Brejcha, J., J. V. Bataller, Z. Bosáková, J. Geryk, M. Havlíková, K. Kleisner, P. Maršík & E. Font (2019): Body coloration and mechanisms of colour production in Archelosauria: the case of deirocheline turtles. – Royal Society Open Science 6(7): 190319.
Die Mechanismen der Körperfarbenproduktion bei Archelosauriern: Am Beispiel der deirochelinen Süßwasserschildkröten.
Trachemys scripta elegans,
© Hans-Jürgen Bidmon
Die Körperfärbung bei Tieren ist eine komplexe Eigenschaft die aus einem Zusammenspiel multipler Mechanismen entsteht. Während viele Untersuchungen die Funktionen einer Körperfärbung adressieren bleiben die Mechanismen mit denen diese Färbung erzeugt wird für die meisten Taxa unbekannt. Hier vergleichen wir die Reflektanzspektren, die zelluläre -, Ultra- und Nanostruktur der Farben produzierenden Elemente sowie der Pigmenttypen bei zwei Süßwasserschildkröten mit unterschiedlichem Balzverhalten, Trachemys scripta und Pseudemys concinna. Die zwei Spezies unterscheiden sich in der Verteilung der Pigmentzelltypen und in der Pigmentverschiedenheit. Wir fanden Xanthophore, Melanozyten, viele Iridophore und dermale Kollagenfasern in den Streifen beider Arten. Die gelben Kinn- und Vorderbeinstreifen beider Spezies P. concinna und T. scripta enthalten Xanthophore und Iridophore (Zellen) aber die postorbitalen Regionen beider Arten unterscheiden sich dabei in der Zelltypenverteilung. Die gelbe post-orbitale Region von P. concinna enthält Xantophore und Iridophore wohingegen T. scripta nur Xantophore in den gelbroten postorbitalen/zygomatischen (Jochbein-) Regionen aufweist. Mehr noch bei beiden Spezies enthalten die Xanthophoren die die gelbrote Hautfärbung bewirken, Karotinoide, Pterine und Riboflavin wobei aber T. scripta eine größere Diversität bei den Pigmenten aufweist als P. concinna. Dazu kommt noch das Trachemys s. elegans dabei auch einen Geschlechtsdimorphismus bezüglich der Färbung aufweist. Die Unterschiede bei der Verteilung der Pigmentzelltypen innerhalb der einzelnen Körperregionen zwischen beiden Spezies könnte mit der visuellen innerartlichen Signalübermittlung in Zusammenhang stehen. Sie stehen aber konträr mit den Erwartungen bezüglich der Balzposition. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Archelosaura mit den Amphibien und Lepidosauriern gemeinsame Farberzeugungsmechanismen besitzen (z. B. das vertikale Aufschichten/Stapeln von verschiedenen Pigmentzelltypen und das Zusammenspiel von Karotinoiden und Pterinen), aber sie nutzen dabei auch neuere Mechanismen (z. B. die Nano-Organisation des dermalen Kollagens) die sie mit Säugetieren teilen.
Pseudemys concinna,
© Hans-Jürgen Bidmon
Kommentar von H.-J. Bidmon
Eine Arbeit die zum einen verdeutlicht, dass nicht nur Pigmente die spezies-spezifischen Farbmuster bestimmen, sondern auch die Anordnung der Pigmentzellen und zum zweiten wird deutlich, dass Schildkröten eine evolutive Gruppe darstellen deren Vorfahren auch eine Verbindung zur Basis der Säugertierentwicklung hatten zumindest könnte man das aus der Säugetier-ähnlichen Nano-Organisation des Kollagens schließen welches auch zur Farbmusterentstehung beiträgt. Allerdings sollte man aber auch eine konvergente Entwicklung nicht ganz außeracht lassen. Siehe auch Steffen et al., (2019).
Literatur
Steffen, J. E., J. Hultberg & S. Drozda (2019): The effect of dietary carotenoid increase on painted turtle spot and stripe color. – Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology 229: 10-17 oder Abstract-Archiv.
Galerien
Pseudemys concinna – Hieroglyphen-Schmuckschildkröte
Trachemys scripta elegans – Rotwangen-Schmuckschildkröte