Faultiere, Motten und Algen: Eine überraschende Partnerschaft erhellt ein Rätsel

Faultiere sind berühmt für ihre außergewöhnlich langsame Motorik und ihre zierlichen Gesichter, die mit einem fast natürlichen Lächeln zu strahlen scheinen. Weniger bekannt ist jedoch die ungewöhnliche Badezimmergewohnheit bestimmter Faultierarten. Während sie den größten Teil ihrer Zeit in der Sicherheit von Baumkronen verbringen, bringen sich Dreizehenfaultiere regelmäßig in tödliche Gefahr, indem sie zum Stuhlgang auf den Waldboden hinabsteigen. Seit Jahren versuchen Wissenschaftler herauszufinden, was dieses eigenartige und riskante Verhalten antreibt. Wie in einem kürzlich in Proceedings of the Royal Society veröffentlichten Artikel beschrieben, glaubt der Hauptautor Jonathan Pauli von der University of Wisconsin-Madison, dass sein Forscherteam einen wichtigen Hinweis auf dieses Rätsel gefunden hat, das eine ungewöhnliche und vorteilhafte Beziehung zwischen Faultieren, Motten und Algen beinhaltet.

In den Tropen Mittel- und Südamerikas beheimatet, verbringen Baumfaultiere ihr Leben damit, im Walddach zu essen und sich auszuruhen. Vor Millionen von Jahren trennten sich Faultiere in zwei verschiedene Gruppen: Zweizehenfaultiere (Choloepus-Arten) und Dreizehenfaultiere (Bradypus-Arten). Faultiere haben, wie alle pflanzenfressenden Säugetiere, hochspezialisierte anatomische, physiologische und Verhaltensanpassungen entwickelt, um die Ernährungs- und Energiebeschränkungen ihres eingeschränkten Lebensstils zu überwinden. Ihre kleinen bis mittelgroßen Körper müssen leicht sein, damit die Baumkronen ihr Gewicht tragen können. Dies bedeutet, dass sie ihre hochfaserige pflanzliche Nahrung zweimal kauen müssen, um sie zu verdauen, zuerst beim Verzehr der Pflanze und erneut, nachdem die Nahrung in einem spezialisierten Magen fermentiert wurde. Abgesehen von Verdauungsgewohnheiten und langsamer Mobilität führen die Zwei- und Dreizehenfaultiere jedoch sehr unterschiedliche Baumlebensstile.

Ein Zweizehenfaultier. Foto von: Jonathan Pauli.

“ Interessant ist, dass wir zwei Faultiere haben; Wir haben Zwei- und dreizehig „, sagte Pauli mongabay.com . „Sie sind eigentlich ganz anders, verhaltensmäßig, ökologisch. Sie divergierten irgendwo zwischen 18-40 Millionen Jahren und auf einer evolutionären Zeitskala, das ist so etwas wie der Unterschied zwischen einem Truthahn und einem Huhn. Es sollte also nicht allzu überraschend sein, dass auch ihre Verhaltensökologie ganz anders ist.“

Für den Anfang haben die beiden Arten von Faultieren unterschiedliche Aktivitätsperioden. Zweizehenfaultiere sind hauptsächlich nachtaktiv, während Dreizehenfaultiere tagaktiv sind und ihre Aktivitäten tagsüber ausführen. Zweizehenfaultiere schlafen häufig in und reisen über mehrere Bäume innerhalb ihrer 0,5 Quadratmeile (1,4 Quadratkilometer) Heimat und können in verschiedenen Lebensraumtypen leben. Im Gegensatz dazu zeigen Dreizehenfaultiere ein strengeres Verhalten und entscheiden sich dafür, nur in wenigen Bäumen bestimmter Arten zu schlafen, was zu viel kleineren Bereichen führt, die durchschnittlich ein Zehntel der Größe derjenigen betragen, die von ihren Zweizehenverwandten bewohnt werden. Neben der Besetzung verschiedener Baumlebensräume zeigen die beiden Arten auch sehr unterschiedliche Paarungsverhalten.

“ Dreizehenfaultiere sind stark polygam, wo sich ein Männchen mit vielen Weibchen paaren und Nachkommen zeugen wird „, sagte Pauli. „Auf unserem Studiengelände war ein alter Mann für 50 Prozent der Jugendlichen in unserer Populationsstichprobe verantwortlich. Während die Zweizehenfaultiere tatsächlich promiskuitiver sind. Sie zeigen eher ein offenes Paarungssystem zwischen Männchen und Weibchen.“

Ein weiterer bemerkenswerter Unterschied zwischen den beiden Arten ist ihre Ernährung und Stoffwechselrate. Zweizehenfaultiere ernähren sich sehr vielfältig von tierischen Stoffen, Früchten und Blättern, während Dreizehenfaultiere viel wählerischer sind und nur von den Blättern einiger ausgewählter Baumarten leben. Die giftige, nährstoffarme Ernährung der Dreizehenfaultiere, die nur aus Baumblättern besteht, führt zu einer außergewöhnlich niedrigen Stoffwechselrate und der langsamsten bekannten Verdauungsrate aller Säugetiere. So ist es kein Wunder, dass diese sich langsam bewegenden Säugetiere los Perezos genannt werden – die „Lazies“ auf Spanisch; Ihre begrenzte Ernährung und ihr langsamer Stoffwechsel lassen ihnen sehr wenig Energie, um viel anderes zu tun, als sich auszuruhen und zu essen.

