Bizar evolution: Bittesmå frøer kan ikke lande på benene
Frøernes balanceevne er muligvis røget, fordi de er så små. Det er dog langt fra det eneste, der er mærkeligt ved dem, fortæller forsker.
pumpkin toadlet græskar frø brachycephalus orange fingernegl lille balance mini vestibulær system

Frøerne i Brachycephalus-familien har mange evolutionære fordele ved at være så små, men der har måttet gøres visse ofre - der er eksempelvis ikke plads i kraniet til et velfungerende balanceorgan. (Foto: Shutterstock)

Frøerne i Brachycephalus-familien har mange evolutionære fordele ved at være så små, men der har måttet gøres visse ofre - der er eksempelvis ikke plads i kraniet til et velfungerende balanceorgan. (Foto: Shutterstock)

Kameraerne er sat op, så beskueren både kan se den slidte, gråhvide bordplade oppefra og fra siden.

En lillebitte, orange frø - en såkaldt græskarfrø, der ikke er større end en fingernegl - står ubeslutsomt i venstre side af billedet.

Det er ikke til at sige, hvilket signal frøen reagerer på, men pludselig er den i bevægelse: Padden sætter af med de relativt spinkle bagben i et spring, der transporterer den mange gange sin egen kropslængde.

Men der er et eller andet, der går galt. Helt galt!

Den orange miniput strækker både bagben og forben stift ud fra kroppen i en mærkværdig komposition. Den lille krop begynder hurtigt at tippe bagover. Kursen er skæv.

Efter en halv baglæns kolbøtte i luften lander frøen med et hårdt stød på siden af torsoen og triller om på ryggen. Den skrigorange mave er synlig og sårbar. Umiddelbart efter landingen trækker frøen bagbenene lidt til sig igen – ellers viser den ikke tegn på at rejse sig.

Hvad foregår der?


Stiv som et bræt forsøger frøen af underarten Brachycephalus brunneus at undslippe sin plageånds nænsomme puf med en aparte vejrmølle. (Video: Essner et al. / CC-BY-NC)

Den lille video er filmet af amerikanske forskere og indgår i et nyt studie, der netop er blevet publiceret i det videnskabelige tidsskrift Scientific Advances.

Forskerne har undersøgt miniature-frøer fra Brachycephalus -familien for at afdække et noget ejendommeligt evolutionært træk:

De små frøer kan simpelthen ikke holde balancen, når de springer.

»De ser temmeligt ubehjælpsomme ud,« griner Jakob Christensen-Dalsgaard. Han er lektor ved Biologisk Institut på Syddansk Universitet og har læst det nye studie - og set de tilhørende videoer - for Videnskab.dk.

Forskeren fortæller, at de manglende akrobatiske evner ikke er det eneste, der gør græskarfrøerne til noget helt særligt - men det vender vi tilbage til.


Den lille frø af arten Brachycephalus Coloratus bliver forsigtigt puffet ud i en forfejlet saltomortale. (Video: Essner et al. / CC-BY-NC)

Et for lille balanceorgan

For at undersøge, hvorfor græskarfrøerne ikke kan lande på benene, delte forskerne deres undersøgelse op i to:

  • Først og fremmest observerede og filmede de frøerne i deres spring.
  • Men de benyttede sig også af oVert-databasen – en database, der indeholder 3D-modeller af over 20.000 hvirveldyr, skabt ud fra CT-skanninger.

»Det er jo altid spændende at lave kombination af adfærds- og fysiologiske studier,« siger Jakob Christensen-Dalsgaard, der ikke har været involveret i det nye studie, men selv har forsket i blandt andet blandt frøers hørelse.

»Dels har forskerne prikket til de her græskarfrøer og set dem springe - det er jo adfærd - og observeret, at de er dårlige til at orientere sig ligevægtsmæssigt. Det har forskerne så korreleret med (fundet statistisk sammenhæng med, red.), at deres indre øre ser underligt ud,« fortæller forskeren.

I det indre øre findes vestibulær-systemet - også kendt som balanceorganet. Ved at gennemgå hundredevis af frø-skanninger fra databasen stod det klart for forskerne, at græskarfrøerne havde de absolut mindste vestibulære systemer, man nogensinde havde set hos et hvirveldyr.

Det vestibulære system


Det vestibulære system kaldes også for balanceorganet, og det findes hos alle hvirveldyr.

Systemet er et netværk af væskefyldte knogleringe kaldet buegange, der befinder sig i det indre øre, samt et hulrum ved navn vestubulum.

Væsken i buegangene holder sig vandret, når vi bevæger hovedet. Det bliver registreret af sansehår på buegangens væg, der sender signaler til hjernen om vores krops bevægelse.

Uden ligevægtssansen kan vi ikke holde balancen og bliver svimle.

Kilde: Jakob Christensen-Dalsgaard

Måske så små, at systemet ikke længere virker, som de skal.

Tilbage i 2017 var Jakob Christensen-Dalsgaard selv med til at lave et studie om græskarfrøerne, mere specifikt om deres hørelse. 

I den forbindelse fik Jakob Christensen-Dalsgaard også mulighed for at studere græskarfrøernes indre øre, og allerede hér stod det klart for forskerne, at noget ikke så rigtigt ud.

