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- Herausgeber: FISCHER E-Books
- Kategorie: Geisteswissenschaft
- Sprache: Deutsch
Der Direktor des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie Bill Hansson erzählt Geschichten aus der Welt der Gerüche: von feinen Hundenasen, die beim Spaziergang die Nachrichten des letzten Tages erschnüffeln, über Pflanzen, die Alarmnoten aussenden, wenn sie von Schädlingen befallen werden, bis hin zum Duft von Neugeborenen, der unterschiedliche Reaktionen bei Männern und Frauen hervorruft. Hansson nimmt uns mit auf eine Reise in die Labore, in denen Geruchsforscherinnen und -forscher dem Rätsel der menschlichen Sexualpheromone nachgehen, auf Expedition zur Weihnachtsinsel, wo Riesenkrabben vom Geruch von Kokosnüssen angelockt werden, bis in die Tiefe der Meere, wo Anglerfischer sich in kompletter Dunkelheit allein anhand ihres Geruchssinns orientieren. Er reist weit in die Vergangenheit und erklärt, warum nicht nur unsere ungewaschenen Vorfahren, sondern auch unsere Umwelt einst komplett anders gerochen haben – und was CO2-Emissionen und das Ozonloch damit zu tun haben. Er zeigt auf, wie die Geruchstechnologie schon heute unseren Alltag beeinflusst, ob mit dem Markenduft der Bäckereifiliale oder dem CO2-Messgerät, das uns vor Corona-Ansteckungen schützen soll. Und er liefert Ausblicke in die Zukunft der Geruchsforschung, die zum Beispiel an Möglichkeiten arbeitet, Geruchseindrücke über weite Distanzen zu vermitteln. Eine Reise zu den der buntesten Nasen aus Tier-, Pflanzen- und Menschenwelt und eine Einladung in die verblüffende Welt der Geruchsforschung
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Seitenzahl: 357
Veröffentlichungsjahr: 2021
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Die Nase vorn
Eine Reise in die Welt des Geruchssinns
Über dieses Buch
Der Direktor des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie Bill Hansson erzählt Geschichten aus der Welt der Gerüche: von feinen Hundenasen, die beim Spaziergang die Nachrichten des letzten Tages erschnüffeln, über Pflanzen, die Alarmnoten aussenden, wenn sie von Schädlingen befallen werden, bis hin zum Duft von Neugeborenen, der unterschiedliche Reaktionen bei Männern und Frauen hervorruft.
Eine Reise zu den der buntesten Nasen aus Tier-, Pflanzen- und Menschenwelt und eine Einladung in die verblüffende Welt der Geruchsforschung.
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Biografie
Der 1959 in Schweden geborene Neuroethologe Bill Hansson ist Direktor des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena, Honorarprofessor an der Friedrich-Schiller-Universität und ehemaliger Vizepräsident der Max-Planck-Gesellschaft. Im Mittelpunkt seiner Forschung steht die Frage, wie Pflanzen und Insekten mittels Duftstoffen kommunizieren.
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Impressum
Deutsche Erstausgabe
Erschienen bei FISCHER E-Books
© 2021 S. Fischer Verlag GmbH, Hedderichstr. 114, D-60596 Frankfurt am Main
Covergestaltung: Andreas Heilmann und Gundula Hissmann, Hamburg
Coverabbildung: Bridgeman, Mauritius Images
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ISBN 978-3-10-491347-6
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Inhalt
EINLEITUNG
KAPITEL 1 Riechen im Anthropozän
KAPITEL 2 Geruchssinn und Gerüche der Menschen
KAPITEL 3 Der Hund – unser alter Freund und seine hervorragende Nase
KAPITEL 4 Vögel können doch nicht riechen, oder?
KAPITEL 5 Wer riecht den Fisch?
KAPITEL 6 Für die Maus bedeutet Riechen alles
KAPITEL 7 Der beste Riecher von allen – der Nachtfalter
KAPITEL 8 Noch die kleinste Fliege
KAPITEL 9 Mücken und der Geruch von Blut
KAPITEL 10 Borkenkäfer: die Dinosaurier-Killer
KAPITEL 11 Die Krebse von der Weihnachtsinsel
KAPITEL 12 Können Pflanzen riechen?
KAPITEL 13 Duftende Betrüger
KAPITEL 14 Riechen und Geruch für unsere eigenen Zwecke nutzen
SCHLUSS So riecht die Zukunft
DANK
Register
EINLEITUNG
Die kalten Monate sind vorbei, die Luft wird zum ersten Mal im Jahr warm, und die Felder sind frisch gepflügt. Ein ganz besonderer, angenehmer Geruch liegt in der Luft. Für jeden, der schon einmal einen solchen Augenblick erlebt hat, kündigt der Duft genau diese Situation an – Frühling, frische Erde, Ackerland. Vielleicht werden wir von einer Erinnerung, von der wir nichts wussten, in die Vergangenheit entführt. Kaum ein anderes Sinneserlebnis beschwört so gut frühere Erfahrungen herauf wie die olfaktorische Wahrnehmung (der Geruch). Es ist, als würden die Erinnerungen nur auf den richtigen Duft warten, der sie wieder hervorruft.
In der Literatur findet sich eines der eindringlichsten Beispiele für die Fähigkeit des Geruchs, Erinnerungen freizusetzen, im ersten der sieben Bände von Marcel Prousts Meisterwerk Auf der Suche nach der verlorenen Zeit (im französischen Original À la recherche du temps perdu). Er beginnt mit dem süßen Duft von Madeleines, kleiner Biskuitkuchen, die beim Autor unwillkürlich Erinnerungen an die Kindheit und sein Leben als Erwachsener heraufbeschwören. Aber den Geruchssinn gibt es nicht nur bei Menschen.
Alle Lebewesen, ob mit oder ohne Wirbelsäule, von den Insekten bis zu den Menschen, nutzen Sinnessysteme, um in ihrer Umwelt einen Sinn zu finden und miteinander zu kommunizieren. Im Laufe der Evolution sind viele biologische Arten mehr oder weniger von Informationen eines bestimmten Typs abhängig geworden. Zikaden und Fledermäuse nutzen vor allem Schallwellen, Libellen und Menschen setzen ihr Vertrauen vielfach in das Sehen; dagegen sind Nachtfalter, Schweine und Hunde berühmt für ihren scharfen Geruchssinn.
