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Prof. Dr. Gero Hilken
Zentrales Tierlaboratorium
UK Essen
Biologie, Haltung und Zucht
von Amphibien im Tierlabor
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• Systematik und Biologie
• Nutzung
• Haltung
• Zucht
• Literatur
Gliederung
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Revision of Appendix A of the
Convention
Table 1: Four habitats and examples of amphibian species of each habitat
frequently used
Rats
Mice
Xenopus spp.
Rana
0 5000 10 000 200 000
558
Number of publications
MEDLINE-Search
Rana catesbeiana
190Bufo marinus
157 419
201 482
1995-2000
8 784
RHODENTS
483AMPHIBIANS
Ambystoma spp.
Key-word:
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Triadobatrachus massinoti
(-250 Mio J. Madagaskar)
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Andrias japonicus
Andrias davidianus
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Systematik und Biologie
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Apoda, Gymnophiona, Blindwühlen, Caecilians
6 Familien
165 Arten
pantropische Verbreitung
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Typhlonectes natans
Schistometopum thomense
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Urodela (Schwanzlurche)
Die Schwanzlurche präsentieren ausgeprägt die plesiomorphen Züge der Amphibia und Batrachia.
Artenarm, 450 Arten, weitgehend Nordhalbkugel, nur mit Vorkommen im oberen Amazonas überschreiten sie den Äquator.
Plesiomorphien
• stark wassergebundene Lebensweise
• langer Rumpf mit Schwanz, gleichstarke, kurze Extremitäten
• wiederholte Evolution neotäner, zeitlebens aquatischer Arten
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Ambystoma tigrinum
Ambystoma mexicanum (Axolotl)
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24 Familien
339 Gattungen
ca. 4400 Arten
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Ranidae (Echte Frösche)
• polyphyletisch
• 47 Gattungen, 667 Arten, 200
Rana
• axillärer Amplexus
• 2 - 40 cm
• Weltweite Verbreitung außer
Australien
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Kleiner Wasserfrosch (Rana lessonae)
Seefrosch (Rana ridibunda)
Wasserfrosch (Rana esculenta)
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Pipidae (Zungenlose)
Xenopus
• aquatisch, Schwimmer
• Keine Zunge und kein
Trommelfell
• Augenlider reduziert, Augen
klein
• Mündung der Eustachischen
Röhre unpaar
• Seitenlinienorgan zeitlebens
erhalten
• 6-8 präsakrale Wirbel,
• Larven auch mit Rippen
• Larven mit inneren Kiemen
• Amplexus inguinal
Pipa
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Xenopus laevis ist im südwestlichen Afrika verbreitet. Die Unterart X. l. laevis in Namibia, Südafrika, Lesotho, Swasiland,Botswana, Simbabwe und Malawi. In Kalifornien eingebürgert.
Xenopus tropicalis kommt in den Tiefland-Regenwälder Westafrikas vor (Senegal, Nigeria).
Verbreitung
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Vorteile von Krallenfröschen • Tiere nicht geschützt
• lange Haltungserfahrungen
• relativ anspruchslos in der Haltung (rein aquatisch)
• relativ leicht zu züchten; Ovulation kann leicht durch HCG ausgelöst werden; Verpaarung ganzjährig möglich
• Ontogenese sehr gut bekannt
• Weibchen können mehrfach zur Oozyten-Spenden herangezogen werden
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Genetik
• Innerhalb der Gattung Xenopus sind alle
Formen polyploid (von 4n bis 12n). Ausnahme
X. tropicalis!
• Xenopus laevis und Xenopus tropicalis:
• 36/20 Chromosomen; 4n/2n
• Weibchen heterogametisch (ZW)
• Männchen homogametisch (ZZ)
• isogene und transgene Krallenfrösche
• hybridisieren mit anderen Krallenfrosch-Arten
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Biologie von X. laevis
• euryöke Tierart (pH, Salzgehalt, Temperatur
etc.)
• leben in schlammigen, z. T. temporären
Gewässern
• können lange hungern und im feuchten
Schlamm überdauern
• überleben im Trockenen kaum 3 Stunden
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Biologie von X. tropicalis
• Lebt in relativ flachen Weihern und
Urwaldtümpeln, die stark mit Wasserpflanzen
bewachsen sind.
• Wassertemperaturen liegen zwischen 27-32°C
• pH-Wert neutral bis leicht sauer
• Purzelbaumartige Paarungstänze (Höhe des
Beckens!)
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Nutzung von Krallenfröschen
• externe Embryonalentwicklung
und transparente Larven
erlauben es, die Organogenese
zu verfolgen
• Größe der Larven erlaubt
mikrochirurg. Manipulationen
• transgene Tiermodelle
• Bioindikatoren
• Kreislauf- und
Pharmaforschung
• (in der Schwangerschafts-
diagnostik)
• (in der Studentenausbildung)
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Nutzung von Xenopus-Oozyten
• Studium der Expression und Charakterisierung exogener, oozytenfremder Proteine
• Membraneigenschaften (Rezeptoren, Ionenpumpen, Ionenkanäle etc.)
