Porentief grün: Farbe hunderter Frösche tief verwurzelt

Frösche und Kröten sind aus einem sehr guten Grund grün – das macht es schwieriger, sie in ihrer belaubten Umgebung zu sehen. Eine gute Tarnung erlaubt es ihnen, zu fressen, ohne gefressen zu werden. Aber nicht alle Frösche sind auf die gleiche Weise zu diesem lebensrettenden Grün gelangt.

Die meisten dieser Tiere sind auf farbsteuernde Strukturen in ihrer Haut angewiesen, Chromatophoren genannt, die Kristalle verwenden, um Licht in bestimmte Farben zu beugen und sie grün erscheinen zu lassen.

Es gibt jedoch Hunderte von Frosch- und Krötenarten, die eine fast durchscheinende Haut und nur sehr wenige Chromatophoren haben. Ihr Grün stammt hingegen aus ihrem Inneren und ist tief in der Lymphflüssigkeit, im Weichgewebe und sogar in den Knochen zu finden.

Toxisches Stoffwechselprodukt färbt Frösche von Innen heraus grün

Dr. Carlos Taboada von der Duke University (North Carolina, USA) gab „frosch-grünes“ Licht für die Veröffentlichung der Forschungsergebnisse in den „Proceedings of the National Academy of Sciences“. Darin erklären die Forscher einige seit langem bestehende Rätsel zu Fröschen und zeigen, dass die Notwendigkeit des Überlebens in der Tat sehr erfinderisch machen kann.

Den Ursprung hat die wortwörtlich giftgrüne Farbe in einer cleveren biochemischen Reaktion, die ein normalerweise virusbekämpfendes Protein mit einem toxischen Nebenprodukt des Blutabbaus kombiniert.

Um die Biochemie besser zu verstehen, konzentrierten sich die Forscher auf den Polka-Punkt-Baumfrosch (Boana punctata) Südamerikas. Aus ihm isolierten sie ein Protein, das sie BBS (Biliverdin-bindendes Serpin) nennen und das zu einer Superfamilie von Protease-Inhibitoren gehört. Diese Proteine stehen normalerweise der viralen Replikation im Wege und entgiften Enzyme.

Seit langem ist bekannt, dass viele Frösche einen sehr hohen Gehalt an Gallenfarbstoff namens Biliverdin enthalten. Es entsteht als Nebenprodukt beim Aufbrechen alter roter Blutkörperchen und gilt als Toxin, das in der Leber herausgefiltert und so schnell wie möglich ausgeschieden werden muss.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass diese Frösche viermal mehr Biliverdin in sich tragen als selbst der kränkste Mensch mit Lebererkrankung und 200-mal so viel wie ihre mit Chromatophor ausgestatteten Frosch-Cousins.

Frösche und Pflanzen „alles andere als grün“

Wenn man Grün sieht, sollte seine Farbe eigentlich „alles andere als grün“ heißen. Was dem menschlichen Auge grün erscheint, absorbiert in Wirklichkeit alle Farben des einfallenden Lichts – mit Ausnahme von Grün. Die Farbe, die wir sehen, ist die Frequenz des Lichtes, die es nicht absorbiert und die auf unsere Augen zurückprallt.

Biliverdin an sich scheint etwas grünlich zu sein, wie man es manchmal bei einem alten Bluterguss sieht. Die Forscher fanden jedoch heraus, dass BBS die spiralförmige Form von Biliverdin ausdehnt, um seine Lichtabsorption zu verfeinern. Dadurch wird es cyanfarbener, ein Blaugrün. Cyan, das einigen anderen in der Haut verstreuten Gelbpigmenten hinzugefügt wird, reflektiert genau den richtigen Grünton zurück. Es macht Biliverdin anscheinend auch weniger giftig.

„Dieses neue Protein hat die gleichen spektroskopischen Eigenschaften wie einige Pflanzenpigmente“, sagte Taboada. „Die Lichteigenschaften sind dem sehr ähnlich, was wir zum Beispiel bei einigen Pflanzenproteinen, den sogenannten Phytochromen, sehen. Aber hier haben wir ein völlig anderes Protein.“

„Mit anderen Worten: Kermit hat Gelbsucht“

Es handelt sich um eine geschickte Anpassung der bestehenden Biochemie, die normalerweise bei Wirbeltieren andere Funktionen erfüllt. Laut Taboada habe sich diese Anpassung in mehr als 40 Froscharten in elf verschiedenen Familien entwickelt, die meisten von ihnen sind Laubfrösche. Die Anpassungen zeigen sich zudem in Madagaskar, Südamerika und Südostasien und deuten auf eine Konvergenz in der Evolution hin.

„Da sie arboreal (in Bäumen lebend) waren, entwickelten sie eine andere Art, ihre Färbung zu gestalten. Ihre durchgehende Grünfärbung sorgt für eine gute Tarnung auf dem Laub, selbst bei Nahinfrarotlicht“, so Taboada. „Dies zeigt, wie die natürliche Auslese Proteine für fast jeden Zweck kooptieren kann“, ergänzte der Co-Autor der Studie und Biologieprofessor Sönke Johnsen von der Duke University.

Biliverdin ist ein Gallenfarbstoff, der normalerweise wegen seines Schadenspotenzials vom Körper ausgeschieden würde. Weiter sagte Johnsen: In den Fröschen sei es jedoch „in spektakulären Konzentrationen vorhanden, gerade weil es auch als grüner Farbstoff nützlich ist. Mit anderen Worten: Kermit hat Gelbsucht.“

Kermit bei einer Podiumsdiskussion. Foto: Cindy Ord/Getty Images for Vulture Festival

(Mit Material der Duke University)