Wir Menschen sind tatsächlich sehr visuell orientiert und neigen dazu, die anderen Sinne zu vergessen. Das gilt insbesondere für unseren Geruchssinn. Zum Teil liegt es daran, dass wir heutzutage weniger auf chemische Informationen angewiesen sind. Geruch hat aber auch etwas Primitives. Etwas, das wir vermeiden wollen. Denken wir nur daran, wie viel Mühe wir darauf verwenden, unseren eigenen, natürlichen Geruch zu verbergen, mit künstlichen Düften zu überdecken oder mit Deodorant zu verhindern. Wir glauben vielleicht, wir seien auf olfaktorische Informationen weniger angewiesen als andere Lebewesen, aber eigentlich stimmt das nicht. Viele unentbehrliche Aspekte unseres Lebens sind stark von Gerüchen abhängig. Mit der Frage, wie und warum, beschäftige ich mich in dem Kapitel über den menschlichen Geruchssinn.
Für andere Tiere ist ein scharfer Geruchssinn zum Überleben und zur Fortpflanzung absolut unentbehrlich. Schon im 19. Jahrhundert fiel dem französischen Insektenforscher Jean-Henri Fabre auf, dass eine große Anzahl männlicher Nachtfalter in seinem Haus von einem im Käfig gehaltenen Weibchen angelockt wurden, und er nahm an, dass Gerüche daran beteiligt sind. Heute wissen wir, dass er auf der richtigen Spur war. Das Nachtfaltermännchen folgt dem Duft, den das Weibchen in homöopathischer Konzentration als Spur auslegt; damit wird es vermutlich zum größten Geruchskünstler aller Tiere.
Wenn ein Lachs zum Laichen in denselben Flussarm zurückkehrt, in dem er geboren wurde, findet er seinen Weg mit Hilfe des Geruchs. Ohne Geruchssinn wäre er verloren. Die Gerüche im Wasser sind äußerst spezifisch: Jeder Nebenfluss hat seine eigene Charakteristik. Hundemännchen sind ebenso eifrig wie Nachtfalter darauf bedacht, den Duft eines läufigen Weibchens aufzuspüren – ebenso empfindlich sind sie allerdings nicht. Immerhin nehmen Hunde aber Gerüche mit einer tausendmal größeren Empfindlichkeit wahr, als wir Menschen dies tun. Ihre Fähigkeit haben wir uns in vielen Zusammenhängen nutzbar gemacht, beispielsweise bei der Jagd und bei der Verfolgung, zum Aufspüren von Verschütteten nach Erdbeben und sogar zur Krebsdiagnose. Für Hunde spielt sich das Leben zu einem großen Teil weniger in einem sichtbaren Umfeld ab als vielmehr in einer Landschaft der Gerüche. Entsprechend »sehen« Hunde die Vergangenheit nicht in Form visueller Eindrücke, sondern als Gerüche. Diese bleiben hängen und können ihnen sagen, was geschehen ist – oder wer vorübergegangen ist –, und das noch lange nachdem es zu sehen war.
Lange glaubte man, Vögel hätten überhaupt keinen oder nur einen sehr schlechten Geruchssinn. Heute wissen wir es besser. Geier können den Geruch charakteristischer Moleküle aufnehmen, die von einem weit entfernten toten Tier ausgehen. Albatrosse und andere Seevögel finden anhand des Geruchs den Weg zu reichen Planktonvorkommen, und die sind gleichbedeutend mit guten Gelegenheiten zum Fischfang.
Vielleicht noch überraschender ist, dass auch Pflanzen riechen und sich gegenseitig Duftnachrichten schicken können. Außerdem manipulieren sie Freund und Feind mit ganz bestimmten Gerüchen. Wird eine Pflanze beispielsweise von Nachtfalterlarven angegriffen, verändert sie die freigesetzten flüchtigen Substanzen. Diese Moleküle haben für die Pflanzen zwei nützliche Wirkungen. Einerseits warnen sie Nachbarn derselben Spezies, dass ein Angriff im Gang ist, so dass diese ihre Abwehrsysteme aktivieren können, bevor die Pflanzenfresser sie erreichen. Und andererseits können die flüchtigen Substanzen manchmal auch als »Hilferuf« dienen – sie locken natürliche Feinde der Angreifer an. Der Feind meines Feindes ist mein Freund – das gilt sogar in der Pflanzenwelt.
Andererseits haben Pflanzen sich in der Evolution aber auch so entwickelt, dass sie die Insekten anlocken, auf die sie wegen der Bestäubung angewiesen sind. Normalerweise ist dieser Prozess für beide Seiten von Nutzen, aber manchmal täuscht eine Pflanze die Insekten auch so, dass sie die Aufgabe erfüllen, ohne dafür die geringste Gegenleistung zu erhalten.
Alle diese Beispiele machen deutlich, dass die meisten Lebewesen auf Geruchsinformationen angewiesen sind, um zu überleben und sich fortzupflanzen. Wer in der Lage ist, seine chemische Umwelt wahrzunehmen, kann sich an die Umgebungsbedingungen anpassen, Nahrung oder einen Partner finden und die verschiedensten Feinde, Giftsubstanzen und Krankheitserreger meiden.
Bevor wir aber verstehen können, wie der Geruch funktioniert, müssen wir erst einmal wissen, was Geruch eigentlich ist. Geruch und Geschmack bestehen aus chemischen Informationen. In Wasser gelöste Moleküle vermitteln uns Geschmack, sind sie in der Luft, riechen wir sie. Damit ein Gegenstand einen Geruch hat, muss er Moleküle abgeben, die so leicht sind, dass sie durch die Luft fliegen können. Ein Stück Zucker riecht nicht, weil seine Moleküle zu schwer sind und nicht abheben. Die Moleküle, die von einer Zitrone ausgehen, würde dagegen niemand mit etwas anderem verwechseln. Die Limonen- und Citral-Moleküle werden leicht in unsere Nase geweht.
