Leben & Gene
Olfaktologie

Immer auf der richtigen Fährte

Von Georg Rüschemeyer
© www.fotex.de, F.A.S.

San Francisco gilt als Treffpunkt schräger Vögel. Doch die Gestalten, die im Sommer 2006 auf dem Gelände der Universität Berkeley zu beobachten waren, dürften selbst dort für Kopfschütteln gesorgt haben. Overalls, Knieschoner und dicke Arbeitshandschuhe, auf dem Kopf Gehörschutz-Kopfhörer und mit undurchsichtigem Stoff beklebte Skibrillen – in diesem Outfit krochen tagelang Versuchspersonen auf allen Vieren über eine Wiese auf dem kalifornischen Universitäts-Campus, ihre Nasen wie ein Spürhund dicht am Gras.

Tatsächlich wollte die Biophysik-Doktorandin Jess Porter mit diesem Experiment überprüfen, ob Menschen dazu in der Lage sind, wie ein Hund einer Fährte zu folgen. In diesem Fall einer gut zehn Meter langen, in der Mitte um 45 Grad abknickenden Geruchsspur aus Schokoladenaroma. Das später im Fachjournal „Nature Neuroscience“ publizierte Ergebnis der Tests: Zwei Drittel der insgesamt zweiundvierzig Probanden folgten der Spur erfolgreich, mit etwas Übung ließen sich Genauigkeit und Tempo noch deutlich erhöhen. Und offenbar nutzen sie dabei sogar eine Art Richtungsriechen mit Hilfe der minimal unterschiedlichen Duftstoffkonzentrationen in den beiden Nasenlöchern, um auf der richtigen Fährte zu bleiben.

Geschrumpftes Riechhirn

Dieses Experiment an der Universität in Berkeley gehört zu den zahlreichen Belegen, die der Riechforscher John McGann von der Rutgers University in New Jersey jetzt in einem Überblicksartikel in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Science“ zusammenträgt. McGann legt darin recht überzeugend dar, warum er die bis heute verbreitete Vorstellung eines nasal minderbemittelten Menschen für einen Mythos mit Wurzeln im 19. Jahrhundert hält.

Tatsächlich hatte die Nase als Sinnesorgan in der westlichen Zivilisation schon vorher einen schweren Stand. Wohlgerüche dienten dazu, „Schleckereien und Wollust des Leibes zu erwecken“, schrieb etwa der Renaissancedichter Petrarca. Wissenschaftler späterer Zeiten beschrieben den Menschen vor allem als Augentier, zum Beispiel Charles Darwin, der dem Riechsinn nur „extrem geringen Nutzen“ zubilligte. Zur gleichen Zeit stellte der französische Neuroanatom Paul Broca, auf den auch die grobe Einteilung des Tierreichs in Makro- und Mikrosmaten, also Groß- und Kleinriecher, zurückgeht, die Theorie auf, das Riechhirn sei im Menschen geschrumpft, um einem umso größeren Frontalhirn und damit erst Vernunft und freiem Willen Platz zu machen.

Für Freud war die Nase natürlich nicht einfach nur die Nase

Sigmund Freud kombinierte diese Idee mit jener von Petrarca und reduzierte den Riechsinn auf einen Auslöser von instinktivem Sexualverhalten, der im Menschen glücklicherweise weitgehend atrophiert sei. Sein Leibarzt Wilhelm Fließ wiederum stellte 1910 in seinem Werk „Über den ursächlichen Zusammenhang von Nase und Geschlechtsorganen“ schließlich noch die „nasogenitale Reflextheorie“ auf, der zufolge die Nase nicht nur symbolisch, sondern auch zentralnervös einen direkten Draht zu des Mannes bestem Stück habe.

Angesichts derart prominenter Nasenverächter hätten spätere Forscher die Vorstellung vom mikrosmatischen Menschen einfach ungeprüft übernommen und alle neuen Befunde nur in ihrem Licht interpretiert, meint nun McGann. Dabei sei unser Geruchssinn in Wirklichkeit sehr viel leistungsfähiger als gedacht. Auch der Mensch lebe in einer reichen Welt aus Düften, die unsere Gefühle und unser Verhalten beeinflussen.

Mächtige Riechkolben hier wie dort

Tatsächlich bleibt von Brocas Theorie bei genauerer Betrachtung schon auf neuroanatomischer Ebene nicht viel übrig. Zwar erscheinen die beiden Riechkolben, an denen die sensorischen Nervenbahnen aus der Nasenschleimhaut enden, beim Menschen wirklich nur wie winzige Anhängsel des Großhirns, während sie etwa bei der Maus einen guten Teil des Schädelvolumens füllen. Doch absolut betrachtet, ist der menschliche Bulbus olfactorius sogar deutlich größer als jener des Nagers. Berücksichtigt man die Zahl der darin liegenden Nervenzellen, so kommen Schätzungen für Maus, Mensch und viele andere Säuger auf vergleichbare Ergebnisse in der Größenordnung von einigen Millionen Neuronen.

