Phyllobates bicolor

Phyllobates bicolor frog on soil.jpg
Phyllobates bicolor

hotad ( IUCN 3.1 ) Vetenskaplig
klassificering
Rike: Animalia
Provins: Chordata
Klass: Amfibier
Beställa: Anura
Familj: Dendrobatidae
Släkte: Phyllobates
Arter:
P. bicolor
Binomialt namn
Phyllobates bicolor
( Duméril och Bibron , 1841)

Phyllobates bicolor , eller mer allmänt hänvisad till som den svartbenta pilgiftsgrodan , är världens näst mest giftiga pilgroda. Under släktet Phyllobates , misstas denna organism ofta som Phyllobates terribilis , den gyllene giftgrodan, eftersom båda är morfologiskt lika. Men Phyllobates bicolor kan identifieras av den gula eller orange kroppen och svarta eller mörkblå framben och bakben, därav namnet svartbent pilgroda. Phyllobates bicolor finns vanligtvis i tropiska skogar i Chocó-regionen i Colombia. De dagliga grodorna lever längs regnskogsmarken nära bäckar eller pölar som bildas. Notably P. bicolor är en medlem av familjen Dendrobatidae , eller pilgiftgroda. P. bicolor, tillsammans med resten av Phyllobates -arterna, producerar ett neurotoxin känt som ett batrakotoxin som hämmar specifika transmembrankanaler i celler. På grund av detta mycket dödliga toxin som grodorna utsöndrar, har många inhemska grupper i den colombianska regnskogen utvunnit toxiner för att skapa giftspetsade pilar som används för jakt. Under häckningsperioden P. bicolor högljudda singeltoner som ett parningsrop. Som hos alla pilgiftsgrodor är det vanligt att grodyngelfadern bär avkomman på ryggen tills de når en lämplig plats för grodyngeln att utvecklas. P. bicolor är en hotad art enligt IUCN:s rödlista. För närvarande utgör avskogning, förlust av livsmiljöer och föroreningar det största hotet mot arten. Begränsade bevarandeinsatser har försökts för att förhindra ytterligare skador på arten. Trots detta finns det fortfarande institutioner som Baltimore National Aquarium i Baltimore, Maryland och Tatamá National Natural Park i Colombia som är engagerade i P. bicolor- bevarandeinsatser som avel i fångenskap.

Beskrivning

En bild av P. terribilis. P. terribilis delar slående morfologiska likheter med P. bicolor. (Se bilden ovan)

Fysisk

Phyllobates bicolor är en av de största pilgiftsgrodorna. Till skillnad från andra arter av grodor är hanarna och honorna ungefär lika stora. Hanar kan nå en längd på 45–50 mm från nos till ventil, medan de lite större honorna når 50–55 mm i längd från nos till ventil. Skillnaden i storlek är ett exempel på sexuell dimorfism och påverkar mäns intrasexuella urval. P bicolor varierar i färg från jordig orange till ren gul färg, ofta med en blå eller svart nyans på benen, därav deras namn. Dessa ljusa färger fungerar som en aposematisk varning till potentiella rovdjur genom att signalera att de är giftiga. Förutom att vara ett sätt att avskräcka rovdjur, kan de ljusa färgerna hos P. bicolor tjäna ett syfte för sexuellt urval. En färgglad hane, utöver sin kallelse, kommer att locka en hona bättre än en matt färgad hane. När färgen ökar och livligheten ökar kroppens kondition, så att individen kan överleva bättre och väljas ut för reproduktion. Färgning i P. bicolor kan tjäna dessa två syften samtidigt. P. bicolor är mindre, slankare och mindre giftiga än sin nära släkting, Phyllobates terribilis . P. bicolor kan också likna unga eller subadulta P. terribilis- grodor. Ofta förväxlas dessa två organismer för varandra när forskare genomför befolkningsundersökningar. P. bicolor har också en likhet med D. leucomelas , särskilt den "nätade" färgmorfen hos D. leucomelas . I likhet med andra amfibier P. bicolor ontogenetiska förändringar under hela livets skeden från det att de är grodyngel till mogna vuxna. Efter att ha dykt upp från grodyngel är de unga grodorna bruna eller svarta till färgen och blir långsamt mer levande när de mognar.

En karta över Colombia som visar utbredningsområdet för P. bicolor (grön) som finns inom Chocó-regionen i Colombia (röd).

Arter

Phyllobates- grodor följer ett intressant mönster av fenotypisk distribution. Över den västra sydamerikanska kusten uppvisar grodorna ett spridningsmönster. Ett språngmönster beskriver en uppsättning fenotypiskt liknande populationer som har separerats av minst en fenotypiskt obesläktad population. P. bicolor , endast en av de fem arterna av grod som finns mellan Nicaragua och Colombia, är geografiskt isolerade från andra grodar med undantag av P. terribilis. På grund av närvaron av de västra Anderna och San Juans flodbassäng är långdistansgenflöde mellan populationer praktiskt taget omöjligt. Detta språngmönster är ett starkt bevis på oberoende evolution och avvikelse från en gemensam förfader. På grund av den geografiska isoleringen och bristen på långdistansgenflöde har varje grodapopulation genetiskt divergerat och fått unika fenotyper från de andra populationerna. Detta mönster av fenotypisk distribution är till hjälp när man tittar på artens fylogeni när man avslöjar andra mysterier kring arten, såsom genen som hindrar grodan från att förgifta sig själv med sitt eget toxin.