Aber nicht alle Moleküle, die abgegeben werden, sind Gerüche. Zum Geruch – beispielsweise einer Banane – tragen sie nur bei, wenn ein anderes Lebewesen sie wahrnehmen kann. Die Zahl der abgegebenen Verbindungen ist beeindruckend groß. Eine Banane setzt Hunderte verschiedene Moleküle frei. Nur wenige davon sind eigentliche Geruchsmoleküle, die ein Insekt oder die Nase des Menschen wahrnehmen können; alle anderen sind einfach nur flüchtige Substanzen.
Um Gerüche wahrnehmen zu können, brauchen alle Tiere irgendein Nachweissystem. Ein ganz bestimmter Teil des Nervensystems muss mit der Umwelt in Berührung kommen und mit spezifischen Rezeptoren ausgestattet sein, die entsprechende Moleküle erkennen. Eigentlich ist unsere Nase die einzige Stelle, an der unser Nervensystem in unmittelbaren Kontakt mit der Umgebung kommt. Die Nerven hängen gewissermaßen in die Umgebung hinein. Nun, eigentlich stimmt das nicht ganz – sie schwimmen in unserer Nase in einem Meer aus Schleim. Dennoch sind sie allen möglichen Umweltgiften und Staub ausgesetzt, die zusammen mit den Geruchsmolekülen in die Nase gelangen. Nerven als solche können allerdings weder sehen noch riechen. Sie müssen zu diesem Zweck mit besonderen Erkennungsvorrichtungen ausgestattet sein, den sogenannten Rezeptoren.
Menschen brauchen zum Sehen nur drei Rezeptortypen, die das gesamte sichtbare Licht aufnehmen. Licht besteht aus langsamer oder schneller schwingenden Wellen, deren Frequenz den Eindruck der verschiedenen Farben auslöst. Beim Riechen liegen die Dinge ganz anders. Jedes Duftmolekül hat einzigartige chemische Eigenschaften, durch die es sich von allen anderen Molekülen unterscheidet. Deshalb besitzen wir nicht nur drei Geruchsrezeptoren, sondern ungefähr 400. Ansonsten wären wir nicht in der Lage, die Millionen verschiedenen Düfte wahrzunehmen, die wir unterscheiden können. Die meisten Rezeptoren nehmen jeweils ein ganzes Spektrum verschiedener Moleküle wahr. Ihre Aktivierung ähnelt dem Klavierspiel. Wenn man 400 Rezeptortasten betätigen kann, lassen sich Millionen von Duftmelodien spielen.
Wenn die Nerven in unserer Nase die Duftmoleküle wahrgenommen haben, wandern die Signale in ein bestimmtes Gehirnareal, und dort wird die Information in Glomeruli organisiert, kleinen Kugeln aus Nervengewebe. Jeder Glomerulus empfängt Nachrichten von Nerven, die mit einem Rezeptor eines bestimmten Typs verbunden sind. Demnach wird die »Melodie« in eine dreidimensionale »Landkarte« der Aktivität umgesetzt. Diese Karte wird von den Neuronen der nächsten Ebene ausgelesen und in andere Gehirnareale weitergeleitet, so in den Hippocampus und die Amygdala, wo die Bedeutung des Duftes codiert und in einen Zusammenhang gestellt wird. Auf die Bedeutung dieser Areale und des ganzen Systems werde ich später zurückkommen.
Interessanterweise hat das olfaktorische System bei den meisten bisher untersuchten Lebewesen (mit Ausnahme der Pflanzen) im Grundsatz eine ähnliche Struktur. Die peripheren Nerven mit ihren Rezeptoren laufen in kleinen Kugeln aus Nervengewebe zusammen und zielen letztlich auf spezifische Gehirnareale. Bei ganz unterschiedlichen Tieren, von Fliegen bis hin zum Menschen, beobachten wir genau die gleichen Bausteine.
Obwohl also der Geruchssinn bei mehr oder weniger allen Tieren ähnlich aufgebaut ist, hat er in der Evolution zweifellos unterschiedliche Ursprünge. Wahrscheinlich hat eine konvergente Evolution auf dem langen Weg von den Insekten zu den Menschen für die Ähnlichkeiten gesorgt. Um riechen zu können, muss die Nase bei allen Lebewesen mit irgendeiner Form chemischer Detektoren ausgestattet sein, mit Neuronen, die in der Luft (oder bei Fischen im Wasser) verschiedene Moleküle wahrnehmen können. Diese Wahrnehmung und Identifizierung der Moleküle läuft in den Geruchsrezeptoren ab, die in der Membran der Geruchsnerven – der olfaktorischen, sensorischen Neuronen – angesiedelt sind.
Die Rezeptoren bestehen aus Proteinen, deren Molekülketten sich siebenmal durch die Membran der Nervenzelle ziehen. Dabei bilden sie Taschen und Falten, in die Duftmoleküle hineinpassen wie der Schlüssel in ein Schloss. Passt ein Schlüssel, setzt er einen als Übertragungskaskade bezeichneten neurochemischen Ablauf in Gang, der am Ende dazu führt, dass die Nervenzelle elektrisch reagiert. Dieses Signal kann dann über das Axon des Neurons zur ersten olfaktorischen Station des Gehirns wandern.
Bevor wir uns nun aber ins Gehirn begeben, wollen wir uns das Mikroumfeld rund um die olfaktorischen Sinnesneuronen ansehen. In der Nase aller Säugetiere, Vögel und anderer landlebender Wirbeltiere ragen die Nervenzellen geradewegs in die Luft. Es ist die einzige Stelle in unserem Körper, an der Neuronen unmittelbar der Umwelt ausgesetzt sind. Deshalb ist die Nase mit einer schützenden Schleimschicht ausgestattet, welche die freiliegenden Neuronen umgibt. Bei Insekten und anderen Gliederfüßern sind die Neuronen stattdessen in kleinen Haaren auf den Antennen und den Pedipalpen (den Nasen der Insekten) eingeschlossen. Jedes dieser winzigen Haare enthält ebenfalls Schleim. Dieser ist ähnlich zusammengesetzt wie Meerwasser, enthält aber zusätzlich viele Proteine, so dass er dickflüssig wird und weniger leicht verdunstet. Außerdem tragen die Proteine dazu bei, dass auch fettige Moleküle sich im »Meerwasser« der Nase lösen können.