Trotz ihres begrenzten Energieniveaus machen Dreizehenfaultiere eine wöchentliche und gefährliche Reise zum Waldboden, um sich zu entleeren. An der Basis seines Hauptbaums gräbt das Dreizehenfaultier mit seinem Schwanz ein Loch in den Boden, legt seinen Mist ab und bedeckt dann seine Latrine, bevor es wieder in die Baumkrone aufsteigt. Dieses eigenartige Verhalten ist nicht nur energieintensiv für das Tier und verbraucht schätzungsweise acht Prozent seines täglichen Energiebudgets, sondern auch tödlich gefährlich. Faultiere sind extrem anfällig für Raubtiere auf oder in Bodennähe, wo mehr als die Hälfte aller Todesfälle durch Faultiere auftreten. Warum riskieren Dreizehenfaultiere ihr Leben für ihre Badezimmergewohnheiten? Wissenschaftler haben lange geglaubt, dass es versteckte Vorteile geben muss, die dieses merkwürdige Verhalten antreiben, wie das Düngen eines Lieblingsbaums oder die Kommunikation mit anderen Faultieren. Pauli und sein Team glauben jedoch, dass die Antwort in den Miniatur-Ökosystemen liegen könnte, die im Fell der Faultiere gedeihen.

Ein Dreizehenfaultier. Foto von: Jonathan Pauli.

Das Fell eines Faultiers dient gleichzeitig als persönliches, essbares Gartenökosystem, in dem sich eine Sammlung verschiedener Mikroorganismen befindet, von denen viele nirgendwo anders zu finden sind. Ein prominentes Mitglied dieses mobilen Ökosystems ist die Pyralidenmotte (Kryptosenart), deren gesamter Lebenszyklus vom Faultier abhängt. Wenn ein Faultier zum Stuhlgang auf den Waldboden hinabsteigt, verlässt eine schwangere Mottenfrau ihren Wirt und legt ihre Eier direkt in den Mist des Faultiers. Die Larven entwickeln sich vollständig im Mist, und wenn sie als Erwachsene auftauchen, fliegen sie in den Baldachin, um nach Paarungsgründen im Faultierfell zu suchen und so den Lebenszyklus der Motte fortzusetzen. Nachdem sie beobachtet hatten, wie die Motten von ihrer Beziehung zu Faultieren profitieren, fragten sich die Forscher, ob die Faultiere etwas von dieser Assoziation bekommen oder nicht.

Um diese Frage zu beantworten, führten Pauli und sein Team ein Experiment durch, in dem zwei Faultierarten in Costa Rica verglichen wurden: das braunkehlige Dreizehenfaultier (Bradypus variegatus), das am Boden Kot macht, und Hoffmanns Zweizehenfaultier (Choloepus hoffmanni), das vom Baumdach und gelegentlich auf dem Boden Kot macht. Sie untersuchten Proben von Faultierfellen, sammelten Motten mit einem „wirbellosen Vakuum“ und analysierten die chemische Zusammensetzung der im Fell lebenden Algen. Sie fanden heraus, dass alle drei miteinander verbunden sind; Wenn ein einzelnes Faultier mehr Motten in seinem Fell hat, hat es auch mehr Algen und Stickstoff. Es wurde beobachtet, dass Dreizehenfaultiere mehr von allen drei Komponenten in ihrem Fell haben als Zweizehenfaultiere, die sich nicht so oft zu Boden wagen.

Pyralidmotten können in den verschiedenen Stadien ihres Lebenszyklus nährstoffreiche Abfälle aus Faultierdung transportieren oder dem Faultierfell Stickstoff hinzufügen, um das zu ersetzen, was sich zersetzt hat. Darüber hinaus glaubt Pauli, dass Eigenschaften einzelner Faultierhaare den Kultivierungsprozess unterstützen können.

