Biologie, Haltung und Zucht von Amphibien im Tierlabor. Prof. Dr. Gero Hilken Zentrales Tierlaboratorium UK Essen

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Brigitte Dittmar
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1 Biologie, Haltung und Zucht von Amphibien im Tierlabor Prof. Dr. Gero Hilken Zentrales Tierlaboratorium UK Essen

2 Gliederung Systematik und Biologie Nutzung Haltung Zucht Literatur

3 Revision of Appendix A of the Convention Table 1: Four habitats and examples of amphibian species of each habitat frequently used MEDLINE-Search Key-word: Rats Mice Xenopus spp. Number of publications RHODENTS Rana catesbeiana Ambystoma spp. Bufo marinus AMPHIBIANS

6 Triadobatrachus massinoti (-250 Mio J. Madagaskar)

8 Andrias japonicus Andrias davidianus

9 Systematik und Biologie

12 Apoda, Gymnophiona, Blindwühlen, Caecilians 6 Familien 165 Arten pantropische Verbreitung

13 Typhlonectes natans Schistometopum thomense

14 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

15 Ambystoma mexicanum (Axolotl) Ambystoma tigrinum

16 24 Familien 339 Gattungen ca Arten

17 Ranidae (Echte Frösche) polyphyletisch 47 Gattungen, 667 Arten, 200 Rana axillärer Amplexus 2-40 cm Weltweite Verbreitung außer Australien

18 Seefrosch (Rana ridibunda) Kleiner Wasserfrosch (Rana lessonae) Wasserfrosch (Rana esculenta)

19 Pipidae (Zungenlose) 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 Xenopus

21 Verbreitung 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).

22 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

23 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

24 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

25 Biologie von X. tropicalis Lebt in relativ flachen Weihern und Urwaldtümpeln, die stark mit Wasserpflanzen bewachsen sind. Wassertemperaturen liegen zwischen C ph-wert neutral bis leicht sauer Purzelbaumartige Paarungstänze (Höhe des Beckens!)

26 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 Schwangerschaftsdiagnostik) (in der Studentenausbildung)

Nutzung von Xenopus-Oozyten Studium der Expression und Charakterisierung exogener, oozytenfremder Proteine Membraneigenschaften (Rezeptoren, Ionenpumpen, Ionenkanäle etc.

27 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

29 Xenopus laevis u. X. tropicalis

30 Xenopus tropicalis vs X. laevis Größe der Weibchen: 4-5cm/12cm Eizahl: / 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

34 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

35 Haltung Fütterung Wassertemperatur Wasseraufbereitung Wasserstand Beckenfarbe, Deckung, Beleuchtung Besatzdichte

44 Haltung adulter Xenopus laevis Wassertemperatur: Wasserstand: Besatzdichte: Untergrundhelligkeit: Beleuchtung: Deckung: Wasseraufbereitung: Fütterung: C 20-50cm 600cm 2 /Frosch in Gruppenhaltung; 2400 cm 2 / Frosch in Einzelhaltung dunkle Beckenfarbe 200 Lux,12stündige L/D-Phasen wenige dunkle Tonröhren Filterreinigung täglich alternierend mit standardisiertem Lebendfutter (Drosophila-Larven, Xenopus-Kaulquappen), pelletiertem Xenopus-Futter, zerkleinertes Herz.

46 Haltung adulter Xenopus tropicalis Wassertemperatur: C Wasserstand: Besatzdichte: 15-30cm 150cm 2 /Frosch in Gruppenhaltung; 800cm 2 / Frosch in Einzelhaltung Untergrundhelligkeit:dunkle Beckenfarbe Beleuchtung: Deckung: 200 Lux, 12stündige Licht/Dunkelphasen wenige dunkle Tonröhren Wasseraufbereitung: Wasserspülung 1xtäglich für 15 min Fütterung: täglich alternierend mit Lebendfutter (Tubifex sp.),pelletiertem Xenopus-Futter, zerkleinertes Herz.

47 Hygienemaßnahmen Für jedes Becken ist ein separates Netz zu verwenden Futterreste regelmäßig entfernen Kranke Tiere sofort separieren Handling

48 Zucht Verhalten Induktion der Paarung und Eiablage

52 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.

53 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 Stunden erneut 100 I.E. applizieren, danach Paare zusammensetzen. Amplexus beginnt nach 3-4 Stunden und endet nach bis zu 6 Stunden.

56 Haltung von Xenopus-Kaulquappen I Wassertemperatur: 22 C Wasserstand: 10-20cm Besatzdichte: 0,5lWasser/Kaulquappe, bei Grundfläche von 1m Kaulquappen Untergrundhelligkeit: dunkle Beckenfarbe

57 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 mg/l Wasser/Tag)

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