Von den Antennen und der Nase strecken die olfaktorischen Sinnesneuronen ihre Axone zum Riechkolben (bei Wirbeltieren) oder zum Antennalloben (bei Gliederfüßern) des Gehirns aus. Diese primären olfaktorischen Gehirnzentren sind bei allen hier beschriebenen Tieren mehr oder weniger ähnlich aufgebaut. Die Axone der Neuronen aus der Nase laufen zu kleinen Kugeln aus Nervengewebe, die man Glomeruli nennt. Jeder Typ olfaktorischer Neuronen, der einen Geruchsrezeptor eines bestimmten Typs produziert, zielt im Kolben/Lappen auf einen bestimmten kleinen Glomerulus. Wenn also Neuronen in der Nase oder den Antennen aktiviert werden, werden die Glomeruli mit einer Landkarte der Aktivität »bemalt«. Bei Insekten finden wir in der Regel 50 bis 500 Glomeruli, bei einer Maus dagegen sind es rund 2000 und beim Menschen noch mehr.
Innerhalb des Riechkolbens oder Antennallobens läuft ein gewisses Maß an Informationsverarbeitung ab. Dafür sorgen die verstreuten lokalen Neuronen, die Informationen von einer kleinen Kugel zur anderen transportieren und so die Möglichkeit schaffen, dass verschiedenartige Gerüche sich gegenseitig beeinflussen. Am Ende verlässt die verarbeitete Nachricht den Alloben/Kolben über Neuronen, die auf höhere Gehirnareale zielen; dort sind Wahrnehmung, Erinnerung, Entscheidungsfindung und andere kognitive Prozesse angesiedelt.
Wie steht es mit den vielen Geruchsnachrichten, die innerhalb der biologischen Arten und zwischen ihnen fließen? Nun, für solche Botenstoffe gibt es eine besondere Terminologie. Sie werden sich in den folgenden Kapiteln vielfach wiederfinden, wir wollen aber hier schon einmal einen kurzen Blick darauf werfen.
Eine Geruchssubstanz, die eine Nachricht zwischen Individuen derselben Spezies vermittelt, nennt man Pheromon. Ein typisches Beispiel finden wir bei Hündinnen: Wenn sie läufig sind, senden sie eine Geruchsnachricht aus, die alle Rüden in der Umgebung herbeiruft und sagt: »Komm und paare dich mit mir!« In den folgenden Kapiteln werden wir auf viele Beispiele für Pheromone stoßen.
Die übrigen Botenstoffe übermitteln Nachrichten zwischen verschiedenen Arten. Hier unterscheidet man in der Regel danach, ob der Absender oder der Empfänger von ihnen profitiert. Nutzen sie dem Empfänger, spricht man von Kairomonen. Ein typisches Beispiel wäre der Geruch, den ein Beutetier – beispielsweise eine Maus – abgibt und der dann von einem Räuber, in diesem Fall oftmals einer Katze, aufgenommen wird.
Ist der Geruch dagegen für den Absender nützlich, handelt es sich um ein Allomon. In diese Kategorie gehören alle Locksubstanzen, aber auch Verteidigungsmechanismen wie der des Stinktiers, das eine stinkende Flüssigkeit versprüht, um Feinde abzuwehren.
Und schließlich kann eine Geruchsnachricht auch beiden Seiten nutzen. Eine solche Substanz nennt man Synomon. Das klassische Beispiel ist hier der Duft von Blüten, die von Insekten bestäubt werden: Die Blüte wird befruchtet, und das Insekt erhält eine Belohnung in Form von Nektar und Pollen.
Wir Menschen haben viele Informationen darüber zusammengetragen, wie der Geruchssinn funktioniert, welche Moleküle beteiligt sind und was für Verhaltensweisen die Reaktion darauf sind. Mit diesen Kenntnissen können wir verschiedene Strategien planen, die uns auf unterschiedliche Weise nutzen. Elektronische Nasen spielen heute eine wichtige Rolle für die Diagnose von Krankheiten, für Sicherheitsüberprüfungen und die Überwachung von Umweltverschmutzung. Und an der gewaltigen Branche, die sich mit der Erfindung neuer, verlockender Düfte zur Anwendung auf unserem Körper beschäftigt, kommt niemand vorbei. Wenn ein Schweinezüchter die Sau befruchten will, kauft er synthetische Eberpheromone, um sie in die richtige Stimmung zu versetzen. Und viele Insektenarten werden mit Hilfe von Pheromonen oder Pflanzendüften im Zaum gehalten.
In diesem Buch werden wir an verschiedenen Beispielen aus unserem Umfeld die faszinierende Welt der Düfte kennenlernen. Nachdem wir uns Kenntnisse über unsere eigenen Geruchsorgane, ihre Funktion und ihren Aufbau verschafft haben, können wir uns auch mit anderen Systemen beschäftigen. In mehreren Kapiteln werde ich faszinierende Geschichten erzählen, die aus meinen eigenen Forschungsarbeiten und denen meiner Kollegen erwachsen. Sie werden von verschiedenen Tieren handeln, wir werden aber auch einen Blick darauf werfen, wie pflanzliche Gerüche sich auf unsere Umwelt auswirken. Zu Anfang werde ich der Frage nachgehen, wie der Klimawandel die Ökologie der Gerüche beeinflussen kann – und am Ende wollen wir uns einen Überblick darüber verschaffen, wie Menschen die vielen Kenntnisse über Gerüche und die von Düften geleiteten Verhaltensweisen zu ihrem eigenen Vorteil nutzen.
KAPITEL 1Riechen im Anthropozän
Wer vor 1000 Jahren eine Straße entlanggegangen wäre, hätte wahrscheinlich ganz andere Sinneseindrücke gehabt als wir heute. Würden wir uns im Jahr 1021 umschauen, wir würden keine Autos sehen, keine Flugzeuge und keine Schiffe. Vielleicht noch nicht einmal eine richtige Straße im modernen Sinn des Wortes. Die Welt wäre zweifellos erheblich ruhiger gewesen, vielleicht sogar fast still. Das sind unsere akustischen und visuellen Eindrücke, aber wie steht es mit dem Geruch?