“ wirt verschiedene Organismen, aber es gibt eine wichtige Gemeinsamkeit „, sagte Pauli. “ haben Sie diese komplexe Mikrobiota, die in ihrem Fell vorkommt. Und es scheint mir zum Teil, dass diese Haare entweder Rillen oder Risse haben, die die Fähigkeit haben, Wasser zu halten, und so schaffen sie fast diesen hydroponischen Hain für Algen, die kultiviert werden sollen, und Motten, die ihn düngen, alles innerhalb der komplexen Interaktion von Mikrobiota im Fell.“

Die Kultivierung von Algen im Faultierfell ist sehr wichtig, da die Forscher herausfanden, dass das Algenwachstum eine wichtige Nahrungsquelle für Faultiere ist. Um zu überprüfen, ob die Algen von Faultieren verdaut werden können, mischten die Wissenschaftler Faultierfell mit Bakterien aus dem Magen einer Kuh, die ähnliche Eigenschaften wie der Magen eines Faultiers haben, und fanden heraus, dass die Algen leicht verdaulich sind. Durch die Analyse der chemischen Verbindungen der Algen fanden die Forscher heraus, dass sie die gleiche Menge an Kohlenhydraten und Eiweiß enthalten wie die Baumblätter, die Faultiere normalerweise essen. Darüber hinaus enthält es drei- bis fünfmal mehr Fett und liefert die dringend benötigten Nahrungsergänzungsmittel für die ansonsten nährstoffarme Ernährung des Faultiers. Es wird auch angenommen, dass das Wachstum von Grünalgen Faultieren hilft, sich in ihren grünen Lebensraum einzufügen, was ihnen zusätzlichen Tarnschutz vor Raubtieren bietet.

In diesem evolutionären Puzzle fehlen jedoch noch einige Teile. Pauli und sein Team haben noch nicht berechnet, wie viel Energie Faultiere durch den Algenverbrauch erhalten und ob dies genug zusätzlichen „Treibstoff“ liefert, um den Energieverbrauch einer wöchentlichen Fahrt auf den Boden zu decken. Aber diese dreiseitige wechselseitige Beziehung zwischen Faultieren, Motten und Algen könnte dazu beitragen, besser zu verstehen, wie sich diese langsamen, scheinbar verletzlichen Tiere an ihre Umwelt angepasst haben und seit Millionen von Jahren bestehen.

“ Vor Jahrhunderten sagte der frühe französische Evolutionsbiologe Buffon etwas zu dem Effekt: „Faultiere sind ein Merkmal, das noch nicht ausgestorben ist“, sagte Pauli. „Nur weil sie eine einzigartige Strategie haben oder weil sie so lethargisch und fügsam erscheinen, bedeutet das nicht, dass sie akut an das System angepasst sind, in dem sie sich befinden. Vielleicht hilft diese Geschichte, diese Gegenseitigkeit, die wir in ihrem Fell sehen, zu zeigen, wie gut sie wirklich an das Leben in ihrem natürlichen Ökosystem angepasst sind.“

Zitate:

Weniger als 100 Zwergfaultiere überleben

(05/24/2012) Das pygmäische Dreizehenfaultier (Bradypus pygmaeus) ist eines der am stärksten gefährdeten Säugetiere der Welt, laut einer detaillierten Umfrage der Bevölkerung, die weniger als 100 Faultiere in ihrer Insel gefunden hat. Das Pygmäenfaultier, das erst 2001 von Forschern beschrieben wurde, lebt auf einer einzigen unbewohnten Insel vor der Küste Panamas. Aber menschliche Auswirkungen, wie die Abholzung der Mangroven der Insel, könnten die Art zum Aussterben bringen.

Vergessene Art: das gestrandete Zwerg-Dreizehenfaultier

(03/16/2010) Viele Menschen betrachten tropische Inseln als Mini-Paradiese: Heiligtümer, die vom Rest der Welt abgeschnitten sind. Einige Arten gedeihen auf Inseln aus dem gleichen Grund. Mit wenigen Raubtieren und einer weitgehend konsistenten Umgebung gibt es wenig zu tun, als zu gedeihen, sobald sich eine Art bequem an ihren Lebensraum angepasst hat. Das ist, bis sich etwas ändert: wie Menschen, die auftauchen. Veränderungen in begrenzten Inselökosystemen haben oft große und schnelle Auswirkungen, zu schnell und zu groß für gestrandete Arten, um zu überleben.

Das schnellere, wildere und immer überraschende Faultier, ein Interview mit Bryson Voirin

(10/25/2009) Faultiere schlafen den ganzen Tag; Sie sind immer langsam; und sie sind sanfte Tiere. Dies sind nur einige der populären Missverständnisse, die Faultierwissenschaftler und Experte Baumkletterer, Bryson Voirin, umkippt. Nachdem er unter den wilden Kreaturen Floridas aufgewachsen war, seine Highschool-Jahre in Deutschland verbracht und einen Bachelor-Abschluss in Biologie und Umwelt am New College of Florida erworben hatte, fand Voirin seine Berufung. Am New College of Florida traf Voirin „Meg Lowman, den berühmten Canopy-Pionier, der viele der Baumklettertechniken erfand, die heute jeder benutzt.“