En bild av P. bicolor. Porerna i amfibiens hud utsöndrar batrakotoxiner .

Giftighet

Batrachotoxin

Även om dess toxicitet är svagare än P. terribilis , är P. bicolor fortfarande ett mycket giftigt djur, en av de få grodor som bekräftats ha orsakat mänskliga dödsfall. I sin naturliga livsmiljö P. bicolor gifter från porerna i huden. Grodorna kan inte naturligt producera giftet, så de får de nödvändiga näringsämnena från sin kost och omgivande miljö. Mellan 2-200 mikrogram av dess gift, ett batrakotoxin (BTX), är tillräckligt för att döda en människa (en rapporterad LD50 på 2,7 ± 0,2 µg/kg.). Forskning pågår för närvarande för att fastställa möjliga medicinska tillämpningar för BTX. Mekanismen för förlamning börjar på cellnivå. När BTX kommer i kontakt med spänningsstyrda natriumjonkanaler, binder toxinet till proteinet och aktiverar permanent kanalen. Spänningsstyrda natriumkanaler är proteiner som finns i hela kroppen, men de mest inflytelserika av dessa finns i neuroner. Eftersom grinden är permanent öppen och inte kan stängas finns det ingen aktionspotentialgradient att utnyttja och signaler kan inte tas emot av nerver. Denna brist på signalering är det som orsakar förlamning av muskler, hjärtsvikt och andningssvikt som så småningom leder till döden. Det finns inga kända behandlingar eller motgift för BTX. Dessa toxiner verkar dock inte ha någon effekt på grodor. Experiment har utförts som visar att mängden BTX på grodans hud inte är i en tillräckligt stor koncentration för att depolarisera membranpotentialen, vilket förhindrar förlamning. Genetiskt har BTX-immunitet testats och resultaten tyder på att BTX-immunitet är ärftlig, men ingen specifik gen som uttrycker denna immunitet har identifierats.

Den kemiska strukturen av Batrachotoxin

Giftpilar

Gifter från P. bicolor, P. terribilis och Phyllobates aurotaenia utvinns ofta av människor för att skapa giftspetsade pilar. Chocó Natives använder i första hand blåspistolerna för att jaga djur. Andra stammar i Río San Juan-bassängen använder ett gift som härrör från växter, men Chocó-indianerna är den enda stammen som förvärvar gifter från Phyllobates- arterna . Av Phyllobates -arterna väljer Chocó P. bicolor, P. terribilis och P. aurotaenia för att utvinna gift på en av två metoder. I den första metoden gnuggar Chocó-indianerna pilspetsarna mot huden på en levande P. terribilis- individ. I den andra extraherar Chocó-indianerna giftet från huden på P. bicolor och P. aurotaenia- grodor genom att sticka dem med en speciell pinne och hålla dem över en eld. Denna process frigör toxiner från grodans hud och spetsarna på pilarna gnids mot sekretet. Även om detta är ett helt annat tillvägagångssätt för giftutvinning, är metoderna inte baserade på kulturella värden. Istället är metoderna för utvinning utformade med tanke på den enskilda grodans giftkoncentration, eftersom P. terribilis utsöndrar mer koncentrerat batrachotoxin än P. bicolor eller P. aurotaenia.

Beteende

P. bicolor kan ibland hållas i grupper i fångenskap.

Allmän

Phyllobates bicolor är dagaktiva organismer, vilket betyder att de är mest aktiva under dagtid. Detta är unikt från andra groddjur eftersom de flesta grodarter tenderar att vara mer aktiva på natten. Under dagen kan dock potentiella rovdjur bättre se varningsfärgerna hos P. bicolor som skyddar grodan. Under hela dagen P. bicolor över regnskogsgolvet i snabba snabba hopp. Dessa grodor är köttätande trots sin lilla storlek och tenderar att söka föda längs golvet efter myror, skalbaggar, termiter eller andra regnskogsrester. Några av dessa pilgiftsgrodor är ensamma och tenderar att spendera sin tid ensamma tills parningssäsongen kommer, men det har funnits anmärkningsvärda fall av social interaktion mellan organismer. I dessa fall kan ett par eller en liten grupp av P. bicolor bildas. Under dagtid P. bicolor hittas runt stenar, mossa, nedfallna pinnar och grenar. I regnskogen ger marken en perfekt fuktig och fuktig miljö för groddjuren. På natten P. bicolor att samlas kring lövströ.

Reproduktiv

Under den våta årstiden runt september och oktober börjar P. bicolor föröka sig. Vanligtvis kommer en hane att ringa till alla närliggande honor genom att trilla eller surra, vilket skapar en serie pulserande och upprepande högtoner. Om två hanar sänds ut kommer de två hanarna att tävla med varandra tills den ena går ut som segrare och förloraren måste lämna området för att leta efter en annan hona. Ofta kommer hanen att välja en lämplig plats för äggläggning av honan innan kompisen faktiskt deponerar sina ägg. Dessa platser är vanligtvis fuktiga områden som lövströ, på vissa växter eller under stenar. Gemensamt för de flesta arter av grodor, P. bicolor befruktar ägg externt. För att detta ska inträffa, sveper hanen sig runt honan och släpper ut sina spermier när honan börjar deponera sina ägg. Äggen förblir skyddade av en av föräldrarna tills de blir redo att kläckas. Detta beteende hos föräldravård är vanligt bland andra arter av pilgiftsgrodor. I detta skede hissar hanen grodyngeln på ryggen och börjar leta efter en plats med vatten för att fullborda utvecklingen av grodyngeln. Förutom att flytta grodyngeln till vatten så smittar gifterna på faderns rygg av på grodyngeln, så om ett rovdjur skulle äta upp en av avkommorna skulle rovdjuret bli förgiftat och resten av grodorna skulle skyddas. Efter tre veckor i vattenmiljön är avkomman redo att lämna och bli marklevande. Under denna period försvarar hanen våldsamt sitt territorium och grodyngel från främmande hanar.

Bevarande

Hot

P. bicolor står för närvarande inför ett stort hot om förlust av livsmiljöer. Betydande orsaker till förlust av livsmiljöer inkluderar avskogning, boskapsbete, gruvdrift, föroreningar och illegal besprutning av grödor. Avskogning av regnskogen påverkar P. bicolor mest direkt eftersom processen bidrar till att exponera grodor som lever längs med skogens golv. Borttagandet av träd gör regnskogsgolvet torrt, varmt och utan tillgänglig mat för grodorna. Dessutom orsakar nötkreatursbete och ohållbara jordbruksmetoder skada på marken. Återigen, dessa processer stressar miljön och orsakar potentiell skada på grodorna. Gruvdrift, föroreningar och illegal besprutning av grödor påverkar också miljön. Strip mining förstör landskapet, träden, växterna och jorden i regnskogen. Den lossnade matjorden är olämplig att hysa något liv, vilket ytterligare skadar grodorna eftersom det inte finns något naturligt täcke längs dessa områden för att skydda grodorna eller för att lägga ägg. Föroreningar orsakar grodors död eftersom föroreningar från industrialisering och urbanisering av regnskogen är giftiga för grodorna.

En mikroskopisk bild av Batrachochytrium dendrobatidis , svampen som orsakar chytridiomycosis.

Invasiva arter som Batrachochytrium dendrobatidis , eller Bd , äventyrar grodorna. Bd orsakar sjukdomen chytridiomycosis, en mycket dödlig amfibiehudsjukdom som finns i många delar av världen, inklusive Sydamerika. Bd är en invasiv vattensvamp som orsakar hudinfektioner på grodor. Svamparna kan leva i jord eller vatten. När de befinner sig i vattenmiljöer Bd -sporer rörliga. Närvaron av mark- och vattenformer av svamparna utgör ett stort hot mot P. bicolor . Bd infekterar den keratiniserade huden hos amfibier och härdar långsamt dessa områden. Eftersom huden är fysiologiskt aktiv för att upprätthålla en reglerad elektrolytbalans, andningsgasutbyte och osmotisk obalans, Bd dessa vitala funktioner och dödar så småningom organismen.

Ansträngningar

Det finns för närvarande begränsade bevarandeinsatser på plats över hela världen. Eftersom P. bicolor liknar P. terribilis, är många bevarandeinsatser tillämpliga på båda arterna. Program för uppfödning av fångenskap har dykt upp över hela världen. I Sydamerika innehåller och skyddar nationalparken Tatamá i Colombia hundratals hotade och endemiska arter, inklusive P. bicolor. I USA har Baltimore National Aquarium varit engagerat i ett uppfödningsprogram i fångenskap. Även om detta har bevarat antalet arter, har komplikationer uppstått. Framför allt har forskare som studerar P. bicolor i fångenskap märkt en betydande minskning av batrakotoxiner som finns på huden. Utan rovdjur i fångenskapsmiljön behöver P. bicolor inte producera giftet. Detta innebär betydande svårigheter för eventuella återintroduktionsplaner, eftersom utan toxinet för att skydda grodorna från rovdjur, kommer P. bicolor inte att ha något försvar mot predation. Ytterligare åtgärder har vidtagits för att förhindra spridningen av Batrachochytrium dendrobatidis också. Utan ett aktivt botemedel mot sjukdomen har förebyggande åtgärder såsom blekning av forskarfötter införts för att begränsa spridningen av sjukdomen till områden som historiskt sett är kända för att vara Bd- fria.