Der Geruchssinn hat viele Ebenen, und in diesem Zusammenhang lassen sich zahlreiche Fragen stellen: Riechen wir und unsere Umwelt heute anders als vor einem Jahrtausend? Oder auch als vor 100 Jahren? Wie haben sich die Gerüche unserer Umgebung im Laufe der Jahre im Einzelnen verändert? Wie haben wir Menschen zu den Veränderungen beigetragen – zu der komplexen Landschaft der Gerüche und Aromen um uns herum? Haben sich unser eigener Geruch und unsere Duftwahrnehmung im Laufe der Zeit verändert? Wie haben sich unsere Tätigkeiten auf unsere Fähigkeit zu riechen ausgewirkt? Welche Vorgänge sind schuld daran, dass sich bei Mensch und Tier solche Veränderungen abgespielt haben?
Nun, zunächst einmal würden wir im Jahr 1021 nicht mit einem Schwall Autoabgase oder dem Gestank der örtlichen Kläranlage rechnen. Auch synthetischen Gerüchen, beispielsweise Parfüm, Deodorant oder dem Duft eines neuen Autos, wären wir nicht ausgesetzt. Und selbst die natürlichen Gerüche wären wahrscheinlich anders gewesen.
Seit Menschen in alle Winkel der Erde vorgedrungen sind, haben wir immer Wege gefunden, unsere Umwelt zu verändern, zu manipulieren und auszubeuten. Um nur einige Dinge zu nennen: Wir haben Wälder abgeholzt, Getreide gepflanzt, Pflanzen und Tiere ausgerottet und die Welt industrialisiert. Diese neue erdgeschichtliche Epoche, in der sich die Welt durch die Tätigkeit der Menschen drastisch gewandelt hat, wird oft auch als Anthropozän bezeichnet.[1]
Eine eindeutige Definition, wann diese Zeitspanne im Einzelnen begonnen hat, ist noch Gegenstand der Diskussion. Vorschläge für ihren Anfangspunkt reichen vom Beginn der landwirtschaftlichen Revolution vor rund 10000 oder 15000 Jahren bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs; also zu der Phase, die durch Kernwaffentests, den Wirtschaftsaufschwung der 1950er Jahre und die damit einhergehenden, dramatischen sozioökonomischen und klimatischen Veränderungen gekennzeichnet ist.
Aber ganz gleich, welchen Maßstab wir wählen, eines ist klar: Die Menschen haben ganz allgemein ungeheuren Einfluss auf unseren Planeten, aber auch auf jeden Atemzug, den wir und andere Tiere machen. Ebenso beeinflussen wir die Moleküle, die in jedem dieser Atemzüge enthalten sind.
Betrachten wir zunächst einmal die natürlichen Gerüche und ihre Veränderungen. Vor tausend Jahren war die Natur noch weitgehend nicht von Menschen beeinflusst. Viele Pflanzen- und Tierarten bewohnten gemeinsam Felder und Wälder. Blumen gab es in Hülle und Fülle. Fichten und Kiefern mischten sich mit vielen Arten von Laubbäumen. Das Schlüsselwort lautete: biologische Vielfalt. Im Laufe der Zeit holzten Menschen die Wälder ab oder setzten sie in Brand und verwandelten Blumenwiesen in Anbauflächen. Alle diese Veränderungen machten die gewaltige Verbreitung und Vermehrung der Menschheit erst möglich. Gleichzeitig sorgten sie auch für eine tiefgreifende Veränderung der Geruchslandschaft in unserem Umfeld.
Anstelle der Mischwälder mit ihrer Artenvielfalt entwickelten wir großflächige Baummonokulturen. Entsprechend vereinfachten sich auch die Düfte – vergleichen wir beispielsweise den Geruch eines modernen Tannenwaldes mit einem alten Mischwald. Wenn sich die Möglichkeit bietet, sollte man den Vergleich selbst anstellen, sobald man sich das nächste Mal draußen im Wald aufhält.
Die gleiche Vereinfachung spielte sich parallel dazu auch auf den Feldern ab. Wo früher großartige Artenvielfalt war, sind heute riesige Monokulturen zu finden. Die Prärien Nordamerikas haben sich in unendliche Mais- und Weizenfelder verwandelt. Das gleiche Schicksal ereilte die europäischen Wiesen. Wenn wir die sogenannten natürlichen Gerüche um uns herum betrachten, muss uns klar sein, dass die Geruchslandschaft einen deutlichen Wandel durchgemacht hat. Wie kam das?
Wenn wir Auto fahren, fliegen oder industriell tätig sind, setzen wir viele Substanzen frei, die sich auf das Klima und die Molekülzusammensetzung der Atmosphäre auswirken. Zu den öffentlichkeitswirksamsten Veränderungen im Zusammenhang mit dem Anthropozän gehört die zunehmende CO2-Menge in der Umwelt: Sie trägt zum Treibhauseffekt bei, das heißt zu einer dramatischen Veränderung der globalen Temperaturen, aber auch zum steigenden Säuregehalt der Ozeane und einer generellen Destabilisierung des Klimas.[2]
CO2 ist eine wenig reaktionsfreudige Verbindung und wirkt sich auf die Gerüche in der Atmosphäre nicht unmittelbar aus, aber das CO2 in der Atmosphäre kann Einfluss darauf haben, welche flüchtigen Substanzen eine Pflanze abgibt. Der Grund sind physiologische Veränderungen innerhalb der Pflanze. Kohlendioxid steigert die Photosynthese der Pflanze, weil es den Wasserverbrauch vermindert und die chemische Zusammensetzung des Pflanzengewebes verändert.[3] Schwankungen im CO2-Gehalt können sich auch auf die Fähigkeit von Insekten auswirken, ihre Wirtspflanzen ausfindig zu machen. Nachtfalter folgen dem CO2-Schwall, der beim Öffnen einer Blüte frei wird, und finden so ihre Nektarlieferanten. Wenn die Zielführung zu den Blüten durch einen erhöhten CO2-Gehalt gestört ist, wirkt sich das also sowohl auf die Bestäubung als auch auf den Schädlingsbefall aus.[4]
Bei einer erhöhten Hintergrundkonzentration an CO2 können Mücken einen »Blutspender« schlechter ausfindig machen, denn das Gas ist einer der wichtigsten olfaktorischen Anhaltspunkte, mit denen Mücken ihre Wirte erkennen (siehe Kapitel 9).[5] Aus Sicht des Menschen könnte man dies als Vorteil betrachten, die Sache hat aber auch ihre Kehrseite.
