2.2 Chemische Sinne > Riechsinn

2.2.1 Aktuelles aus der Wissenschaft zum Riechsinn

Zusammengetragen und zusammengefasst von Ulrich Helmich (Impressum)

Ein neuer Geruchssinn
(Spektrum der Wissenschaft, Januar 2007)

Die Rezeptor-Moleküle in der Membran der Riechsinneszellen sind normalerweise auf der Membraninnenseite mit einem G-Protein gekoppelt, welches dann andere Enzyme wie beispielsweise Adenylatcyclase zur Synthese sekundärer Botenstoffe anregt, welche dann dafür sorgen, dass sich Ionenkanäle der Zellmembran öffnen, so dass Natrium-Ionen einströmen und die Membran depolarisieren können.

Bei Mäusen haben Wissenschaftler nun 15 neue Duftstoff-Rezeptoren entdeckt, die nicht an normale G-Proteine gekoppelt sind, sondern an ganz spezielle G-Proteine, wie sie sonst nur bei der Erkennung bestimmter Neurotransmitter vorkommen, vor allem von Serotonin und Dopamin. Wie man weiter herausfand, sind diese neuen Rezeptoren hauptsächlich für Amine empfindlich, chemische Verbindungen mit NH2-Gruppen, die vor allem im Urin der Mäuse vorkommen. Die Konzentration dieser Amine ist vom Geschlecht und der sexuellen Reife der Maus abhängig. Man vermutet also, dass die neuen Duftstoff-Rezeptoren das Sozial- und Sexualverhalten der Tiere steuern.

Quelle (nur für Abonennten): www.spektrumverlag.de / artikel / 860486

Wässriges Schnuppererlebnis
(spektrumdirekt, 22.12.2006)

Unter Wasser lebende Säugetiere sollten eigentlich nicht riechen können. Normalerweise verbindet man mit dem Begriff "Geruch" die Vorstellung, dass Moleküle in der gasförmigen Luft verteilt sind und so in die Riechschleimhaut unserer Nase gelangen. Der Geschmackssinn dagegen nimmt in Wasser gelöste Moleküle wahr. Tiere, die unter Wasser leben und chemische Substanzen wahrnehmen, sollten diese daher eher schmecken als riechen.

Nun hat man aber den Sternmull näher untersucht und festgestellt, dass dieses absolut hässliche Tier nicht nur tauchen, sondern auch noch unter Wasser riechen kann. Und zwar richtig riechen - in dem Sinne, dass Moleküle in der Luft verteilt wahrgenommen werden. Dazu produziert der Sternmull Luftblasen, die mit Ausatemluft gefüllt sind. Sieht der Sternmull ein interessantes Objekt, pustet er es mit seinen Luftblasen an, ungefähr zehn Stück pro Sekunde. Die Luftblasen treffen auf das Objekt und nehmen einen Teil seines Geruchs auf. Dann werden die Luftblasen vom Sternmull wieder eingeatmet. Die jetzt in der Luft gelösten Duftstoffe können tatsächlich wahrgenommen werden, wie Untersuchungen bestätigt haben.

Bei der Nördlichen Wasserspitzmaus, die ebenfalls wie der Sternmull unter Wasser jagen kann, hat man einen vergleichbaren Mechanismus entdeckt, auch sie pustet viele kleine Luftblasen auf ein potenzielles Opfer und atmet sie dann wieder ein, um den Geruch zu kontrollieren.

Ratten riechen räumlich
(Der Spiegel, 03.02.2006)

Wie indische Wissenschaftler in dem Wissenschaftmagazin Science schreiben, können Ratten nicht nur ziemlich gut riechen, sondern sie können sogar räumlich riechen. Herausgefunden hat man das mit Hilfe einer simplen Versuchsapparatur: Ein Kasten mit einem Loch, in das die Nase der Ratte hineinpasst. Links und rechts im Kasten zwei Glas- oder Plastikröhren, durch die Luft einströmt, der wahlweise ein Duft beigemischt werden kann. Links und rechts vom Kasten zwei Wasserspender. Wenn der Duft von links kommt, ist der linke Wasserspender geöffnet, wenn der Duft von rechts kommt, der rechte. Die Versuchsratten lernten recht schnell: Immer wenn der Duft durch das linke Röhrchen in den Kasten strömte, drückten die Ratten auf den linken Wasserspender. Wenn der Duft dagegen durch das rechte Röhrchen in den Kasten kam, drückten Sie auf den rechten Wasserspender. Band man den Ratten das eine Nasenloch zu, landeten sie nur noch Zufallstreffer.