»Vi kunne jo se, at deres indre øre er reduceret. Deres buegange er små og forholdsvis brede,« fortæller forskeren.

Men at det skulle være miniaturiseringen, der har frarøvet frøerne deres ligevægt, mener Jakob Christensen-Dalsgaard kun er »den halve sandhed«.

»Visse arter af frøer er næsten lige så små, eksempelvis mange af de andre giftfrøer - men de kan stadig godt springe,« siger frøforskeren.

De »mærkeligste frøer«: Halvdøve og selvlysende

Men en forpurret karriere inden for springgymnastik er på ingen måde græskarfrøernes eneste famøse aspekt.

»Det er de mærkeligste frøer,« griner Jakob Christensen-Dalsgaard, da han bliver spurgt til alle frøens skavanker og særheder.

I 2017-studiet fandt forskerne ud af, at hunnerne simpelthen er halvdøve; de kan ikke høre hannernes kald.

Underholdende nok kalder hannerne videre, tilsyneladende upåvirkede af, at hunnerne ikke reagerer.

»Jeg plejer at joke med, at det er nærmest ikke værd at undersøge, om dyr kan høre deres egne lyde,« fortæller Jakob Christensen-Dalsgaard. »Det er jo børnelærdom (at det kan de godt, red.) - men nej.«

I studiet stod Jakob Christensen-Dalsgaard overfor den spændende udfordring at foretage høretests på meget giftige frø-patienter, der kun er få milimeter lange.

»Forsøget foregik ved, at vi bedøvede dyrene – dels af praktiske årsager, fordi de skal ligge stille, men også fordi vi skal opføre os ordentligt. Så satte vi nogle elektroder på, der bestod af meget tynde sølvtråde. Vi satte én ind under huden og én i næseboret og én i enden. Det var sådan set smart – så lidt invasivt som muligt,« forklarer Jakob Christensen-Dalsgaard.

Ved hjælp af elektroderne kunne Jakob Christensen-Dalsgaard aflæse de elektriske signaler i hørebanen. Og ganske rigtigt:

Hunnerne var døve for det område omkring 5kHz, hvor hannernes kald lå. 

Til spørgsmålet om at håndtere et lille dyr, hvis hud indeholder en potent nervegift, kan man næsten høre lektoren trække på skuldrene i telefonen.

»De er da giftige - man skal undgå at sutte på fingrene, men altså,« siger han tørt.

Vestibulær system frøer indre øre væske størrelse små balance problemer spring

Vestibulærsystemet i frøernes indre øre er så små, at den væske, der skal flyde rundt i hulrummene og sende signaler til hjernen om, hvad der er op og ned, simpelthen har for lidt plads. (Figur: Essner et al.)

Frøeksperten nævner desuden, at de orange underarter er fluorescente - når man rammer dem med ultraviolet lys, bliver de 'selvlysende'.

Der er i sandhed tale om en meget mærkelig frø.

Evolutionære fordele eller underlig blindgyde?

Selvom evolutionens veje er uransagelige, er det svært ikke at gruble over, hvorfor den sydamerikanske paddefamilie har udviklet sig, som den har, og måske især hvorfor de er så små.

»En nem måde at blive så små på er at blive kønsmodne på et tidligt tidspunkt,« forklarer Jakob Christensen-Dalsgaard. Han fortsætter:

»Det kan der være nogle fordele ved, specielt hvis der er andre faktorer, der gør, at arten udvikler sig langsomt. Så det ser man en hel del hos padder - at de simpelthen bliver kønsmodne på larve-stadiet.«

Forskeren fortæller, at mellemøret er noget af det sidste, der udvikler sig i løbet af frøers fosterstadie. Det har den konsekvens, at en del frøarter har et reduceret mellemøre, hvilket medfører et væld af unikke problemer.

At det hos Brachycephalus-familien er det indre øre, der er skrumpet, kan ifølge Jakob Christensen-Dalsgaard måske være noget så kedeligt som et »historisk tilfælde«:

»Det sker af og til, at der sker nogle mærkelige ting med dyr. Men det er ikke så smart at reducere sit indre øre,« griner biologen.

»Hvis man tror, at evolutionen altid forbedrer tingenes tilstand, så er det her et sjovt eksempel,« konstaterer han.


(Video: Essner et al. / CC-BY-NC)

Så hvad skal der ske med dette mærkværdige sammensurium af en padde? Man kunne frygte, at denne evolutionære udvikling en dag vil komme til at blive et problem for frøerne? 

Det når det dog næppe at blive, fortæller Jakob Christensen-Dalsgaard.

Græskarfrøerne lever i tågeskove i den Atlantiske Skov langs Brasiliens atlanterhavskyst. Det er en anden slags skovvækst end regnskov, nemlig fugtig bjergskov, og den Atlantiske Skov er med Jakob Christensen-Dalsgaards ord hverken lige så stor eller robust som eksempelvis Amazonas-regnskoven, men med exceptionelt høj biodiversitet.

»Deres værste trussel er – som det også er for så mange andre frøer – habitat-ødelæggelse,« slutter Jakob Christensen-Dalsgaard.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om det bizarre havdyr her.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk