Eine neue Studie dokumentiert, dass Glasfrösche im Schlaf rote Blutkörperchen in der Leber speichern; eröffnet Forschungswege zur Verhinderung von Blutgerinnseln

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Glasfrösche – bekannt für ihre hochtransparenten Unterseiten und Muskeln – ihre „Verschwindenstaten“ ausführen, indem sie fast alle ihre roten Blutkörperchen in ihren einfach reflektierenden Lebern speichern. Die Studie, die von Wissenschaftlern des American Museum of Natural History und der Duke University durchgeführt wurde, wird am Freitag in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft. Die Arbeit könnte neue Forschungswege im Zusammenhang mit Blutgerinnseln eröffnen, die Frösche irgendwie vermeiden, indem sie täglich etwa 90 % ihrer roten Blutkörperchen in ihre Leber ein- und auspacken.

„Es gibt mehr als 150 Arten bekannter Glasfrösche auf der Welt, und doch fangen wir gerade erst an, etwas über die wirklich erstaunlichen Arten zu lernen, wie sie mit ihrer Umwelt interagieren“, sagte Co-Hauptautor Jesse Delia, Gerstner Postdoctoral Fellow . in der herpetologischen Abteilung des Museums.

Glasfrösche, die in den amerikanischen Tropen leben, sind nachtaktive Amphibien, die ihre Tage damit verbringen, kopfüber auf durchscheinenden Blättern zu schlafen, die der Farbe ihres Rückens entsprechen – eine gängige Tarnungstaktik. Ihre Bäuche zeigen jedoch etwas Erstaunliches: durchscheinende Haut und Muskeln, die den Blick auf ihre Knochen und Organe freigeben und dem Glasfrosch seinen gemeinsamen Namen geben. Jüngste Forschungen haben ergeben, dass diese Anpassung die Umrisse von Fröschen auf ihren belaubten Sitzstangen verdeckt, wodurch sie für Raubtiere schwerer zu erkennen sind.

Transparenz ist eine übliche Form der Tarnung bei Tieren, die im Wasser leben, aber an Land ist sie selten. Bei Wirbeltieren ist es schwierig, Transparenz zu erreichen, da ihr Kreislaufsystem voller roter Blutkörperchen ist, die mit Licht interagieren. Studien haben gezeigt, dass Eisfisch- und Aallarven Transparenz erreichen, indem sie kein Hämoglobin und keine roten Blutkörperchen produzieren. Aber Glasfrösche verwenden laut den Ergebnissen der neuen Studie eine alternative Strategie.

„Glasfrösche überwinden diese Herausforderung, indem sie im Wesentlichen rote Blutkörperchen verbergen“, sagte Carlos Taboada, Co-Hauptautor der Studie der Duke University. „Sie stellen ihre Atemwege tagsüber fast still, selbst bei hohen Temperaturen. »

Bei Duke verwendeten die Forscher eine Technik namens photoakustische Bildgebung, bei der Licht verwendet wird, um Schallwellen zu induzieren, die sich von roten Blutkörperchen ausbreiten. Dies ermöglicht es Forschern, die Position von Zellen in schlafenden Fröschen ohne Zwang, Kontrastmittel, Opfer oder chirurgische Eingriffe zu kartieren – besonders wichtig für diese Studie, da die Transparenz von Glasfröschen durch Aktivität, Stress, Anästhesie und Tod gestört wird.

Die Forscher konzentrierten sich auf eine bestimmte Glasfroschart, Hyalinobatrachium fleischmanni. Sie fanden heraus, dass ruhende Glasfrösche die Transparenz um das Zwei- bis Dreifache erhöhten, indem sie fast 90 % ihrer roten Blutkörperchen aus dem Kreislauf entfernten und sie in ihre Leber packten, die reflektierende Guaninkristalle enthält. Wenn die Frösche wieder aktiv werden müssen, bringen sie die roten Blutkörperchen wieder ins Blut, was den Fröschen die Fähigkeit gibt, sich zu bewegen – an diesem Punkt bricht die Lichtaufnahme dieser Zellen die Transparenz.

Bei den meisten Wirbeltieren kann die Verklumpung roter Blutkörperchen zur Bildung potenziell gefährlicher Blutgerinnsel in Venen und Arterien führen. Glasfrösche unterliegen jedoch keiner Gerinnung, was eine Reihe wichtiger Fragen für Forscher in Biologie und Medizin aufwirft.

„Dies ist die erste einer Reihe von Studien, die die Physiologie der Transparenz von Wirbeltieren dokumentieren, und wir hoffen, dass sie die biomedizinische Arbeit anregen wird, um die extreme Physiologie dieser Frösche in neue Ziele für die menschliche Gesundheit und Medizin zu übersetzen“, sagte Delia.

Andere Studienautoren sind Maomao Chen, Chenshuo Ma, Xiaorui Peng, Xiaoyi Zhu, Tri Vu, Junjie Yao und So?nke Johnsen von der Duke University; Laiming Jiang und Qifa Zhou von der University of Southern California, Los Angeles; und Lauren O’Connell von der Stanford University.

Diese Studie wurde teilweise von der National Geographic Society unterstützt, Grant # NGS-65348R-19; das Human Frontier Science Program Postdoctoral Fellowship # LT 000660/2018-L; das Gerstner Scholars Fellowship, angeboten von der Gerstner Family Foundation und der Richard Gilder Graduate School des American Museum of Natural History; Startgelder der Stanford University; Startkapital der Duke University; die National Institutes of Health, Fördernummer R01 EB028143, R01 NS111039, RF1 NS115581 BRAIN Initiative; ein Duke Institute of Brain Science Incubator Award; der American Heart Association Collaborative Science Award 18CSA34080277; und ein Stipendium der Chan-Zuckerberg-Initiative 2020-226178.

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