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Zeitschrift für Feldherpetologie 29: 184–208 Oktober 2022
Morphologisch-morphometrische und genetische
Untersuchungen an Wasserfröschen (Pelophylax spp.)
im Müritz-Nationalpark (Mecklenburg-Vorpommern) unter
besonderer Berücksichtigung des Kleinen Wasserfroschs
(Pelophylax lessonae)
Sebastian Krage1, Robert Schreiber2, Stina John1, Marcela Plötner2 & Jörg Plötner2
1Lindenstr. 5, D-17237 Carpin, seb.krage78@gmail.com; 2Museum für Naturkunde, Invalidenstr. 43,
D-10115 Berlin, robert.schreiber@mfn.berlin, marcela.ploetner@mfn.berlin, joerg.ploetner@mfn.berlin
Morphological-morphometric and genetic studies on water frogs
(Pelophylax spp.) in the Müritz National Park (Mecklenburg-Western
Pomerania) with special consideration of the pool frog (Pelophylax lessonae)
The Müritz National Park (MNP), with its abundance of forests and water bodies, is
one of the most important nature reserves in the federal state of Mecklenburg-
Western Pomerania (M-V) and in the wider Federal Republic of Germany. The very
numerous small water bodies and near-natural, extensively managed terrestrial eco-
systems provide ideal conditions for amphibians, including water frogs, about
which, however, hardly any data have been published so far. In 2021, the genomic
structure of a water frog metapopulation system, inhabiting a structurally rich area
of about 650 ha in the southern part of the MNP was investigated as part of the FFH
monitoring of the pool frog (Pelophylax lessonae) in M-V. Among 247 water frogs, only
six (2.4%) were P. lessonae; the other individuals were diploid (36%) or polyploid (61%)
hybrids (Pelophylax esculentus). Among the polyploids, genotypes with two lessonae ge-
nomes and one ridibundus genome (LLR) dominated (94,7%), only seven individuals
(4,7%) had two ridibundus genomes and one lessonae genome (RRL); one animal was
probably tetraploid (LLLR). Using univariate and multivariate statistics, based on mor-
phometric data, all P. lessonae and triploid RRL genotypes could be correctly deter-
mined. Problems arose in distinguishing between P. lessonae and individual LLR geno-
types, as the latter sometimes exhibited lessonae-like phenotypes because of gene dos-
age effects. Furthermore, an error-free differentiation between diploid (LR) and triploid
LLR genotypes based on only morphological and/or morphometric characteristics was
not possible, but required genetic methods. The data collected confirm the presence of
P. lessonae in the MNP, although its origin and population dynamics in the study area
remain unclear. Irrespective of this, the MNP bears special importance for the protec-
tion of so-called lessonae-esculentus populations simply because of its habitat configu-
ration, especially the numerous, semi-natural small water bodies.
Key words: Amphibia, Pelophylax lessonae, P. esculentus, morphology, morphometry,
genetics, Müritz National Park, Germany.
Zusammenfassung
Der Müritz-Nationalpark (MNP) ist mit seinem Wald- und Gewässerreichtum eines
der bedeutendsten Schutzgebiete im Bundesland Mecklenburg-Vorpommern (M-V)
© Laurenti-Verlag, Bielefeld, www.laurenti.de
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 185
und darüber hinaus in der Bundesrepublik Deutschland. Die sehr zahlreichen Klein-
gewässer und naturnahen, extensiv bewirtschafteten Landökosysteme bieten ideale
Bedingungen für Amphibien, darunter auch Wasserfrösche, über die jedoch bisher
kaum Daten veröffentlicht worden sind. Im Jahr 2021 wurde im Rahmen des FFH-
Monitorings des Kleinen Wasserfroschs (Pelophylax lessonae) in M-V die genomische
Struktur eines Wasserfrosch-Metapopulationssystems untersucht, das ein struktur-
reiches, etwa 650 ha großes Gebiet im südlichen Teil des MNP besiedelt. Von 247
Wasserfröschen waren nur sechs P. lessonae (2,4 %); bei den übrigen Individuen han-
delte es sich um diploide (36 %) und polyploide (61 %) Hybriden (Pelophylax esculen-
tus). Unter den Polyploiden dominierten Genotypen mit zwei lessonae-Genomen und
einem ridibundus-Genom (LLR) (94,7 %), nur sieben Individuen (4,7 %) besaßen zwei
ridibundus-Genome und ein lessonae-Genom (RRL); ein Tier war wahrscheinlich tet-
raploid (LLLR). Mit Hilfe von univariaten und multivariaten statistischen Methoden,
die auf morphometrischen Daten basierten, konnten alle P. lessonae- und triploiden
RRL-Genotypen korrekt determiniert werden. Probleme traten bei der Differenzie-
rung zwischen P. lessonae und einzelnen LLR-Genotypen auf, da letztere aufgrund
von Gen-Dosis-Effekten mitunter lessonae-ähnliche Phänotypen aufwiesen. Darüber
hinaus war eine fehlerfreie Unterscheidung zwischen diploiden und triploiden LLR-
Genotypen allein auf der Grundlage morphologischer und/oder morphometrischer
Merkmale nicht möglich, sondern erforderte genetische Methoden. Die erhobenen
Daten bestätigen das Vorkommen von P. lessonae im MNP, wenngleich seine Her-
kunft und Populationsdynamik im Untersuchungsgebiet unklar bleibt. Unabhängig
davon kommt dem MNP allein schon aufgrund seiner Habitat-Konfiguration, insbe-
sondere der zahlreichen naturnahen Kleingewässer, eine besondere Bedeutung für
den Schutz sogenannter lessonae-esculentus-Populationen zu.
Schhlüsselbegriffe: Amphibia, Pelophylax lessonae, P. esculentus, Morphologie, Mor-
phometrie, Genetik, Müritz-Nationalpark, Mecklenburg-Vorpommern.
Einleitung
Als das gewässerreichste Bundesland beherbergt Mecklenburg-Vorpommern (M-V)
noch zahlreiche Wasserfroschpopulationen. Im Gegensatz zum Teichfrosch (Pelophy-
lax esculentus), der nahezu flächendeckend verbreitet ist (Schiemenz & Günther 1994,
Günther 1996a), konnten Vorkommen des Kleinen Wasserfroschs (Pelophylax lessonae)
bisher nur im südöstlichen Landesteil zweifelsfrei nachgewiesen werden (Berger &
Günther 1988, Plötner & Plötner 2020) und verifizierte Populationen des Seefroschs
(Pelophylax ridibundus) beschränken sich auf die Einzugsbereiche von Elbe und Oder
(Schiemenz & Günther 1994, Günther 1996c). Während die Verbreitungsmuster des
Seefroschs mit den Umweltansprüchen der Art in Ostdeutschland im Einklang stehen
(Günther 1990, 1996c), kann über die Gründe für das weitgehende Fehlen des Kleinen
Wasserfroschs in M-V gegenwärtig nur spekuliert werden, zumal Moorgewässer und
naturnahe Weiher, die zu den charakteristischen Lebensräumen dieser Spezies zählen
(Günther 1990, 1996b), hier noch vielerorts und in großer Zahl vorhanden sind.
Die bisher vorliegenden, als vertrauenswürdig geltenden Daten sprechen dafür, dass
in Deutschland die nördliche Verbreitungsgrenze von P. lessonae im Süden von M-V
verläuft (Günther 1990, 1996b, Schiemenz & Günther 1994, Bast & Wachlin 2010, ver-
ändert nach Sy 2004), was nicht ausschließt, dass mit dem Auftreten disjunkter Popu-
186 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
lationen auch in weiter nördlichen Landesteilen zu rechnen ist (Plötner 2018). Bei den
inzwischen mehr als 4 000 lessonae-Einträgen, die sich in der herpetologischen Daten-
bank von M-V finden, dürfte es sich allerdings fast ausnahmslos um Verwechslungen
mit P. esculentus handeln, insbesondere mit triploiden LLR-Genotypen, die häufig
lessonae-ähnliche Merkmale zeigen (Plötner 2018, Krage 2022) und deren Paarungsrufe
oft Ähnlichkeiten mit denen des Kleinen Wasserfroschs aufweisen (Hoffmann &
Reyer 2013). Daher sind fundierte Aussagen zur Verbreitung und Bestandssituation
des Kleinen Wasserfroschs in M-V gegenwärtig nicht möglich.