• intrazelluläre Messungen der Aktionen von primären und sekundären Botenstoffen
• elektro- u. transportphysiologische, biochemische und morphologische Untersuchungen der Entwicklungsstadien im Verlauf der Oogenese
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Xenopus laevis u. X. tropicalis
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Xenopus tropicalis vs X. laevis
• Größe der Weibchen: 4-5cm/12cm
• Eizahl: 1000-3000/300-1000
• diploid/polyploid(4n), genetische Studien bei X.
laevis problematischer (Genduplikation)
• 20/36 Chromosomenpaare
• X. tropicalis hat eines der kleinsten Genome
innerhalb der Amphibien. Es ist nur etwa halb so
groß wie das von X. laevis
• Generationszeit:4-6/12Monate
• Larven: 0,7-0,8/1,0-1,3 cm
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Vorteile von Xenopus tropicalis
• Entwicklung verläuft weniger variabel
• sehr effektive Generierung von transgenen
Nachkommen über Transferierung von
genmanipulierten Spermien-Nuklei in
unbefruchtete Eizellen.
• Multi-Generationen Experimente sind mit X.
tropicalis möglich.
• Unterbringung von mehr Fröschen/Becken
möglich
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Haltung
• Fütterung
• Wassertemperatur
• Wasseraufbereitung
• Wasserstand
• Beckenfarbe, Deckung, Beleuchtung
• Besatzdichte
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Haltung adulter Xenopus laevis
Wassertemperatur: 20-22°C
Wasserstand: 20-50cm
Besatzdichte: 600cm2/Frosch in Gruppenhaltung;
2400 cm2/ Frosch in Einzelhaltung
Untergrundhelligkeit: dunkle Beckenfarbe
Beleuchtung: 200 Lux,12stündige L/D-Phasen
Deckung: wenige dunkle Tonröhren
Wasseraufbereitung: Filterreinigung
Fütterung: täglich alternierend mit standardisiertem
Lebendfutter (Drosophila-Larven,
Xenopus-Kaulquappen), pelletiertem
Xenopus-Futter, zerkleinertes Herz.
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Haltung adulter Xenopus tropicalis
Wassertemperatur: 24-26°C
Wasserstand: 15-30cm
Besatzdichte: 150cm2/Frosch in Gruppenhaltung;
800cm2/ Frosch in Einzelhaltung
Untergrundhelligkeit:dunkle Beckenfarbe
Beleuchtung: 200 Lux, 12stündige Licht/Dunkelphasen
Deckung: wenige dunkle Tonröhren
Wasseraufbereitung: Wasserspülung 1xtäglich für 15 min
Fütterung: täglich alternierend mit Lebendfutter (Tubifex
sp.),pelletiertem Xenopus-Futter, zerkleinertes
Herz.
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Hygienemaßnahmen
• Für jedes Becken ist ein separates Netz zu
verwenden
• Futterreste regelmäßig entfernen
• Kranke Tiere sofort separieren
• Handling
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Zucht
• Verhalten
• Induktion der Paarung und Eiablage
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Induktion der Paarung bei X. laevis
• Elterntiere 3 Tage vor Hormonbehandlung nach
Geschlechter trennen; nüchtern lassen.
• Am Morgen des 4. Tages werden den
Männchen 200 I.E. HCG in den dorsalen
Lymphsack appliziert.
• Am Morgen des 5. Tages erhalten die Weibchen
die 1. HCG-Injektion (200 I.E.), 6 Stunden
später die zweite (600 I.E.).
• Zeitgleich mit der 2. Injektion der Weibchen
erhalten die Männchen ein 2. Mal 200 I.E. HCG.
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Induktion der Paarung bei X. tropicalis
• Elterntiere vor Hormonbehandlung nach
Geschlechter trennen; nüchtern lassen.
• 15 I.E. in den dorsalen Lymphsack, danach ins Becken zurücksetzen
• Nach 12-72 Stunden erneut 100 I.E. applizieren, danach Paare zusammensetzen.
• Amplexus beginnt nach 3-4 Stunden und endet nach bis zu 6 Stunden.
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Haltung von Xenopus-Kaulquappen I
Wassertemperatur: 22°C
Wasserstand: 10-20cm
Besatzdichte: 0,5lWasser/Kaulquappe,
bei Grundfläche von 1m2
400 Kaulquappen
Untergrundhelligkeit: dunkle Beckenfarbe
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Haltung von Xenopus-Kaulquappen II
• Beleuchtung: ? Lux, 12stündige L/D
• Wasseraufbereitung: Wasser belüften,
manuelle Reinigung, nicht gefressenes Futter
absaugen, Becken nur mit abgestandenem
Wasser auffüllen.
• Fütterung: 2x täglich mit einer Algenpulver-
Suspension (Mikrozell®, max. 150-200mg/l
Wasser/Tag)
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