Valenzuela, N., D. C. Adams, R. M. Bowden & A. C. Gauger (2004): Geometric morphometric sex estimation for hatchling turtles: A powerful alternative for detecting subtle sexual shape dimorphism. – Copeia 2004(4): 735-742.
Geometrisch-morphometrische Geschlechtsbestimmung von Schildkrötenschlüpflingen: Eine sehr erfolgreiche Alternative zur Erfassung subtiler Formunterschiede zwischen den Geschlechtern (Geschlechtsdimorphismus).
Podocnemis expansa,
ein Schlüpfling
© Mario Herz
Die Identifizierung des Geschlechts bei Schildkrötenschlüpflingen ist sehr schwierig, da die Jungen sich offensichtlich äußerlich nicht unterscheiden. Zudem sind die anderen zurzeit verfügbaren Techniken zur Geschlechtsbestimmung oftmals bei Feldstudien nicht einsetzbar. Wir stellen hier eine kostengünstige Alternative mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten vor, mit der auch subtile (wenig ausgeprägte) Geschlechtsunterschiede bei Schlüpflingen zuverlässig detektiert werden können, basierend auf einer Landmarken gestützten digitalisierten, geometrisch-morphometrischen Methode. Für diese Vorgehensweise wurden die typischen Markierungen des Carapaxes anhand von Fotografien der Schlüpflinge digitalisiert. Anschließend wurden durch Größenveränderungen Formvariablen generiert und die Lokalisation und Orientierung wurden eliminiert (so dass man mehrere form- und orientierungsunabhängige Messpunkte erhält). Diese Variablen wurden dann daraufhin analysiert, ob sie etwas über den Sexualdimorphismus ausdrücken, worauf sie dann in einer „geschlechterdiskriminierenden“ (unterscheidenden) Funktionsanalyse (Rechenverfahren: discriminant function analysis) eingesetzt wurden, um das Geschlecht der Schlüpflinge zu erfassen. Wir setzten diese Methode zur Geschlechtsdifferenzierung bei zwei unterschiedlichen Arten ein (Chrysemys picta und Podocnemis expansa), wobei wir zeigen konnten, dass die Methode einen hohen Grad an Zuverlässigkeit bei der Zuweisung des richtigen Geschlechts aufwies, mit einer Trefferquote von 98 % und 90 % für die jeweilige Art. Anhand der Kreuzvalidierung ergab sich in 85 % der Fälle eine korrekte Geschlechtsbestimmung. Diese korrekte Geschlechtsbestimmungsrate war um vieles höher als jene, die mit bisher bei diesen Arten eingesetzten Methoden erreicht werden konnte, welche nur Daten aus linearen Distanzmessungen benutzten. Wir untersuchten zudem zwei alternative statistische Verfahren zur Geschlechterdiskriminierung (K-Mittelwert-Klusterbildung [K-means clustering] und Multiple logistische Regression [multiple logistic regression]) und fanden dass diese alternativen Methoden für C. picta nur eine Trefferquote von 61 % und 78 % und für P. expansa 69 % und 77 % erreichten. Diese Befunde sind vergleichbar zu den Klassifizierungsraten für andere Arten, die auf der Basis linearer Distanzmessungen erhoben wurden. Wir konnten ebenso belegen, dass die beobachteten Geschlechtscharakteristika der Juvenilen für beide Arten unterschiedlich waren. In P. expansa zeigten die männlichen Exemplare eine wesentlich größere Ausweitung der zentralen Carapaxregion im Vergleich zu weiblichen Schlüpflingen, wohingegen bei C. picta ein genau umgekehrtes Muster gefunden wurde. Wir schließen aus den Befunden, dass die Diskriminantenanalyse basierend auf einer quantifizierenden Morphologie unter Verwendung von geometrisch-morphometrischen Daten jedem Forscher ein zuverlässiges Instrument an die Hand gibt, um bei Schlüpflingen das Geschlechterverhältnis zu erfassen.
© Hans-Jürgen-Bidmon
Kommentar von H.-J. Bidmon
Diese Methode wurde an einer großen Stichprobe von Schlüpflingen getestet, wobei sie zuverlässig arbeitete. Für den Leser mag sich diese Methodenbeschreibung kompliziert anhören, was sie aber eigentlich nicht ist, denn man braucht nur gute digitale Fotos und die entsprechenden Computerprogramme, mit denen die Auswertung durchgeführt wird. Diese Programme müssen nur für die entsprechende Art geeicht sein, wobei man nicht Jahre warten muss, bis man das Geschlecht sicher erkennt, sondern man muss nur an einer Stichprobe von Tieren anhand von Radioimmunoassays oder durch hochauflösende Scanner das Geschlecht bestimmen und den Befunden zuordnen (Systemeichung). Wenn dieser Vergleich gemacht ist, kann jeder Feldherpetologe, der einen guten Laptopcomputer dabei hat, anhand von Fotos das Geschlecht der Jungtiere bestimmen lassen. Übrigens diese Verfahren sind auch zur Erfassung von Schildkrötenidentitäten einsetzbar. Da sie sich nicht auf Zeichnungsmuster stützen und auch form- und orientierungsunabhängige Merkmale zur Identifizierung nutzen, können sie selbst bei Veränderungen durch Zuwachs ihre charakteristischen Merkmale erkennen. Damit ließen sich nach einer kurzen Erprobung sicherlich digitale Fotopässe für Schildkröten erstellen, die fast so sicher wie ein genetischer Fingerabdruck wären, und gegenüber der derzeitigen Situation die Fotodokumentation zu einem noch um vieles zuverlässigeren Identifizierungsverfahren machen würden
Galerien
Chrysemys picta – Zierschildkröte
Podocnemis expansa – Arrauschildkröte