Vor dem Hintergrund, dass P. lessonae nach der FFH-Richtlinie der Europäischen
Union als streng zu schützende Art von gemeinschaftlichem Interesse gilt, für deren
Erhalt besondere Schutzgebiete auszuweisen sind, ist eine Klärung der aktuellen
Bestandssituation dringend geboten. Seit 2019 werden deshalb belastbare und wissen-
schaftlich fundierte Daten gesammelt (Plötner & Plötner 2020, Plötner & Krage 2021,
Krage 2022), um die Bestands- und Gefährdungssituation der Art in M-V einer objek-
tiven Bewertung unterziehen zu können. In diesem Kontext werden auch die genomi-
schen Strukturen ausgewählter Wasserfrosch-Vorkommen analysiert. Basierend auf
den Ergebnissen von Voruntersuchungen aus den Jahren 2019–2020 (Plötner &
Plötner 2020) konzentrierten sich die im Jahr 2021 durchgeführten Forschungsarbeiten
auf den Müritz-Nationalpark nordöstlich der Ortschaft Goldenbaum und umfassten
sowohl morphologisch-morphometrische als auch genetische Analysen. Die vorlie-
genden Daten verdeutlichen, dass P. lessonae auch in diesem großräumigen Schutzge-
biet nur geringe Bestandsdichten erreicht und die Populationsdynamik maßgeblich
von der zukünftigen Entwicklung seiner Lebensräume, speziell der hier noch reichlich
vorhandenen Moore und Feuchtgebiete abhängig ist.
Beschreibung des Untersuchungsgebiets
Das ca. 650 ha umfassende Untersuchungsgebiet (Abb. 1) liegt im nordostdeutschen
Tiefland östlich der Müritz, im Südosten des Bundeslands Mecklenburg-Vorpommern
(M-V), im Landkreis Mecklenburgische Seenplatte. Es gehört zum sogenannten Serr-
ahn-Teil des Müritz Nationalparks (MNP), der mit einer Fläche von ca. 32200 ha zu
den bedeutendsten Schutzgebieten in M-V und in der Bundesrepublik Deutschland
zählt. Seine Landschaft wurde maßgeblich durch das letzte Glazial geformt, es um-
fasst Teile der Endmoräne des Pommerschen Stadiums einschließlich des vorgelager-
ten Sanders, rückwärtige Schmelzwassersande sowie mehrere, durch Rinnenseen
markierte Gletschertore (Schulz, Geologische Landesamt Mecklenburg-Vorpommern,
briefl. Mitt. 1994). Durch verschüttetes Toteis bildeten sich Hohlformen, in denen sich
im Holozän mächtige Mudden und Seggen-Torfe ablagerten (Müller 1959, zitiert in
Landesamt für Forsten und Großschutzgebiete Mecklenburg-Vorpommern 2003). Mit
einem Anteil von 72 % prägen Wälder (vor allem Laub- und Mischwälder) das Er-
scheinungsbild des MNP, neben Seen (13 %) und zahlreichen Mooren (8 %). Makro-
klimatisch gehört der MNP zur „Zone des mecklenburgischen Landrückens und der
Seen“, die von Nordwesten nach Südosten durch den Übergang von subatlantischem
zu subkontinentalem Klima gekennzeichnet ist (Landesamt für Forsten und Groß-
schutzgebiete Mecklenburg-Vorpommern 2003).
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 187
Abb. 1: Lage des Untersuchungsgebiets. Aus Krage (2022), verändert.
Location of the study area. From Krage (2022), modified.
Der Wasserhaushalt im MNP wird durch die Nähe zur Wasserscheide zwischen
Nord- und Ostsee bestimmt sowie durch ein künstlich geschaffenes System von Ent-
wässerungsgräben, dessen Ursprünge sich bis ins 12./13. Jh. mit der beginnenden
Besiedlung des Gebiets zurückverfolgen lassen. Neben der Gewinnung neuer Flächen
für die landwirtschaftliche Nutzung dienten diese Gräben vor allem zum Anstau von
Seen und damit einhergehend zum Betrieb von Wassermühlen. Ihren Höhepunkt
erreichte die Entwässerung im 18. und 19. Jh. im Rahmen der „Walderneuerung“, was
u.a. die Anlage von Wildwiesen und Wildäckern beinhaltete (Jeschke 2003). Eine
systematische Wiedervernässung von Mooren stand erst mit der Gründung des Natio-
nalparks im Jahr 1990 auf der Tagesordnung. Der Großteil der Moore wurde in den
1990er Jahren renaturiert (Paulsen & Raskin 1995, Jeschke 2003), im Teilgebiet Serrahn
sind inzwischen 73 Moore mit einer Fläche von ca. 330 ha wiedervernässt worden, insge-
samt sind hier 157 Moore mit einer Fläche von etwa 474 ha vorhanden (Rowinsky 2003).
Die oberflächennahen Grundwasserleiter entwässern das Gebiet nach Süden in das
Flusssystem der Havel, natürliche Fließgewässer sind nicht vorhanden. In den ver-
gangenen Jahren ist der natürliche hydrologische Puffer der Seen, Moore und
Grundwasserleiter deutlich kleiner geworden (Kaiser et al. 2015, Kobel 2015). Der
Wasserhaushalt reagiert empfindlich auf kurzzeitige Klimaschwankungen und das
Niederschlagsgeschehen (Kobel 2015 und darin zitierte Literatur).
Die Auswahl der Untersuchungsgewässer (Abb. 1, Tab. 1), die im Folgenden kurz
charakterisiert werden, erfolgte auf der Grundlage ökologischer Merkmale, die für
188 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
Wasserfroschhabitate charakteristisch sind. Dazu zählen u.a. ein hoher Besonnungs-
grad und das Vorhandensein ausgedehnter, struktur- und vegetationsreicher Flach-
wasserzonen (Günther 1990, Plötner 2005).
Gewässerkomplex 1 (Postbruch u. Scheunbruch). Das östlich von Steinmühle gele-
gene Postbruch (Abb. 1, 2) umfasst fünf, ursprünglich abflusslose Kesselmoore, die
mesotroph-saure bis oligotrophe Standortverhältnisse aufweisen (Paulsen & Raskin
1995). Etwa 120 m südwestlich des Postbruchs liegt das Scheunbruch. Aufgrund der
geringen Distanz werden beide Gewässer als ein Komplex betrachtet und gemeinsam
behandelt.
Bereits das Urmesstischblatt von 1884 zeigt zwischen den einzelnen Mooren tiefe
Entwässerungsgräben und Torfstiche (Paulsen & Raskin 1995). Die Ufer- und Verlan-
dungsvegetation besteht überwiegend aus Torfmoos und Seggenrieden. Daneben
finden sich Weidengebüsche sowie Aufwuchs von Kiefern, Birken und Erlen. Juncus
effusus tritt in der Moorvegetation in mittelgroßen Anteilen als Stör- bzw. Vermul-
mungszeiger auf (Möbius 2018). Neben einer artenreichen Wasser- und Moorvegetati-
on trägt auch das reichhaltig vorhandene, horizontal und z.T. vertikal positionierte
Totholz wesentlich zur strukturellen Vielfalt der Uferbereiche bei.
