McGlashan, J. K., M. B. Thompson, J. U. Van Dyke & R. J. Spencer (2017): Thyroid Hormones Reduce Incubation Period without Developmental or Metabolic Costs in Murray River Short-Necked Turtles (Emydura macquarii). – Physiological and Biochemical Zoology 90(1): 34-46.
Bei der Murray-Flussschildkröte (Emydura macquarii) reduzieren Schilddrüsenhormone die Inkubationsperiode ohne zusätzliche Kosten für die Entwicklung oder den Metabolismus.
DOI: 10.1086/689744 ➚
Emydura macquarii,
© Bruce C. Chessman
Metabolische Abläufe werden bei ektothermen Wirbeltieren sowohl durch die Temperatur wie auch durch Schilddrüsenhormone gesteuert. Die Temperatur ist dabei die Komponente die den deutlichsten Einfluss auf die Länge der Inkubationsperiode bei oviparen Wirbeltieren hat. Allerdings sind Schildkröten auch in der Lage die Entwicklungsrate unabhängig von der Temperatur zu beeinflussen. Temperaturgradienten innerhalb des Nests resultieren in unterschiedlichen Entwicklungsraten bei den Schildkrötenembryonen. Trotz dieser Temperaturabhängigen Reduktion der Entwicklungsrate schlüpfen die kühler inkubierenden Schildkröten sehr oft synchron (zeitgleich) mit ihren wärmer inkubierten Geschwistern. Der Grund dafür ist die so genannte Metabolische-Kompensation. Die physiologischen Ursachen für diese metabolische Kompensation sind unbekannt, aber es wird vermutet, dass Schilddrüsenhormone daran beteiligt sind. Wir gaben deshalb zusätzliches Schilddrüsenhormon Triiodothyronine (T3) zu den sich entwickelnden Eiern der Murray-Flussschildkröte (Emydura macquarii) einer Spezies die normalerweise eine metabolische Kompensation und synchronen Schlupf aufweist um zu sehen ob T3 die Entwicklungsgeschwindigkeit beeinflusst und ob die Veränderungen der Entwicklungsrate Konsequenzen für den Gesamtstoffwechsel haben. Wir bestimmten die Herzfrequenz, den Sauerstoffverbrauch und die Inkubationsdauer der Eier sowie die Morphologie und die Fitness der Schlüpflinge. Embryonen die mit T3 behandelt worden waren öffneten ihre Eier 3,5 Tage früher als die unbehandelten Kontrollen zudem ließen sich dabei keine Unterschiede in der metabolischen Rate und bei der Morphologie und Fitness der Schlüpflinge für beide Gruppen nachweisen. Die Schlüpflinge der mit T3 behandelten Gruppe zeigten eine gleiche Umdrehgeschwindigkeit wie die Kontrollschlüpflinge. Somit verkürzt die Gabe von T3 die Inkubationszeit durch eine Beschleunigung der Embryonalentwicklung aber ohne dabei eine als statistisch signifikant nachzuweisende Steigerung des embryonalen Metabolismus. Somit stellt Schilddrüsenhormon (T3) den Mechanismus dar mit dem kühler inkubierende Reptilien ihre Entwicklung beschleunigen können um synchron mit den Gelegegeschwistern schlüpfen zu können ohne dass ihnen dabei nachweisbare metabolische Nachteile entstehen. Die „Metabolische – Kompensation” könnte somit einen Weg darstellen der einen synchronen Schlupf trotz unterschiedlicher Inkubationstemperaturen erlaubt die, wenn sie über T3 geregelt wird keine metabolischen Nachteile für die Schlüpflinge mit sich bringt.
Kommentar von H.-J. Bidmon
Eine schöne Studie die wirklich dazu beiträgt ein bislang kaum verstandenes Phänomen zu erklären und die wieder einmal verdeutlicht, dass man auch die Endokrinologie nicht aus den Augen verlieren sollte, selbst dann, wenn sich die endokrinen Organe wie alle anderen auch erst im Embryo neu entwickeln müssen. Diesbezüglich wäre es sicher noch interessant zu untersuchen ob dazu T3 oder die T4 (Speicherform) verwendet wird die von der Mutter stammt und den Eiern beigegeben wurde oder ob die Embryonen zu dieser Anpassung (Entwicklungsplastizität) erst in der Lage sind, wenn ihre eigenen Schilddrüsen sich so weit entwickelt haben, dass sie als funktionell zu bezeichnen sind. Es gibt aber diesbezüglich auch noch andere Mechanismen die es zu berücksichtigen gilt (siehe dazu Du & Shine, 2010).
Literatur
Du, W. G. & R. Shine (2010): Why do the eggs of lizards (Bassiana duperreyi: Scincidae) hatch sooner if incubated at fluctuating rather than constant temperatures?. – Biological Journal of the Linnean Society 101(3): 642-650 oder Abstract-Archiv.
Galerien
Emydura macquarii – Breitrand-Spitzkopfschildkröte