Was die Evolution angeht, so wurde nachgewiesen, dass die Artbildung bei Mücken sich in Phasen mit einem erhöhten CO2-Gehalt der Atmosphäre dramatisch beschleunigt.[6] Die Triebkraft für diese Zunahme der Abbildungsgeschwindigkeit dürfte die verminderte Qualität der vom Wirt ausgehenden CO2-Signale sein; sie führt dazu, dass andere, spezifischere Gerüche als potenzieller Isolationsmechanismus zwischen neuen Arten wirksam werden. So betrachtet, hat der vorausberechnete, von Menschen gemachte Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre wichtige Auswirkungen für die menschliche Gesundheit und potenziell durch die wechselnde Zahl und Verteilung der Insekten auch für die Effizienz der Bestäubung.
An Land herrschen also düstere Aussichten, aber im Meer ist es nicht besser. CO2 löst sich im Wasser und bildet Kohlensäure, die den Säuregehalt des Wassers steigen lässt.[7] Wie sich in Studien außerdem gezeigt hat, stört säurehaltiges Wasser den Geruchssinn von Meereslebewesen. Ob sie mit diesem Sinnesorgan natürliche Feinde wahrnehmen und meiden, Nahrung ausfindig machen oder einen Paarungspartner verfolgen, ein niedrigerer pH-Wert in den Ozeanen bedeutet für das Leben eine erhebliche Beeinträchtigung und macht solche Tätigkeiten schwieriger.[8] Ob das Ökosystem im Meer und das Nahrungsnetz sich an solche veränderten Bedingungen anpassen können, ist noch nicht bekannt.
Anders als das CO2 können sich Ozon und Stickoxide (NOx) mit ihrer Oxidationsfähigkeit unmittelbar auf die Duftzusammensetzung auswirken. In jüngster Zeit ist die Menge beider Umweltgifte in der Atmosphäre angestiegen, und man rechnet damit, dass der Zuwachs sich fortsetzt.[9] Mit zunehmender Menge dieser Gase wird es immer wahrscheinlicher, dass die Geruchsmischung, mit deren Hilfe Insekten ihre Nahrung, Wirtsorganismen oder Eiablagestellen finden, sich verändert. Jeder dieser Aspekte hat zwar seine eigenen Auswirkungen, aber die Wechselwirkungen zwischen ihnen werden wiederum weitere Folgen nach sich ziehen.
NOx-Gase entstehen überall da, wo wir verschiedene Brennstoffe verfeuern. Sie sind als solche schon eine Gesundheitsgefahr, verursachen aber auch sauren Regen und Smog. Distickstoffmonoxid, auch Lachgas genannt, trägt ebenfalls zur globalen Erwärmung bei. Methan entsteht durch viele natürliche Prozesse, so wie beispielsweise mit den häufig in diesem Zusammenhang genannten Darmgasen und dem Aufstoßen von Kühen. Mittlerweile wird es aber auch freigesetzt, wenn die Tundra auftaut, die ökologisch der kälteste aller Lebensräume ist; damit trägt es noch stärker zu den hohen Temperaturen bei.
Ozon bildet in der oberen Atmosphäre eine natürliche Schutzschicht rund um die Erde, die uns gegen die Sonnenstrahlung abschirmt. Am Boden dagegen ist es der Hauptbestandteil von Smog. Ozon entsteht, wenn Sonnenlicht mit verschiedenen von Menschen gemachten Emissionen in Wechselwirkung tritt.
Zusätzlich zu diesen verschiedenen Gasen häufen wir auch noch viele Herbizide, Fungizide und Insektizide an, mit denen wir problematische Unkräuter, Pilze und Insekten bekämpfen. Solche Chemikalien wirken sich nachweislich ebenfalls auf die Geruchswahrnehmung aus. Und schließlich werden durch zahlreiche Tätigkeiten der Menschen auch Metallionen frei, die unmittelbaren Einfluss auf den Geruchssinn haben können.
Veränderungen der Luft- und Meerestemperatur sind entscheidende Merkmale des Anthropozän. Werden sie Einfluss darauf haben, wie wir die Welt riechen? Eine steigende Umgebungstemperatur könnte sich unmittelbar auf die Duftzusammensetzung auswirken, denn die Menge der einzelnen Substanzen in einem Gemisch ist abhängig von ihrer Flüchtigkeit; sie könnte aber auch indirekt die physiologischen Reaktionen von Sender und Empfänger durcheinanderbringen.
Beträchtliche Aufmerksamkeit fanden in den letzten Jahren neue Studien, in denen sich zeigte, dass wir unsere Insekten verlieren. In manchen Regionen Deutschlands beispielsweise ist die Biomasse der Insekten um mehr als die Hälfte zurückgegangen.[10] Eine solch dramatische Veränderung unserer lebenden Umwelt hat auch für die Menschen schwerwiegende Folgen. Die Bienenbestände schwinden dahin, das heißt, Obstbäume werden nicht bestäubt, und es wird kein Honig produziert. Auch die Hummeln und mehrere weitere nützliche Insektenarten sind betroffen.
Und das ist noch nicht alles. Insekten sind für viele unserer Vögel das Grundnahrungsmittel, also leiden auch diese Tiere unter Futterknappheit. Könnte der Rückgang der Insektenzahlen durch die Auswirkungen von Gasen und Verschmutzung auf Geruch und Geruchssinn verursacht werden? Zumindest teilweise scheint das eine Möglichkeit zu sein. In mehreren Studien an unterschiedlichen Systemen wurde gezeigt, dass sich Gerüche durch die Gase, die wir freisetzen, verändern.
Ein Beispiel ist die Bestäubung durch Insekten. Die Koevolution hat die Wechselwirkungen zwischen Blüte und Insekt im Laufe der Jahrmillionen zum beiderseitigen Nutzen fein abgestimmt (nun, jedenfalls meistens – siehe Kapitel 13). Insekten nutzen das visuelle Erscheinungsbild von Blüten vor allem für die Orientierung über größere Entfernungen, der Blütenduft dagegen leitet sie beim Landeanflug. Wenn alles klappt, wird die Pflanze bestäubt, und das Insekt erhält seine Belohnung in Form von Nektar und Pollen. Allerdings haben wir es hier mit einem anfälligen System zu tun. Wie anfällig es ist, können wir zeigen, wenn wir die intime Geruchswechselwirkung zwischen Blüte und Insekt unterbinden (weitere Einzelheiten über diese Forschungsarbeiten finden sich in Kapitel 7).