Gewässer 2 (Birkbruch). Das Birkbruch (Abb. 3) dürfte ursprünglich ein mesotrophes,
schwach saures Quell- und Durchströmungsmoor gewesen sein (Paulsen & Raskin
1995). Heute wird dieses Moorgewässer als eutroph eingestuft, was auf die hydrologi-
schen Veränderungen (Entwässerung, Niederschlagsmangel), die bereits Ende des
19. Jh. einsetzten, zurückgeführt werden kann. Davon zeugen die im Urmesstischblatt
von 1884 eingezeichneten Entwässerungsgräben, die den Wasserstrom in Richtung
Rüsterwiese/Duwichswiese lenken, sowie ein Luftbild von 1953, auf dem gehölzfreie
Moore zu sehen sind. Passarge (1963) kartierte beide Moore als Kohldistelwiesen;
daraus ist zu schließen, dass diese nach ihrer Entwässerung zur Grünfuttergewinnung
genutzt wurden. Die früher getrennten Moore sind inzwischen zu einem Gewässer-
komplex zusammengewachsen (Paulsen & Raskin 1995, Jeschke 2003).
Gewässer 3 (Rüsterwiese/Duwichswiese). Dieser Gewässerkomplex (Abb. 4) entstand
in seiner heutigen Ausprägung durch die in den 1990er Jahren erfolgte Wiedervernäs-
sung einer ursprünglich zu- und abflusslosen Hohlform, in der sich die Rüsterwiese
und die Duwichswiese befanden (Paulsen & Raskin 1995). Ausgedehnte Flachwasser-
zonen (< 0,5 m) prägen das Bild dieses Gewässers, ebenso das im Gewässer einschließ-
Tab. 1: Lage und Charakteristika der Untersuchungsgewässer.
Location and characteristics of the waters studied.
Nr. Gewässer/Gewässerkomplex
Koordinaten
Fläche [ha]
pH
Höhe
NN [m]
Nord
Ost
Gesamt
Wasser
01
Postbruch
53.326497°
13.276736°
10,8
1,8
5,0
94,7
Scheunbruch
53.324151°
13.274102°
2,2
0,3
6,5
88,4
02
Birkbruch
53.336485°
13.264747°
4,2
1,8
6,2
89,4
03
Rüster
-
un. Duwichswiese
53.339644°
13.259178°
6,6
3,5
6,3
85,8
04
Wolfsbruch
53.331347°
13.251486°
2,5
0,3
5,5
92,7
05
Schwarzer See
53.344774°
13.225731°
4,6
1,8
6,2
78,4
06
Blankbruch (südicher Teil)
53.329386°
13.224009°
0,3
0,3
6,5
69,2
Bresen (nördlicher Teil)
53.327916°
13.222384°
2,0
0,9
6,8
68,9
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 189
Abb. 2: Gewässerkomplex 1. Oben: Das Postbruch mit seinen besonnten, vegetationsreichen Flach-
wasserzonen stellt einen optimalen Lebensraum für den Kleinen Wasserfrosch dar. Unten: Seggen-
riede (Carex sp.) prägen das Bild des stark verlandeten Scheunbruchs. Fotos: S. Krage.
Water complex 1. Above: The Postbruch with its sunny, vegetation-rich shallow water zones repre-
sents an ideal habitat for the pool frog. Below: Sedge meadows (Carex sp.) characterize the heavily
silted Scheunbruch.
190 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
Abb. 3: Gewässer 2 (Birkbruch bei Carpin). Sumpfseggenried (Caricetum acutiformis) und Grauwei-
dengebüsche charakterisieren den Uferbereich dieses eutrophen Moorgewässers. Foto: S. Krage.
Water 2 (Birkbruch near Carpin). Marsh sedge (Caricetum acutiformis) and grey willow bushes charac-
terize the shore area of this eutrophic moor water.
Abb. 4: Gewässerkomplex 3 (Rüsterwiese/Duwichswiese). Ausgedehnte, besonnte und mit Totholz
durchsetzte Flachwasserzonen charakterisieren dieses Gewässer. Foto: S. Krage.
Water complex 3 (Rüsterwiese/Duwichswiese). Extensive, sunny shallow water zones interspersed
with deadwood characterize this water body.
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 191
Abb. 5: Gewässer 4 (Wolfsbruch). Totholz und vegetationsreiche Ufer prägen das Bild dieses Habi-
tats. Foto: S. Krage.
Water 4 (Wolfsbruch). Deadwood and vegetation-rich banks characterize this habitat.
Abb. 6: Gewässer 5 (Schwarzer See bei Carpin). Torfmoos (Sphagnum sp.)-Seggenriede (Carex sp.)
zählen zu den charakteristischen Vegetationsformen seiner Uferbereiche. Foto: S. Krage.
Water 5 (Schwarzer See near Carpin). Peat moss (Sphagnum sp.)-sedge reeds (Carex sp.) are part of the
characteristic vegetation of its shore areas.
192 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
Abb. 7: Gewässerkomplex 6 (Blankbruch und Bresen). Oben: Südlicher Teil des Blankbruchs. Die
Oberfläche dieses Gewässers ist fast vollständig mit Wasserlinsen (Lemna sp.) bedeckt, wodurch
sowohl der biogene als auch physikalische Sauerstoffeintrag in das Gewässer beeinträchtigt werden.
Unten: Nördlicher Teil des Bresens. Durch den angrenzenden Kiefernforst werden Teile des Gewäs-
sers beschattet, damit ergeben sich Einschränkungen der Habitatfunktion für Wasserfrösche. Fotos: S.
Krage.
Water complex 6 (Blankbruch and Bresen). Above: Southern part of the Blankbruch. The surface of
this water body is almost completely covered with duckweed (Lemna sp.), which impairs both the
biogenic and physical oxygen input into the water. Below: Northern part of the Bresen. Parts of the
water body are shaded by the adjacent pine forest, resulting in restrictions of the habitat function for
water frogs.
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 193
lich seiner Uferbereiche zahlreich vorhandene Totholz. An mehreren Stellen haben
sich inzwischen Torfmoos-Schwingrasen ausgebildet.
Gewässer 4 (Wolfsbruch). Das Wolfsbruch (Abb. 5) repräsentiert ein typisches zu-
und abflussloses Kesselmoor mit Moormächtigkeiten von mehr als 1 m. Renaturie-
rungmaßnahmen erfolgten hier Mitte der 1990er Jahre (Jeschke 2003). Im südwestli-
chen Bereich befinden sich ausgedehnte Torfmoos-Seggenried-Bestände, die mit
Sumpfkalla (Calla palustris) und Wollgras (Eriophorum sp.) durchsetzt sind. Der süd-
östliche Bereich weist eine weitgehend offene Wasserfläche auf, die Tiefe beträgt hier
ca. 1,2–1,4 m. Das als Folge der Wiedervernässung entstandene Totholz trägt wesent-
lich zum Strukturreichtum dieses Moors bei.
Gewässer 5 (Schwarzer See). Der Schwarze See (Abb. 6) liegt in der Nähe der Ort-
schaft Carpin und ist durch einen Graben mit dem Schweingartensee verbunden.
Ursprünglich handelte es sich beim Schwarzen See um ein zu- und abflussloses Kes-
selmoor, der heute vorhandene Entwässerungsgraben wurde wahrscheinlich bereits
im 18. Jh. angelegt. In den 1990er Jahren wurde dann ein Stau mit Überlauf errichtet,
um den Pegel des Sees zu erhöhen und nur bei Hochwasserständen den Abfluss über-
schüssigen Wassers zu gewährleisten (Jeschke 2003). Die äußere Verlandungszone
dieses nahezu kreisförmigen Gewässers wird durch Schmalblättrigen Rohrkolben (Ty-
pha angustifolia) gebildet. Im Norden, Süden und Westen schließen sich weitere Vegeta-
tionsformen an, hauptsächlich handelt es sich um Torfmoos-Schmalseggen Ried (Galz
2004). Der Schwarze See ist vollständig von Rotbuchenwald umgeben.
