicht zu finden ist, während das Y-Chromosom ein Allel enthält, das als negativer Regulator wirkt, der gegenüber dem weiblich-bestimmenden Allel auf dem W-Chromosom dominant ist .

Obwohl X. tropicalis diese drei Geschlechtschromosomen besitzt, ist die Häufigkeit dieser drei Geschlechtschromosomen nicht gleichmäßig auf die Populationen dieser Art über ihr natürliches Verbreitungsgebiet verteilt. Das Y-Chromosom wurde an zwei Orten in Ghana und in einem Laborstamm identifiziert, der aus Nigeria stammt, und das Z-Chromosom wurde bei Individuen aus West- und Ostghana nachgewiesen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass alle drei Geschlechtschromosomen zusammen in X. tropicalis-Populationen in Ghana und möglicherweise auch anderswo in seinem Verbreitungsgebiet vorkommen. Darüber hinaus wird ein unregelmäßiges Geschlechterverhältnis bei den Nachkommen im Allgemeinen als nachteilig angesehen. Ob die Existenz von drei Geschlechtschromosomen bei X. tropicalis evolutionär stabil ist oder ein Hinweis darauf ist, dass die Art einen Geschlechtschromosomenübergang (Umsatz) durchläuft oder nicht, ist immer noch eine Frage. Es ist wahrscheinlich, dass die Entstehung des Y-Chromosoms das jüngste Ereignis in der Evolution der Geschlechtschromosomen dieser Spezies ist. Es ist möglich , dass die Extinktion des Z - Chromosoms in der Zukunft dazu führen würde , dass das W - Chromosom in ein X - Chromosom übergeht , was diese Spezies mit einem durch ein XY - System bestimmten Geschlecht erzeugt . Es ist auch möglich, dass diese Spezies bei einem Aussterben des Y-Chromosoms auf ein angestammtes ZW-System zurückgekehrt ist .

Status

Die IUCN listet den Westlichen Krallenfrosch als „ Least Concern “ auf, da er eine weite Verbreitung hat und eine anpassungsfähige Art ist, die in einer Reihe von Lebensräumen lebt, und der Populationstrend scheint stetig zu sein.

Verwendung als genetisches Modellsystem

Siehe auch Xenopus - Modellorganismus für die biomedizinische Forschung

Xenopus- Embryonen und -Eier sind ein beliebtes Modellsystem für ein breites Spektrum biomedizinischer Forschung. Dieses Tier ist aufgrund seiner starken Kombination aus experimenteller Handhabbarkeit und enger evolutionärer Beziehung zum Menschen weit verbreitet, zumindest im Vergleich zu vielen Modellorganismen.

Im Gegensatz zu seiner Schwesterart X. laevis ist X. tropicalis diploid und hat eine kurze Generationszeit , was genetische Studien erleichtert. Das komplette Genom von X. tropicalis wurde sequenziert. Diese Art hat n=10 Chromosomen.

X. tropicalis hat drei Transferrin- Gene, die alle enge Orthologe anderer Wirbeltiere sind. Sie sind relativ weit von Nicht-Vertebraten-Akkordaten entfernt und weichen stark von Protostom- Orthologen ab.

Online-Datenbank für Modellorganismen

Xenbase ist die Model Organism Database (MOD) für Xenopus laevis und Xenopus tropicalis .

Verweise

Externe Links