Verschwindet der Duft einer Blüte, findet keine Bestäubung statt, und es wird kein Nektar entnommen. Da es aber ein so heikles System ist, muss der Geruch nicht einmal vollständig verschwinden, damit die Kommunikation gestört ist. Er muss sich nur verändern. Und genau das beobachten wir nach der Umweltverschmutzung mit Gasen, insbesondere mit Ozon.
Ozon wirkt stark oxidierend, das heißt, es setzt bei anderen Molekülen chemische Reaktionen in Gang. In meinem Labor ließen wir in einem Experiment Tabakschwärmer (eine Art Nachtfalter) im Windkanal in Richtung einer ganz bestimmten Blüte fliegen. Zuerst stellten wir die Bedingungen nach, die man heute in der Natur vorfindet; dabei machten die Schwärmer die Blüte schnell ausfindig, bestäubten sie und nahmen Nektar auf. Dann setzten wir die Blüte einer erhöhten Ozonkonzentration aus und beobachteten wiederum das Verhalten der Nachtfalter. Jetzt verloren die Insekten eindeutig die Orientierung und fanden die Blüte nicht mehr. Als wir analysierten, welche Moleküle von den Blüten abgegeben werden, stellte sich heraus, dass einige von ihnen zu einer anderen Substanz mit einem vollkommen anderen Duft gewechselt waren.
Bei einer Ozonkonzentration, wie sie an warmen Tagen in manchen Regionen der Welt bereits vorkommt, wurde die Bestäubungsleistung des Insekts unmittelbar beeinträchtigt. Im weiteren Verlauf unserer Experimente gingen wir der Frage nach, ob eine gewisse Flexibilität der Insekten die Auswirkungen des Ozons abmildern kann – tatsächlich fanden wir genau das.
Boten wir einem Nachtfalter den »neuen« Blütenduft zusammen mit eindringlichen visuellen Anhaltspunkten an, reichte ein einziges Erlebnis des neuen Duftes zusammen mit einer Nektarbelohnung, damit der Nachtfalter lernte, in Richtung des ozonhaltigen Geruchs zu fliegen und ihn in Zukunft für die Nahrungsaufnahme zu nutzen.[11] Oder, wie Ian Malcolm in Jurassic Park sagt: »Das Leben findet immer einen Weg.«
In den meisten Fällen zeigt sich jedoch, dass sich ein hoher Ozongehalt schädlich auf die Bestäubungsleistung von Bienen, Hummeln, Nachtfaltern und anderen Tieren auswirkt. Das Gleiche gilt auch für andere Gase, beispielsweise für solche aus dem Dieselauspuff.[12] Deshalb ist klar, dass wir alles dafür tun sollten, die Emissionen solcher Gase zu begrenzen und ihre Mengen so weit wie möglich zu vermindern.
In einer anderen Studie beschäftigte sich meine Kollegin Geraldine Wright mit den Auswirkungen »moderner« Pestizide auf Bestäuberbienen. Neonicotinoide, heute die meistverwendeten Insektizide der Welt, sind für Vögel und Säugetiere weniger schädlich als die alten Carbamate und Organophosphate. Und man nahm an, dass geringere Mengen auch weniger nachteilig für die nützlichen Bienen sind. Als Geraldine aber das Geruchslernen bei Honigbienen untersuchte, die nur sehr geringen Konzentrationen an Neonicotinoiden ausgesetzt gewesen waren, stellte sich heraus, dass sie unter schweren Beeinträchtigungen litten.[13] Auch hier wurden die olfaktorische Kommunikation und die zugrundeliegenden Fähigkeiten durch Maßnahmen der Menschen beeinträchtigt.
Auch die Temperatur wirkt sich auf das Leben von Insekten aus. Bei höherer Temperatur verdunsten alle Duftmoleküle wesentlich schneller, und alles riecht ein wenig stärker. Da Insekten nicht über eine Temperaturregulation verfügen – ihnen fehlt die Fähigkeit, eine stabile Körpertemperatur aufrechtzuerhalten –, sind ihre physiologischen Funktionen häufig fein auf die Umgebungstemperaturen ihres Lebensraumes abgestimmt. Der Geruchssinn macht da keine Ausnahme. Ein Käfer, der in der Wüste lebt, funktioniert vielleicht bei 40 °C am besten; dagegen zeigen meine eigenen Messungen an den Geruchsneuronen in den Antennen von Frostspannern, dass das Temperaturoptimum für diese Nachtfalter ungefähr bei 10 °C liegt. Schon bei 20 °C funktioniert das System kaum noch. Eine vom Klimawandel verursachte stetige Temperaturzunahme wirkt sich also unmittelbar auf den Geruchssinn der Insekten und vermutlich auch vieler anderer »kaltblütiger« Tiere aus.
Ein Temperaturanstieg versetzt Insekten auch in die Lage, in neue Weltregionen vorzudringen. Die Ausbreitung von Insekten steht zwar nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Geruchswahrnehmung, klar ist aber, dass mehrere berüchtigte Insektenarten, die sich von Düften leiten lassen, einen regelrechten Boom erleben. In Kapitel 9 wird von der Malariamücke die Rede sein. Sie ist nur eine von vielen Arten, die Krankheiten in der ganzen Welt verbreiten. Derzeit erleben wir, wie sie in neue Gebiete vordringt, wie beispielsweise nach Europa und Nordamerika. Auch dass sich das Zikavirus von Süd- und Mittelamerika in den Süden der Vereinigten Staaten ausgebreitet hat, lag an Mücken der Gattung Aedes. Andere Krankheiten, so das West-Nil-Virus und Chikungunya, breiten sich ebenfalls aus, weil Überträgermücken neue Regionen erobern.[14]
In Kapitel 10 wird vom Geruchssinn der Borkenkäfer die Rede sein. Noch vor zehn Jahren produzierten diese Käfer jährlich eine ganze Generation von Nachkommen, das heißt, jedes Weibchen brachte 60 neue Käfer hervor. Heute haben wir es in Mitteleuropa mit drei Generationen im Jahr zu tun, das heißt, ein einziges Weibchen hat 3000 Nachkommen, die in einen Winterschlaf verfallen, nachdem sie eine große Zahl von Fichten getötet haben.