Gewässerkomplex 6 (Blankbruch und Bresen). Das Blankbruch (Abb. 7) liegt in einer
Hohlform ca. 400 m südlich des Kotzenbruchs und im östlichen Randbereich des
Schweingartensees. Entwässerungsmaßnahmen erfolgten hier schon im 19. h., davon
zeugen die im Urmesstischblatt von 1884 eingezeichneten Gräben, welche im Jahr
1991 bzw. 1992 durch Staue geschlossen wurden. Wahrscheinlich bestand das Gewäs-
ser ursprünglich aus mehreren, hydraulisch isolierten Torfköpern (Paulsen & Raskin
1995, Jeschke 2003). Die Wasserfläche ist weitestgehend offen, im Randbereich befin-
den sich schmale, in Großseggenriede auslaufende Flachwasserzonen, die östlich von
einer extensiv genutzten Weidefläche und westlich von Buchen-Kiefernwald eingebet-
tet werden. Die Bestandserfassungen erfolgten im südlichen Teil des Blankbruchs und
erstreckten sich auch auf den direkt südlich anschließenden, nur durch einen ca. 70 m
schmalen Damm getrennten, nördlichen Teil des Bresens (Abb. 7).
Material und Methoden
Fangmethoden und Datenerfassung im Feld
Insgesamt wurden 247 adulte Wasserfrösche (166 ♂, 81 ♀) mittel Kescher und Kasten-
reusen (Typ Laar MH1) vom 11.5.–26.6.21 gefangen. Die Stichprobengröße variierte
zwischen 31 und 74 Tieren pro Gewässer mit Ausnahme des Gewässerkomplexes 6
(Bresen Nord/Blankbruch Süd), wo nur 21 Tiere gefangen werden konnten (Tab. 1).
Die Bestimmung des pH-Wertes erfolgten mit einem COMBO-Tester HI98129/130
(HANNA Instruments, Deutschland).
194 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
Morphologisch-morphometrische Untersuchungen
Von jedem Tier wurden die Oberseite, die Unterseite und der Fersenhöcker (Callus
internus) in der Seitenansicht einschließlich der 1. Zehe (Digitus primus) fotografisch
dokumentiert. Gleichzeitig erfolgte eine erste Diagnose der Taxonzugehörigkeit an-
hand des Phänotyps, insbesondere der Form des Fersenhöckers sowie bestimmter
Färbungs- und Zeichnungsmerkmale und die Bestimmung des Geschlechts anhand
sekundärer Geschlechtsmerkmale (Daumenschwielen und Schallblasen bei den
Männchen) (siehe Günther 1990, Plötner 2005, 2010). Im Anschluss wurden mit einer
handelsüblichen Schieblehre (Burg Wächter Precise PS 7215, Messgenauigkeit 0,01
mm) folgende Maße ermittelt: Kopf-Rumpf-Länge (KRL), Länge des Unterschenkels
(UL), Länge der 1. Zehe und des Fersenhöckers (ZHL) und Länge des Fersenhöckers
(HL) (siehe Plötner et al. 1994, Plötner 2010). Um den Messfehler zu minimieren,
wurde jedes Maß dreimal genommen und aus den Einzelwerten das arithmetische
Mittel gebildet, welches wiederum die Grundlage für die Berechnung der morpho-
metrischen Indizes KRL/UL, KRL/ZL (ZL = ZHL – HL), UL/HL und ZL/HL bildete.
Zusammen mit der KRL wurden diese Indizes als Eingangsvariablen für eine Haupt-
komponentenanalyse (HKA) und Diskriminanzanalyse (DA) verwendet, um zu prü-
fen, inwieweit die Formzugehörigkeit und der Genotyp anhand morphometrischer
Parameter bestimmt werden können. In Anlehnung an Tecker et al. (2017) wurden
nur adulte Individuen mit einer KRL > 4 cm in die Untersuchungen einbezogen.
Genetische Analysen (Genotypisierung)
Für die Bestimmung des Genotyps wurden von allen Individuen Gewebeproben mit
einem Wattestäbchen aus der Mundschleimhaut entnommen, nach Überführung der
Tupfer in Kryogefäße wurden die Proben bis zur DNA-Analyse in einem Tiefkühl-
schrank bei -18 °C gelagert. Die DNA-Isolation erfolgte mittels eines QIAcube-HT
(Qiagen) in 90 μl AE Puffer pro Probe.
Die Bestimmung der nukleären Genotypen basierte auf Nukleotid-Sequenzen (441 bp)
des zweiten Exons der 1. Untereinheit des Ubiquinol-Cytochrom C-Reduktase-Gens
(uqcrfs1) und Längenpolymorphismen von Amplifikaten des 1. Introns des Serumal-
bumin-Gens (SAI1). Beide Marker eignen sich zur Differenzierung der einheimischen
Wasserfroschformen (Plötner et al. 2009, Tecker et al. 2017, Krage 2022). Die Amplifi-
kation der DNA-Segmente erfolgte in 25 μl Reaktionsansätzen, diese enthielten 18,8 μl
entionisiertes Wasser, 2,5 μl PCR Puffer (New England Biolabs), 1,0 μl MgCl2 (25
mM), 0,2 μl (1,25 Einheiten) Taq-Polymerase (New England Biolabs, Ipswich, MA,
USA), 0,5 μl eines dNTP-Mix (jeweils 200 μM der einzelnen dNTPs A, T, C, G), jeweils
0,5 μ (10 μM) des Forward (Fo)- und Reverse (Re)-Primers sowie ca. 50 ng Template-
DNA. Die Temperatur-Zeit-Profile der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) umfassten
eine initialen, 3 min dauernden Denaturierungsschritt bei 96 °C, 35 Amplifikations-
Zyklen, die aus je einem Denaturierungs-, Annealing- und Extensionsschritt bestan-
den (SAI1: 94 °C–60‘‘, 50 °C–60‘‘, 72 °C–120‘‘; uqcrfs1: 94 °C–30‘‘, 60 °C–40‘‘, 72 °C–60‘‘)
und einen abschließenden, 5 min Extensionsschritt bei 72 °C (siehe Plötner et al. 2009,
2015, Tecker et al. 2017). Die Sanger-Sequenzierungen des uqcrfs1-Exons wurden von
der Firma Macrogen Europe (Head office, Meibergdreef 57, 1105 BA Amsterdam,
Niederlande) durchgeführt.
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 195
Die Bestimmung der Ploidie und des Genotyps der Hybridform P. esculentus erfolgte
auf der Grundlage der uqcrfs1-Sequenzen (Tecker et al. 2017, Krage 2022). Aufgrund
artspezifischer Polymorphismen ermöglicht dieses Gen eine Differenzierung zwischen
P. lessonae (LL) und P. ridibundus (RR) und folglich auch zwischen der Hybridform P.
esculentus und ihren Elternarten. Während P. lessonae und P. ridibundus in den poly-
morphen (artspezifischen) Sequenzpositionen nur jeweils eine spezifische Nukleotid-
base aufweisen, also homozygot sind, treten bei P. esculentus entsprechend seines
Hybridcharakters je eine lessonae- und eine ridibundus-spezifische Base auf. Aufgrund
eines sogenannten Gen-Dosis-Effekts sind in den Elektropherogrammen triploider
Tiere, die zwei lessonae-Chromosomensätze und einen ridibundus-Chromosomensatz
besitzen (Genotyp LLR), die lessonae-spezifischen Peaks deutlich höher als die ridibun-
dus-spezifischen. Bei Tieren mit zwei ridibundus-Genomen und einem lessonae-Genom
(RRL) herrschen umgekehrte Verhältnisse, d. h. die ridibundus-spezifischen Peaks sind
höher als die lessonae-spezifischen (Tecker et al. 2017, Krage 2022).
Um zwischen LLR-, LR- und RRL-Individuen differenzieren zu können, wurden in
den uqcrfs1-Elektropherogrammen der Hybrid-Sequenzen die Peak-Höhen (PH) von
fünf heterozygoten Positionen mit dem Programm BioEdit 7.2.4 (Hall 1999) gemessen
und für jede Position der Quotient (QPH) aus der Höhe des L- und des R-spezifischen
Peaks (PHL/PHR) gebildet. Aus den jeweiligen QPH-Werten wurde dann für jede Se-
quenz der Median (x) berechnet, der wiederum zur Determination der Ploidie und des
Genotyps diente. Im Anschluss wurde die getroffene Differenzierung zwischen LLR-,
LR- und RRL-Genotypen mittels multivariater statistischer Verfahren (Hauptkompo-
nentenanalyse, Diskriminanzanlyse) verifiziert, wobei nicht die QPH-Werte, sondern
die Absolutwerte (N = 10) der einzelnen PH (Rohdaten) als Eingangsvariablen Ver-
wendung fanden. Alle statistischen Analysen erfolgten mit dem Programm Statgra-
phics Centurion 18, Version 18.1.12 (Statpoint Technologies, Inc., Warrenton, USA).
Ergebnisse
Bestimmung des Genotyps
Die verwendeten genetischen Marker (SAI1, uqcrfs1) ermöglichten eine zweifelsfreie
Bestimmung der Formzugehörigkeit. Erwartungsgemäß lagen diese Marker bei P.
lessonae im homozygoten Zustand vor, während alle Hybriden mit Ausnahme eines
Tieres heterozygot waren, d. h. ein lessonae- und ein ridibundus-spezifisches Allel
besaßen. Die auf den QPH-Werten der Fo-Sequenzen des uqcrfs1-Gens basierenden
Mediane zeigten keine Normalverteilung, sondern drei disjunkte Gruppierungen
(Abb. 8), die entsprechend des prognostizierten Gen-Dosis-Effekts den Genotypen
RRL (xFo < 0,7), LR (0,8 ≤ xFo ≤ 1,8) und LLR (xFo > 2,0) zugeordnet wurden. Proben mit
Extremwerten (xFo > 2,8) oder qualitativ unzureichende (nicht auswertbare) Fo-
Sequenzen wurden unter Verwendung des Reverse-Primers erneut sequenziert. Alle
aus den Elektropherogrammen der Re-Sequenzen berechneten Mediane (xRe) lagen
unter 2,8, mit Ausnahme der uqcrfs1-Sequenz MV14, die einen Wert von xRe = 3,0
aufwies. Möglicherweise handelte es sich bei diesem Tier um ein tetraploides (4n)
Individuum. Im Gegensatz zu den Häufigkeitsverteilungen der aus den Fo-Sequenzen
196 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
Abb. 8: Sequenzbasierte Gen-Dosis-Effekte bei P.
esculentus. Oben: Dichtespuren der aus den Forward
(Fo)- und Reverse (Re)-Sequenzen des uqcrfs1-Gens
berechneten Mediane. Mitte: Projektion einer Haupt-
komponentenanalyse (Komponentenplot), die auf der
Basis der an den einzelnen Fo-Sequenzen ermittelten
Peak-Höhen (N = 10) durchgeführt wurde. Unten:
Projektion einer Diskriminanzanalyse basierend auf
den Peak-Höhen der einzelnen Fo-Sequenzen.
Above: Sequence based gene dosage effects in P.
esculentus. Density traces of the medians calculated
from the forward (Fo) and reverse (Re) sequences of
the uqcrfs1 gene. Middle: Projection of a principal
component analysis (component plot) based on the
peak heights (N = 10) of the individual Fo-sequences.
Below: Projection of a discriminant analysis based on
the peak heights of the individual Fo-sequences.
berechneten Mediane zeigte die Dichtespur
der xRe-Werte eine leichte Überlappung zwi-
schen der mutmaßlichen LR- und LLR-
Verteilung (Abb. 8); die RRL-Genotypen
wurden in dieser Analyse nicht berücksich-
tigt, da alle für diesen Genotyp durchgeführ-
ten Fo-Sequenzierungen eindeutig interpre-
tierbare Ergebnisse lieferten. Die abschlie-
ßende Festlegung des Genotyps (Consensus-
Genotyp) erfolgte unter Berücksichtigung der
xFo- und, sofern vorhanden, xRe-Werte, wobei
der Wertebereich für LLR-Genotypen ent-
sprechend der ermittelten Dichtspuren (Abb.
8) mit 2,0 < x < 2,8 festgelegt wurde. Mit
Ausnahme des vermutlich tetraploiden Indi-
viduums MV14 dürften xFo-Werte > 2,8 me-
thodisch bedingte Artefakte darstellen.
In Übereinstimmung mit den Ergebnissen
der univariaten statistischen Analysen konn-
ten LLR-, LR- und RRL-Individuen auch auf
der Grundlage der absoluten PH mittels
HKA differenziert werden. Darüber hinaus
war es möglich, den Genotyp aller Individu-
en diskriminanzanalytisch korrekt zu klassi-
fizieren, sofern das einzige potenzielle LLLR-
Individuums unberücksichtigt blieb (Abb. 8).
Die Ergebnisse der Genotypisierungen finden
sich in Tabelle 2. Bei lediglich 6 Individuen
(2,4 % der untersuchten Tiere) handelte es
sich um P. lessonae. Von den Hybriden wur-
den 89 (36 %) als diploid und 149 (ca. 60 %) als
triploid eingestuft, wobei hier die LLR-
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 197
Genotypen mit einem Anteil von 95,3 % quantitativ dominierten. Von einem Männchen
(Nr. 117, Gewässer 3) konnte weder die Ploidie noch der Genotyp bestimmt werden,
nach dem SAI1 handelte es sich um P. esculentus, im uqcrfs1-Gen besaß dieses Tier
jedoch nur das ridibundus-spezifische Allel. Das Geschlechterverhältnis (Männchen :
Weibchen) war bei den diploiden Hybriden zugunsten der Weibchen verschoben (1 :
1,28), während bei den triploiden LLR-Genotypen die Männchen im Verhältnis 1 : 0,24
deutlich überwogen.
Morphologie und Morphometrie
Für die korrekte Determination der Formzugehörigkeit erwies sich der Fersenhöcker
(Metatarsaltubercel, Callus internus) als wichtigstes Merkmal. Dieser ist bei P. lessonae
in der Regel symmetrisch geformt, d. h. der höchste Punkt liegt – von Ausnahmen
abgesehen – in der Mitte, während er bei den meisten P. esculentus in Richtung Zehen-
spitze (distal) verschoben ist (Abb. 9–12). Alle lessonae-Individuen konnten auf der
Grundlage der Fersenhöckerform und unter Berücksichtigung von Färbungs- und
Zeichnungsmerkmalen korrekt determiniert werden. Zu den oben erwähnten Aus-
nahmen zählte Tier Nr. 02 (Abb. 9), dessen Höcker nicht lessonae-typisch ausgeprägt
war, sondern eine Form zeigte, wie sie für P. esculentus charakteristisch ist. Die als
diagnostisch angesehenen morphometrischen Indizes (KRL/HL, UL/HL, ZL/HL)
dieses Tieres lagen jedoch allesamt im lessonae-spezifischen Bereich (Tab. 3, Abb. 13).
