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Überleben im Winter : Frostsichere Waldfrösche

  • -Aktualisiert am

Insekten können nicht nur an warmen Orten gut überleben Bild: picture-alliance / dpa/dpaweb

Frostiges Winterwetter läßt so manches Getier zu Eis erstarren. Nicht bloß Insekten und andere Krabbeltiere tauen oft unversehrt wieder auf und leben munter weiter. Dabei hilft neben Zucker auch Harnstoff gegen Eiskristalle.

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          Frostiges Winterwetter läßt so manches Getier zu Eis erstarren. Denn selbst in geschützten Schlupfwinkeln kann die Temperatur dann weit unter den Gefrierpunkt fallen. Doch nicht bloß Insekten und andere kleine Krabbeltiere tauen anschließend oft unversehrt wieder auf und leben munter weiter. Auch einige Eidechsen, Schildkröten und Frösche können gefrieren, ohne zu erfrieren.

          Indem sie ihren Körper mit Zucker oder Glyzerin anreichern, verhindern sie, daß Eiskristalle ungehemmt wachsen und das Gewebe zerreißen. Harnstoff, ein gängiges Abfallprodukt des Eiweiß-Stoffwechsels, kann jedoch ebenso gute Dienste leisten, wie Jon Costanzo und Richard Lee von der Miami University in Oxford (Ohio) bei Untersuchungen am Waldfrosch (Rana sylvatica) herausgefunden haben.

          Zuckergehalt von Blut und Gewebe gegen Eiskristalle

          Wie es diesem nordamerikanischen Verwandten des europäischen Grasfroschs gelingt, als Eisklumpen zu überleben, hatten kanadische Wissenschaftler an der Carlton University in Ottawa schon vor mehr als zwanzig Jahren erkundet. Bei Frostgefahr, so beobachteten sie, baut der Frosch die Glykogenvorräte in seiner Leber ab. Daß der Zuckergehalt von Blut und Gewebe dadurch um ein Vielfaches zunimmt, verzögert die Entstehung von Eiskristallen. Wenn außerhalb der Körperzellen schließlich trotzdem ein Teil des Wassers zu Eis erstarrt, steigt die Konzentration der verbliebenen Flüssigkeit. Den Körperzellen würde daraufhin allzuviel Wasser entzogen, hätten sie nicht größere Mengen an Zucker angereichert. Die Zuckermoleküle scharen Wassermoleküle um sich und stabilisieren so das gesamte molekulare Inventar.

          Daß Harnstoff ebenfalls vor Dehydrierung schützen kann, ist seit langem bekannt. Knorpelfische, die im Salzwasser leben, horten Harnstoff in ihrem Blut. Dadurch vermeiden sie, daß die salzige Umgebung ihnen Wasser entzieht. Ein als „Krabbenfresser“ bekannter Frosch mit dem wissenschaftlichen Namen Rana cancrivora wappnet sich mit demselben Trick gegen Wasserverlust. So kann er die Mangrovenwälder an den Küsten Südostasiens bevölkern und dort diversen Krebstieren nachstellen.

          Harnstoff wirkt als Frostschutzmittel

          Wenn der Winter naht, beginnt auch der amerikanische Waldfrosch, Harnstoff anzureichern. Zwar kommt er zeitlebens nie in Kontakt mit Salzwasser. In den Schlupfwinkeln, in die er sich im Herbst zurückzieht, sitzt er jedoch auf dem Trockenen. Indem der Waldfrosch die Harnstoffkonzentration in seinem Körper auf das 25fache ansteigen läßt, kann er trotzdem das kostbare Naß im Körper zurückhalten (“Journal of Experimental Biology“, Bd.208, S.4079).

          Wie Experimente zeigten, wirkt der Harnstoff auch als Frostschutzmittel. Die Forscher ließen rote Blutkörperchen und kompakte Organe wie Herz und Leber gefrieren und tauten diese anschließend wieder auf. Mit reichlich Harnstoff versehen, überstanden Blut und Gewebe diese Prozedur erstaunlich gut. Anscheinend ist das Abfallprodukt des Eiweiß-Stoffwechsels eine wichtige Komponente des Kälteschutzes. Dafür spricht auch, daß das Blut der in freier Natur überwinternden Waldfrösche nicht besonders süß wird. Oft ist die Harnstoffkonzentration in ihren Organen ebenso hoch, wenn nicht sogar höher als die Glukosekonzentration. Ob auch andere Amphibien, die unbeschadet gefrieren können, bei ihren Überlebenskünsten auf Harnstoff setzen, ist noch ungeklärt.

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