Die beiden Nasenlöcher sind bei den Ratten streng getrennt, ähnlich wie die Augen beim Menschen. Es ziehen zwei Geruchsnerven zum Gehirn, erst dort vereinigen sie sich. Das Gehirn kann aus der Zeitdifferenz, mit der zwei gleiche Duftsignale vom linken und vom rechten Nasenloch eintreffen, auf den Ort schließen, von dem der Duft stammt.

Man nimmt an, das das räumliche Riechen den Ratten bei der Orientierung in ihrem natürlichen Lebensraum hilft.

Riechsinn vs. Farbensehen
(spektrumdirekt, 20.01.2004)

Der Mensch und die Menschenaffen haben ziemlich viele Gene, die für die Produktion von Duftstoff-Rezeptor-Proteinen zuständig sind, wie sie in der Membran der Riechsinneszellen sitzen. Allerdings sind beim Menschen viele dieser Gene funktionslos - entweder werden sie gar nicht transkribiert, oder die Genprodukte werden wieder abgebaut. Beim Menschen beträgt der Anteil der funktionsfähigen Duftrezeptor-Gene ca. 50%, bei Menschenaffen sogar 70%.

Bei den primitiveren Neuwelt-Affen dagegen sind über 80% dieser Gene funktionsfähig. Die Tiere können also viel besser riechen als der Mensch. Eine Ausnahme gibt es aber bei diesen Neuweltaffen: Beim Brüllaffen sind nur ca. 66% seiner Duftrezeptor-Gene funktionsfähig.

Der Grund hierfür könnte folgender sein: Während die restlichen Neuweltaffen nur über zwei Zapfentypen in der Netzhaut verfügen, hat der Brüllaffe drei Zapfentypen, er kann also trichromatisch sehen, ähnlich wie der Mensch oder die Menschenaffen.

Typisch menschlich
(spektrumdirekt, 03.03.2003)

Der Mensch verfügt über schätzungsweise 1000 Gene nur für die Synthese von Duftstoff-Rezeptoren; ein großer Teil unserer DNA ist also für den Riechsinn zuständig. Allerdings enthalten ungefähr 60% dieser Gene Stopp-Signale mitten im Code, so dass die Translation funktionsunfähige Rezeptor-Moleküle hervorbringt. Effektiv besitzen wir somit ca. 400 verschiedene Duftstoff-Rezeptoren in unseren Riechsinneszellen.

Bei Menschenaffen sind dagegen nur 28 bis 36 Prozent der Gene durch Stopp-Signale unterbrochen, so dass unsere nahen Verwandten ungefähr 700 funktionierende Rezeptor-Moleküle besitzen und damit nahezu doppelt so viele Duftstoffe wahrnehmen können.

Normalerweise verhindert der Selektionsdruck, den die Arten ausgesetzt sind, ein allzu starkes Ansammeln von schädlichen Mutationen. Man nimmt an, dass der Geruchssinn beim Menschen im Laufe der Evolution an Bedeutung verloren hat und dass sich deshalb in den letzten Millionen Jahren so viele Mutationen in den Genen für Duftstoff-Rezeptoren ansammeln konnten. Vermutlich liegt das daran, dass sich der Mensch mehr und mehr auf das Sehen verlassen hat, während bei Menschenaffen die Nase eine wesentlich größere Rolle nicht nur bei der Nahrungswahl, sondern auch beim Sozial- und Sexualverhalten spielt.




(C) Ulrich Helmich, April 2007





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