Tab. 2: Anzahl der in den einzelnen Untersuchungsgewässern gefangenen Wasserfrösche und nach
Geschlechtern (M. Männchen, W: Weibchen) getrennten Genotypen. LL: P. lessonae, LLR: triploide
Hybriden mit zwei L-Genomen und einem R-Genom, LR: diploide Hybriden, RRL: triploide Hybri-
den mit zwei R-Genomen und einem L-Genom. 1)Ein Individuum war nach den Ergebnissen der
statistischen Analysen wahrscheinlich tetraploid (LLLR), von einem weiteren polyploiden Individu-
um konnte der Genotyp aufgrund der fehlenden Re-Sequenz nicht bestimmt werden. 2)Ein nach
seinem Phänotyp und den Ergebnissen der SAI1-Amplifikation als P. esculentus determiniertes Indi-
viduum war am uqcrfs1-Locus homozygot für das ridibundus-spezifische Allel, eine exakte Bestim-
mung des Genotyps konnte deshalb nicht vorgenommen werden. Möglicherweise handelte es sich
hier um ein Tier mit einem rekombinierten Genom.
Number of water frogs caught in the individual waters and genotypes separated by gender (M: male,
W: female). LL: P. lessonae, LLR: triploid hybrids with two L-genomes and one R-genome, LR: diploid
hybrids, RRL: triploid hybrids with two R-genomes and one L-genome. 1)One individual was proba-
bly tetraploid (LLLR) according to the results of the statistical analyses, the genotype of another
polyploid individual could not be determined due to the missing Re-sequence. 2)One individual
determined as P. esculentus according to its phenotype and the results of SAI1 amplification was
homozygous for the ridibundus-specific allele at the uqcrfs1 locus, an exact determination of the geno-
type could therefore not be made. Possibly, this individual had a recombined genome.
Gewässer N
LL
LLR
LR
RRL
ESC
M
W
M
W
M
W
M
W
2N
3N
1
Postbruch/Scheunbruch
58
1)
5
(8,62)
–
21
(36,21)
11
(18,97)
2
(3,45)
16
(27,59)
1
(1,72) –
18
(31,03)
33
(56,90)
2
Birkbruch
32
– –
23
(71,88)
4
(12,50)
2
(6,25)
1
(3,12)
2
(6,25) –
3
(9,38)
29
(90,62)
3
Rüster
-
/Duwichswiese
74
2)
1
(1,35)
–
37
(50,00)
3
(4,05)
18
(24,32)
13
(17,57)
1
(1,35) –
31
(41,89)
41
(55,40)
4
Wolfsbruch
31
– –
5
(16,13)
7
(25,58)
3
(9,68)
15
(48,39) –
1
(3,23)
18
(58,06)
13
(41,94)
5
Schwarzer See
31
– –
20
(64,52)
2
(6,45)
8
(25,81)
– –
1
(3,23)
8
(25,81)
23
(74,19)
6
Blankbruch/Bresen
21
– –
9
(42,86)
–
6
(28,57)
5
(23,81) –
1
(4,76)
11
(52,38)
10
(47,62)
Summe
(%)
247
6
(2,43)
0
115
(46,56)
27
(10,93)
39
(15,79)
50
(20,24)
4
(1,62)
3
(1,22)
89
(36,03)
149
(60,32)
198 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
Abb. 9: Beispiele für die Ausprägung phänotypischer Merkmale (Färbung und Zeichnung von Ober-
und Unterseite, Form des Fersenhöckers) bei P. lessonae (Genotyp LL). Charakteristisch für diese
Spezies ist ein relativ großer, hoch gewölbter und in der Regel symmetrisch (oft halbkreisförmig)
ausgebildeter Fersenhöcker (Pfeil). Mitunter kommen auch Tiere mit unsymmetrisch geformten
Fersenhöckern vor, wie im Fall von Männchen 2 (oben).
Examples of the expression of phenotypic traits (coloration and patterning of the dorsal and ventral
sides, shape of the metatarsal tubercle) in P. lessonae (genotype LL). Characteristic for this species is a
relatively large, highly arched and usually symmetrical (often semicircular) shaped metatarsal tuber-
cle (arrow). Occasionally, specimens with an asymmetrically shaped tubercle occur, as in the case of
male 2 (above).
Die morphometrischen Analysen verdeutlichen, dass einerseits zwischen den einzel-
nen Genotypen (LL, LLR, LR, RRL) deutliche Unterschiede in den morphometrischen
Indizes bestehen, die formspezifischen Wertebereiche aber andererseits große Über-
schneidungen zeigen (Tab. 3, Abb. 13). So variierte z. B. der Parameter UL/HL bei
LLR-Tieren zwischen 5,81 und 8,24 und bei LR-Individuen zwischen 6,46 und 8,98.
Die deutlichsten, genotypspezifischen Unterschiede traten bei den Parametern
KRL/HL, ZL/HL und UL/HL zu Tage (Abb. 13).
Im Ergebnis einer Diskriminanzanalyse, in die neben den berechneten morphometri-
schen Indizes (Tab. 3) auch die KRL einging, konnten alle P. lessonae und RRL-
Triploiden korrekt klassifiziert werden (Abb. 13). Von den LLR-Genotypen wurden
3,5 % inkorrekt als P. lessonae und 22,5 % als LR-Genotypen eingestuft. Ein ähnliches
Bild ergab sich für die LR-Genotypen. Hier betrug der Anteil korrekt klassifizierter
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 199
Abb. 10: Beispiele für die Ausprägung phänotypischer Merkmale (Färbung und Zeichnung von Ober-
und Unterseite, Form des Fersenhöckers) bei triploiden P. esculentus mit zwei lessonae-Genomen und
einem ridibundus-Genom (Genotyp LLR). Aufgrund eines sogenannten Gen-Dosis-Effekts zeigen
viele LLR-Individuen lessonae-ähnliche Merkmale, z. B. eine gelbliche Färbung wie die Männchen 139
und 148 und/oder einen hoch gewölbten Fersenhöcker (Pfeil), der in der Regel aber nicht symmet-
risch geformt ist (siehe Individuen 9, 95, 148).
Examples of the expression of phenotypic traits (coloration and patterning of dorsal and ventral
sides, shape of the metatarsal tubercle) in triploid P. esculentus with two lessonae genomes and one
ridibundus genome (genotype LLR). Due to a so-called gene dosage effect, many LLR individuals show
lessonae-like characteristics, e.g. a yellowish coloration like males 139 and 148 and/or a highly arched
tubercle (arrow), which, however, is usually not symmetrically shaped (see individuals 9, 95, 148).
200 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
Abb. 11: Beispiele für die Ausprägung phänotypischer Merkmale (Färbung und Zeichnung von Ober-
und Unterseite, Form des Fersenhöckers) bei diploiden P. esculentus (Genotyp LR). Der höchste Punkt
des Fersenhöckers (Pfeil) ist bei LR-Individuen in der Regel in Richtung Zehenspitze (distal) verscho-
ben; hochgewölbte und symmetrisch geformte Höcker kommen nicht vor.
Examples of the expression of phenotypic traits (coloration and patterning of dorsal and ventral
sides, shape of the metatarsal tubercle) in diploid P. esculentus (genotype LR). In such individuals, the
highest point of the tubercle (arrow) is usually shifted towards the tip of the toe (distal); high arched
and symmetrically shaped tubercles do not occur.
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 201
Abb. 12: Beispiele für die Ausprägung phänotypischer Merkmale (Färbung und Zeichnung von Ober-
und Unterseite, Form des Fersenhöckers) bei triploiden P. esculentus mit zwei ridibundus-Genomen
und einem lessonae-Genom (Genotyp RRL). Der Fersenhöcker (Pfeil) ist bei diesem Genotyp oft flach
und dreieck- oder walzenförmig wie bei P. ridibundus ausgebildet. Mitunter erinnert auch die Fär-
bung der Rückenseite an Mitteleuropäische Seefrösche (P. ridibundus). Im Gegensatz zu diesen ist die
Unterseite vieler RRL-Individuen jedoch ungefleckt.
Examples of the expression of phenotypic traits (coloration and patterning of dorsal and ventral
sides, shape of the metatarsal tubercle) in triploid P. esculentus with two ridibundus genomes and one
lessonae genome (genotype RRL). As in P. ridibundus, the metatarsal tubercle (arrow) of RRL individ-
uals is often flat and triangular or cylindrical in shape. Sometimes the coloration of the dorsal side is
also reminiscent of Central European P. ridibundus. In contrast to this species, however, the ventral
side of many RRL individuals is unspotted.
202 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
Abb. 13: Links: Box-Whisker-Plots der Kopf-Rumpf-Längen (KRL) und der morphometrischen In-
dizes KRL/UL, KRL/HL, UL/HL und ZL/HL für P. lessonae (LL), diploid P. esculentus (LR) und poly-
ploide Genotypen (LLLR, LLR, RRL). Die Boxen entsprechen den Intervallen, in denen die mittleren
50 % der Daten liegen, in der Reihenfolge vom kleinsten zum größten Wert. +: arithmetisches Mittel;
horizontale Linie in der Box: Median. Rechts: Projektionen der Hauptkomponentenanalyse (A) und
Diskriminanzanalyse (B). Als metrische Variablen dienten die KRL und die o. g. morphometrischen
Indizes. Die Punktverteilungen zeigen, dass eine Trennung bzw. korrekte Klassifizierung der einzel-
nen Genotypen auf der Grundlage der gewählten morphometrischen Parameter nur bedingt möglich
ist. Überschneidungen treten vor allem zwischen diploiden LR- und triploiden LLR-Genotypen auf.
Left: Box-whisker-plots of snout-vent length (KRL) and four morphometric indices (KRL/UL,
KRL/HL, UL/HL, ZL/HL) that exhibit group-specific differences for P. lessonae (LL), diploid P. esculen-
tus (LR) and polyploid genotypes (LLLR, LLR, RRL). The boxes are equivalent to the intervals covered
by the middle 50% of the data values when sorted from smallest to largest. +: arithmetic mean; horizon-
tal line in the box: median. Right: Projections of the principal component analysis (A) and discrimi-
nant analysis (B). The KRL and the above-mentioned morphometric indices served as metric varia-
bles. The plots show that a separation or correct classification of the individual genotypes, based on
the selected morphometric parameters, is only possible to a limited extent. Overlaps occur mainly
between diploid LR and triploid LLR genotypes.
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 203
Individuen 69,7 %; 27,0 % wurden fälschlicherweise als LLR-Genotypen und 3 Tiere
(3,4 %) als RRL-Genotypen klassifiziert. Der Anteil aller korrekt klassifizierten Indivi-
duen betrug 73,8 %. Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass eine fehlerfreie Differenzie-
rung zwischen LLR-, LR- und RRL-Genotypen auf der Grundlage morphometrischer
Daten nicht möglich ist, sondern molekulare Marker erfordert.
Diskussion
Sequenzbasierte Bestimmung der Ploidie und des Genotyps
Die für einen Abschnitt des uqcrfs1-Gens statistisch evaluierten Gen-Dosis-Effekte
sprechen dafür, dass eine Bestimmung der Ploidie und des Genotyps auf der Grund-
lage von DNA-Elektropherogrammen mit hoher Genauigkeit möglich ist. Im Ver-
gleich zu anderen Methoden, mit denen der Genotyp von Wasserfröschen ebenfalls
ermittelt werden kann – dazu zählen u.a. Chromosomenanalysen (Zaleśna et al. 2011),
Durchflusszytometrie (z. B. Borkin et al. 1987, 2002, Litvinchuk et al. 2005) und Analy-
sen von Mikrosatelliten (z. B. Christiansen 2005, Holsbeek et al. 2008, 2009, Arioli et al.
2010) – ist eine Genotypisierung auf der Grundlage des verwendeten uqcrfs1-Sequenz-
Tab. 3: Arithmetisches Mittel (
x
)
±
Standardabweichung
(
σ
),
Minimum und Maximum der für die
einzelnen Genotypen berechneten morphometrischen Parameter. N: Anzahl untersuchter Individuen.
KRL: Kopf-Rumpf-Länge, UL: Länge des Unterschenkels (Tibia), HL: Länge des Fersenhöckers
(Callus internus), ZL: Länge der 1. Zehe (Digitus primus).
Arithmetic mean (x
) ± standard deviation (σ), minimum and maximum of morphometric parameters
calculated for each genotype. N: number of individuals investigated. KRL: snout-vent length, UL:
Tibia length, HL: length of the metatarsal tubercle (Callus internus), ZL: length der first toe (Digitus
primus).
Parameter
Genotyp
N
Min
x
± σ
Max
KRL [mm]
LL
6
43,7
46,7
± 2,77
50,3
LLR
142
41,0
57,2
±
5,22
74,6
LR
89
44,2
58,6 ± 4,98
70,8
RRL
7
48,5
55,5 ± 4,69
63,6
KRL/UL
LL
6
2,11
2,16
± 0,063
2,27
LLR
142
1,94
2,12
± 0,076
2,32
LR
89
1,90
2,09
± 0,071
2,26
RRL
7
1,88
1,96
± 0,079
2,08
KRL/HL
LL
6
11,79
12,54 ± 0,475
13,07
LLR
142
12,45
14,54 ± 0,876
17,28
LR
89
13,40
15,65 ± 1,112
19,17
RRL
7
16,01
17,29 ± 1,435
19,88
UL/HL
LL
6
5,54
5,80 ± 0,243
6,16
LLR
142
5,81
6,87 ± 0,417
8,24
LR
89
6,46
7,49 ± 0,508
8,98
RRL
7
8,27
8,83 ± 0,617
9,61
ZL/HL
LL
6
1,29
1,49 ± 0,154
1,66
LLR
142
1,48
1,87 ± 0,168
2,39
LR
89
1,63
2,08 ± 0,182
2,59
RRL
7
2,17
2,47 ± 0,300
2,96
204 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
motifs eine zeitsparende und vor allem kostengünstige Methode. Die Zuverlässigkeit
und Fehlerquote sequenzbasierter Genotypisierungen sollte jedoch durch parallele
Applikation zusätzlicher Methoden (z. B. Karyotypanalysen) und unter Einbeziehung
weiterer Stichproben validiert werden.
Beziehungen zwischen Genotyp und Phänotyp
Auf Grund des sogenannten Gen-Dosis-Effekts sind bei triploiden LLR-Individuen oft
lessonae-typische Merkmale ausgeprägt (z. B. eine Gelbfärbung der Oberseite), wäh-
rend RRL-Genotypen ridibundus-typische Merkmale zeigen. Aus diesem Grund wer-
den triploide Hybriden im Feld häufig falsch determiniert, d. h. mit ihren Elternarten
verwechselt. Diese Problematik spiegelt sich auch in den morphometrischen Indizes
wieder, wo deutliche Überschneidungen zwischen den Wertebereichen von P. lessonae
und denen der LLR-Genotypen sichtbar sind. Auch mittels HKA konnte keine voll-
ständige Differenzierung zwischen P. lessonae und LLR-Genotypen erreicht werden,
was auch in den Ergebnissen der DA zum Ausdruck kommt: während die Klassifika-
tion aller LL-Genotypen korrekt erfolgte, wurden 3,5 % der LLR-Genotypen inkorrekt
als P. lessoane klassifiziert. Darüber hinaus verdeutlichen die Ergebnisse der multiva-
riaten statistischen Analysen, dass eine morphometrische Differenzierung zwischen
LLR-, LR- und RRL-Individuen mit einem großen Fehler behaftet und damit nicht
möglich ist. Vor diesem Hintergrund sollten „Genotypisierungen“ von Teichfröschen,
die ausschließlich auf morphologisch-morphometrischen Merkmalen basierten (z. B.
Günther & Berger 1988, Fog 1994), kritisch hinterfragt werden.
Genetische Struktur der im Untersuchungsgebiet lebenden Wasserfrosch-Population
Mittels genetischer und morphologisch-morphometrischer Methoden konnte im
Müritz-Nationalpark neben diploiden und triploiden Teichfröschen (P. esculentus)
auch der Kleine Wasserfrosch (P. lessonae) nachgewiesen werden. Im Untersuchungs-
gebiet erreicht die Art ihre höchste Abundanz im Postbruch/Scheunbruch bei Stein-
mühle, weitere Nachweise gelangen in der Rüsterwiese (Plötner & Plötner 2020,
Plötner & Krage 2021, Krage 2022, Tab. 2). Die geringe Individuendichte des Kleinen
Wasserfroschs, das Fehlen der Art in vier von sechs Gewässern und der hohe Anteil
triploider LLR-Genotypen in der Stichprobe sprechen gegen das Vorkommen einer
typischen (reproduktionsfähigen) lessonae-esculentus-(L-E) Population. Vielmehr deu-
ten die vorliegenden genetischen Daten darauf hin, dass im Untersuchungsgebiet eine
reine Hybridpopulation lebt, was das Vorkommen einzelner P. lessonae (LL) nicht
ausschließt, da LL-Genotypen auch aus heterotypischen LL x LLR Kreuzungen oder
aus homotypischen LLR-Kreuzungen entstehen können (Günther et al. 1979). Schon
Berger & Günther (1988) diskutierten die Ursprünge der südlich des Untersuchungs-
gebiets, in der Umgebung des Dorfes Goldenbaum gefundenen P. lessonae-Individuen,
und vermuteten, dass diese zumindest in einigen Fällen unter Beteiligung von LLR-
Individuen entstanden waren.
LLR-Männchen spielen für die Dynamik reiner Hybridpopulationen eine entschei-
dende Rolle, indem sie – von Ausnahmen abgesehen – das lessonae-Genom (L) an die
nächste Generation weitergeben und aus genetischer Sicht damit die Funktion erfül-
len, die P. lessonae in Populationen des L-E-Systems inne hat. Im Gegensatz zu diploi-
Wasserfrösche im Müritz-Nationalpark 205
den Teichfröschen (LR-Genotypen), kann zwischen den doppelt vorliegenden L-
Genomen intra- und interchromosomale Rekombination stattfinden (Günther et al.
1979, Christiansen & Reyer 2009), wodurch die genetische Variabilität des Hybrid-
Genpools erhöht und unvorteilhafte Mutationen verringert werden. LLR-Genotypen
entstehen vor allem aus Paarungen zwischen diploiden LR-Weibchen, die diploide
LR-Eier bilden, und LLR-Männchen. Da LR-Weibchen in der Regel auch haploide R-
Eier mit Weiblichkeit-determinierenden X-Faktoren produzieren (Uzzell et al. 1975,
Berger et al. 1988, siehe auch Schempp & Schmid 1981), können sie sich wiederum
durch Paarungen mit LLR-Individuen reproduzieren. Die strukturelle Stabilität und
evolutive Dynamik reiner Hybridpopulationen wird also im Wesentlichen durch LR-
Weibchen und LLR-Männchen bestimmt (Günther et al. 1979, Berger & Günther 1988),
was auch in den prozentualen Anteilen der einzelnen Genotypen im Untersuchungs-
gebiet zum Ausdruck kommt (Tab. 2).
Zur Bedeutung des Müritz-Nationalparks für den Kleinen Wasserfrosch
Trotz der geringen Abundanz des Kleinen Wasserfroschs und ungeachtet der Frage,
inwieweit seine Reproduktion noch auf homotypischen Paarungen (LL x LL) basiert,
kommt dem MNP eine besondere Bedeutung als Lebensraum der Art an seiner nörd-
lichen Arealgrenze zu. Insbesondere die mosaikartige Vernetzung potenzieller Laich-
gewässer (besonnte Waldweiher und Moorgewässer) mit naturnahen Landlebens-
räumen (vor allem Buchen-Mischwälder) steht mit den Umweltansprüchen des Klei-
nen Wasserfroschs im Einklang (Günther 1990, 1996b, Plötner 2005). Um die ökologi-
sche Qualität der noch zahlreich vorhandenen Gewässer zu erhalten bzw. zu verbes-
sern, sollte deren Wasserführung stabilisiert und Verlandungstendenzen konsequent
entgegengetreten werden, was die Beseitigung noch funktionsfähiger Meliorations-
gräben, die Anstauung der Gewässer, eine partielle Entschlammung und die regelmä-
ßige Entfernung von Gehölzaufwuchs am Gewässerrand einschließt. Bei der Sanie-
rung bereits trocken gefallener und in Verlandung begriffener Gewässer ist besonde-
res Augenmerk auf die Anlage stark strukturierter, vegetationsreicher und nach Mög-
lichkeit ganztägig besonnter Flachwasserzonen zu legen. Die Einrichtung von Puffer-
zonen um die Laichgewässer, in denen keinerlei Pestizide oder synthetische Dünger
zum Einsatz kommen dürfen, und die Umwandlung von Acker in artenreiches, exten-
siv bewirtschaftetes Grünland wären wichtige Maßnahmen zur Verbesserung der
Qualität der terrestrischen Lebensräume in landwirtschaftlich genutzten Bereichen
(vgl. Frielinghaus & Heim 1997, Haacke 1999, Plötner & Zahn 2020).
Danksagung
Unser besonderer Dank gebührt allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Müritz-
Nationalparks, insbesondere Frau Gundula Wernicke und Herrn Roland Weber, für die geleis-
tete Hilfe und organisatorische Unterstützung unserer Arbeit. Der Gesellschaft für Naturschutz
und Landschaftsökologie Kratzeburg, insbesondere Dr. Martin Krappe, Markus Tschakert und
Kati Slavik, danken wir für die Bereitstellung der Kastenreusen und die Unterstützung bei der
Nutzung von QGis. Für ihre Hilfe beim Fang und Vermessen der Wasserfrösche sowie bei der
Dokumentation von Wasserfroschdaten danken wir Milan Schmidt, Willy John, Micha Buhrtz
sowie Christoph und Mathis Krage. Carola Radke (Berlin) sind wir für die zeitaufwendige und
gewissenhafte grafische Bearbeitung der Wasserfrosch-Bilder zu Dank verpflichtet. Dr. Jason
206 Krage, Schreiber, John, Plötner & Plötner
Dunlop (Berlin) korrigierte dankenswerterweise die englischen Texte. Das Projekt wurde aus
Mitteln des Landesamtes für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern
(Reg.-Nr. 20.23/21) und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (PL 213-11) finanziert, wofür
wir uns an dieser Stelle bei den Mittelgebern recht herzlich bedanken möchten. Nicht zuletzt
danken wir Herrn Prof. Ulrich Sinsch (Koblenz) für seine kritischen Bemerkungen, die zur
substantiellen Verbesserung des Manuskripts beigetragen haben.
Alle Untersuchungen fanden auf der Grundlage des Genehmigungsbescheids A09421 (Natio-
nalparkamt Müritz) vom April 2021 statt und entsprachen den gesetzlichen Regelungen der
Bundesrepublik Deutschland sowie den Richtlinien zur Feldforschung an lebenden Amphibien
und Reptilien, die von der „American Society of Ichthyologists and Herpetologists“ (ASIH), der
„Herpetologists League“ (HL) und der „Society for the Study of Amphibians and Reptiles”
(SSAR) aufgestellt wurden.
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