Zwei Biologen der Universität Genf haben herausgefunden, wie die streifen- und später fleckenförmigen Muster auf der Haut des Leopardgeckos entstehen.
Während die Muster und Farben des Echsenkleides faszinieren, sind die Mechanismen, die ihnen zugrunde liegen, weitgehend unbekannt. Ein Team der Universität Genf hat sich mit dem Leopardgecko, einer beliebten Echse, beschäftigt, um herauszufinden, wie sich die Streifen auf der Haut von Jungtieren im Erwachsenenalter in Flecken verwandeln. Die Arbeit zeigt, dass dieser Übergang durch Interaktionen zwischen verschiedenen Pigmentzellen orchestriert wird und eröffnet somit neue Einblicke in die Biologie der Pigmentierung bei Reptilien. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) zu lesen.
Die Farben und Muster auf der Hautoberfläche von Reptilien sind erstaunlich vielfältig. Sie entstehen durch die Interaktion zwischen drei Arten von Farbzellen, den Chromatophoren. Die Melanophoren sind für die schwarzen und braunen Farben verantwortlich, die Xanthophoren für die rot/gelbe Färbung und die Iridophoren, die mit Kristallen gefüllt sind, die das Licht reflektieren, werfen metallische Farben zurück. Je nachdem, wie diese Chromatophoren in der Haut verteilt sind, entstehen unterschiedliche Farbmuster. Bei den meisten Arten wird das Färbemuster während der Embryonalentwicklung festgelegt und bleibt während des gesamten Lebens des Tieres stabil
Übergang ins Erwachsenenalter
Es gibt jedoch auch Ausnahmen. Eine davon ist der Leopardgecko(Eublepharis macularius), der Terrarianern gut bekannt ist und aus Indien oder Pakistan stammt. Diese Echse, die ausgewachsen etwa 20 cm groß ist, hat in den ersten Monaten ihres Lebens einen weißen Nackenstreifen und mehrere gelbe und schwarze Querbänder auf dem Rücken. Wenn sie ausgewachsen sind, hat ihr Fell eine helle, einheitliche Grundfarbe und ist mit schwarzen Flecken bedeckt, die an das Fell eines Leoparden erinnern. Die Gruppe von Athanasia Tzika, Forscherin am Departement für Genetik und Evolution der naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf, interessierte sich für die Phänomene, die diesen Übergang von Streifen zu Flecken beim Leopardgecko ermöglichen, um die Bildung von Farbmustern bei Reptilien besser zu verstehen.
Die Biologen analysierten die Verteilung der farbigen Zellen in der Haut von Eidechsen in verschiedenen Lebensabschnitten. ’Bei unseren Beobachtungen der Hautproben stellten wir fest, dass zwar alle drei Arten von Chromatophoren bei Jungtieren vorhanden sind, die Iridophoren jedoch nach einigen Monaten verschwinden und dieser Zeitraum mit dem Übergang von Bändern zu Flecken zusammenfällt’, erklärt Asier Ullate-Agote, ehemaliger Doktorand in der Abteilung für Genetik und Evolution an der naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf und Erstautor der Studie.
Der Leopardgecko hat außerdem die Besonderheit, dass er seinen Schwanz regenerieren kann, wenn er nach einem körperlichen Angriff durch ein Raubtier abgetrennt wird. Unabhängig vom Alter der Eidechse wächst dieser neue Schwanz immer mit Flecken bedeckt nach, niemals mit Streifen. Die Wissenschaftler analysierten die Haut dieser nachwachsenden Schwänze und stellten fest, dass sie keine Iridophoren aufweist. Diese Beobachtungen korrelieren wiederum das Vorhandensein von Flecken mit dem Fehlen der irisierenden Chromatophoren.
Ein mutierter Gecko zur Bestätigung dieser Ergebnisse
Diese Beobachtungen haben uns dazu veranlasst, die Haut eines besonderen Tieres zu analysieren, das manchmal auf natürliche Weise in unseren Zuchten vorkommt: der Leopardengecko "Mack Super Snow". Dieses Tier, das eine spontane Mutation trägt, wird mit einer schwarzen Haut ohne Streifen geboren, hat aber als Erwachsener eine gefleckte Haut wie andere Eidechsen ohne Mutation. Wir haben festgestellt, dass die Haut der Jungtiere nur Melanophoren, aber keine Iridophoren oder Xanthophoren aufweist’, beschreibt Athanasia Tzika.
Durch genetische Analysen dieser Individuen konnte die Mutation im PAX7-Gen identifiziert werden. Dieses Gen wird normalerweise in Iridophoren und Xanthophoren exprimiert, was darauf hindeutet, dass es eine Schlüsselrolle bei der Differenzierung dieser beiden Chromatophoren spielt, deren Vorhandensein für die Bildung von Flecken nicht notwendig ist.
’Wir glauben daher, dass es die Interaktionen zwischen Melanophoren und Iridophoren sind, die das Streifenmuster der Jungtiere verursachen, und dass die Melanophoren die Flecken bilden können, ohne die Hilfe anderer Chromatophoren. Unsere Studie trägt zu einem besseren Verständnis der Regulationsmechanismen bei, die die Hautpigmentierung bei Leopardgeckos und generell die Bildung von Farbmustern bei Reptilien steuern’, schließt Athanasia Tzika.
10. Jul. 2024