Auch beim Riechen komme es eben nicht so sehr auf die Größe oder Zellzahl des Organs an, sagt der Bochumer Riechforscher Hanns Hatt. Das gelte ebenfalls für die Vielfalt der auf den Riechzellen der Nase sitzenden Rezeptoren. Beim Menschen sind es vermutlich um die 400 solcher Empfangsstationen. Durch flüchtige Duftstoffe in der Luft werden sie unterschiedlich stark aktiviert, erst ihre Kombination löst das spezifische Geruchserlebnis aus. „Durch eine intelligente Verarbeitung der Information kann man mit kleinen Strukturen sogar oft mehr erreichen.“

Gut sind wir bei Kaffee und Schweißfüßen

Aussagen über die Feinheit einer Nase erlauben eher sogenannte Wahrnehmungsschwellen, die für viele Gerüche auch beim Menschen extrem niedrig liegen. Auf einige Duftstoffe, etwa einen Bestandteil des Bouquets von Röstkaffee oder die von Schweißfüßen verströmte Valeriansäure, reagierten menschliche Probanden sogar empfindlicher als eine Reihe von Säugetieren. Durchaus gut ausgeprägt ist das Vermögen des Menschen, verschiedene Gerüche zu unterscheiden. Es dürften jedenfalls deutlich mehr sein als die in Lehrbüchern oft zu lesende Zahl von 10000. Auch wenn eine 2014 ebenfalls in „Science“ publizierte Studie, die diese Zahl auf mehr als eine Billion schätzte, im Forscherkollegium wegen frappierender methodischer Mängel durchfiel. Allerdings hängt unser Riechvermögen in hohem Maße von individueller Veranlagung und Training ab, wie die feinen Nasen von Parfumeuren oder Weinkennern zeigen.

Mit seinem Lob kann McGann jetzt viele seiner Kollegen hinter sich versammeln. Spätestens seit der Jahrtausendwende hätten zahlreiche Studien das traditionelle Bild vom Menschen und anderen Primaten als Mikrosmatiker revidiert, sagt beispielsweise der Neurophysiologe Gordon Shepherd von der Yale University, der schon 2004 einen Review mit ganz ähnlicher Aussage veröffentlicht hat. Die Besonderheit des menschlichen Geruchssinns sieht Shepherd durch den aufrechten Gang bedingt, durch den sich die Nase vom Boden und dessen vielfältigen Gerüchen entfernt habe. Durch diese Hochnäsigkeit habe das orthonasale Riechen beim Einatmen an Bedeutung verloren. Umso wichtiger sei das retronasale Riechen geworden, also die Duftstoffwahrnehmung beim Ausatmen, die zusammen mit den fünf basalen Geschmackswahrnehmungen der Zunge (süß, sauer, salzig, bitter und umami) erst für unsere reiche Geschmackswahrnehmung sorgt.

Nonsens mit Wein und Urin

Auf Widerspruch trifft jedoch John McGanns Schlussfolgerung, der Mensch stehe mit seinem Riechsinn selbst anerkannten Supernasen wie Hunden oder Nagern nicht nach. Wer was gut riechen könne, sei lediglich eine Frage der ökologischen Bedeutung eines Geruchs für die jeweilige Art. Hunde seien deshalb eben gut darin, Artgenossen anhand des Urins an Laternenpfählen zu erkennen, dafür könnten Menschen zahllose Weine olfaktorisch unterscheiden.

„Das ist schlicht Nonsens“, meint sein britischer Kollege Tim Jacob angesichts dieser sensorischen Gleichmacherei. „Das Riechen hat für uns einfach nicht die Bedeutung wie für viele andere Säuger. Bei der Maus führt allein der Geruch eines fremden Männchens zum Abbruch einer Schwangerschaft; Spürhunde können noch die schwächsten Fährten aufnehmen.“ Das spiegele sich auch in den Genen für Duftrezeptoren wider, die im menschlichen Genom zum Großteil ihre Funktion verloren haben. „Warum haben wir da einen so viel größeren Anteil von solchen Pseudogenen als die Maus? Weil der Verlust der dazugehörigen Rezeptoren nicht mit einem evolutionären Nachteil verbunden war“, sagt Jacob, den die prominente Plazierung von McGanns Thesen in „Science„ ärgert.

„Wer einen Hund hat, der weiß, dass Menschen nicht die gleichen Fähigkeiten haben“, stellt Richard Doty von der University of Pennsylvania lapidar fest. Er sei sich ziemlich sicher, dass man Hunde auch auf die Unterscheidung verschiedener Bordeaux-Weine abrichten könnte, wenn man es nur versuche. Einer Spur aus großzügig aufgetragenem Schokoladenaroma zu folgen, ist für Menschen zwar eine überraschende Fähigkeit. Unter Vierbeinern dürfte diese Aufgabe aber selbst für den Klassenletzten aus der Hundeschule keine allzu große Herausforderung darstellen.

Quelle: F.A.S.
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