Wenn wir wissen wollen, was genau wann, wie und wo abläuft, brauchen wir eindeutig mehr Forschung. Da ich besser verstehen wollte, wie sich das Anthropozän im Einzelnen auf die Geruchswahrnehmung von Insekten auswirkt, gründete ich das Max Planck Center next Generation Insect Chemical Ecology (nGICE), das sich gezielt auf diesen Bereich konzentrieren soll. Dazu werden Experten des großen Fachgebiets aus drei Institutionen vernetzt und zusammengebracht: aus meiner eigenen Abteilung Evolutionäre Neuroethologie am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Deutschland, der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften (SLU) und der Pheromonforschungsgruppe der Abteilung Biologie an der Universität Lund (ebenfalls in Schweden).
Unser gemeinsames Ziel ist die Klärung der Frage, welche Folgen der Klimawandel, die Treibhausgase und die Luftverschmutzung für die chemische Kommunikation zwischen Insekten haben. Damit wollen wir zur Lösung globaler Probleme im Zusammenhang mit Klimakrise, Welternährung und Krankheitsbekämpfung beitragen.[15]
Im Jahr 1907 erfand der belgische Chemiker Leo Baekeland in New York das Bakelit, den ersten aus synthetischen Bestandteilen hergestellten Kunststoff. Seither hat die Kunststoffproduktion gewaltige Ausmaße angenommen. Heute liegt die Weltproduktion bei schätzungsweise 360 Millionen Tonnen im Jahr. Aber warum ist das von Bedeutung für die Geruchswahrnehmung?
Wie wir in Kapitel 4 noch genauer erfahren werden, nutzen Vögel ihren Geruchssinn zu mehreren Zwecken. Für Seevögel ist die Fähigkeit, Dimethylsulfid (DMS) zu riechen, ein wichtiger Aspekt ihres Riechvermögens. Diese Verbindung wird von zerdrücktem Phytoplankton abgegeben, und zwar oftmals dann, wenn es von Zooplankton verzehrt wird. Für Vögel ist das Schwefelgas demnach ein sicheres Zeichen, dass es in der Nähe eine Menge Futter gibt.
Leider wirft die Nutzung des DMS zur Nahrungssuche im Kunststoffzeitalter ein Problem auf. Wenn Plastik mehrere Monate im Wasser schwimmt, gibt es ebenfalls DMS ab und verleitet die Natur damit zu dem Glauben, es sei essbar.[16] Nach Aussagen des UN-Umweltprogramms schütten wir jedes Jahr acht Millionen Tonnen Plastik in die Weltmeere[17] – und die addieren sich höchstwahrscheinlich zu insgesamt mehr als fünf Billionen größeren und kleineren Kunststoffteilchen (und die Zahl steigt immer weiter …), mehr als genug, um die Meereslebewesen zu verwirren. Vögel fressen fälschlich das Plastik, so dass es ihre Verdauungsorgane verstopft und sie letztlich umbringt. Jedes Jahr sterben schätzungsweise eine Million Seevögel, weil ihr Magen voll von unserem Plastikmüll ist.
Die Fähigkeit, mit Hilfe von DMS Nahrung im Ozean zu finden, hat sich nicht nur bei den Vögeln entwickelt. Auch Robben und Wale (siehe Kapitel 5) bedienen sich höchstwahrscheinlich der gleichen Strategie und setzen sich damit den gleichen vom Plastik ausgehenden Gefahren aus. In einer Studie an Schildkrötenbabys hatten 100 Prozent dieser winzigen Tiere bereits Kunststoff im Magen.[18] Solche schwerwiegenden Folgen hat unsere gewaltige Produktion von Wegwerfartikeln aus Kunststoff für die Umwelt.
In der Großen Pazifischen Müllhalde (einer von fünf »Müllhalden«, die man in unseren Ozeanen ausgemacht hat) treiben Strömungen und Wind unseren weggeworfenen Müll (darunter Kunststoffe und nicht mehr benötigte Fischereiausrüstung) auf einem Gebiet zusammen, das ungefähr doppelt so groß ist wie Texas – oder dreimal so groß wie Frankreich, wenn wir einen europäischen Maßstab bevorzugen.[19] Die Wasseroberfläche ist dabei vorwiegend von Mikroplastik bedeckt. Solche Teilchen sind Studien zufolge vielleicht bereits zahlreicher als das Zooplankton – und mit Sicherheit haben sie bereits den Weg in den Marianengraben gefunden, die tiefste Stelle der Weltmeere.[20] Was dieser negative Trend für Vögel und andere Meerestiere bedeutet, die sich von dem Geruch anlocken lassen, kann man sich leicht vorstellen.
Zusätzlich zu dem DMS-Geruch in der Luft, der sich auf Vögel und andere Tiere auswirkt, gibt es auch die von Menschen gemachte chemische Umweltverschmutzung, die sich durch unsere Wasserstraßen, Ozeane, Seen und Flüsse ausbreitet. Fische, Krebstiere und andere Wasserlebewesen schwimmen in einer Suppe aus Molekülen, die von Menschen hergestellt wurden, und manche davon haben für sie und ihre ökologischen Systeme verheerende Folgen.
Wie die olfaktorischen Neuronen unseres eigenen Geruchssinns, so liegen auch die der Fische frei und sind in diesem Fall unmittelbar dem umgebenden Wasser und allen darin gelösten Substanzen ausgesetzt. Ein Beispiel ist das Kupfer. Wie wir aus Studien wissen, hat eine höhere Kupferkonzentration unmittelbare, schädliche Auswirkungen auf die Funktion der Geruchsneuronen von Fischen, Meeres- und Flusskrebsen. Die ständige Einwirkung einer erhöhten Kupferkonzentration stört das normale, von Düften gelenkte Verhalten bei Paarung und Nahrungssuche.[21]
Um unsere Nutzpflanzen zu schützen, versprühen wir die verschiedensten Pestizide, die früher oder später den Weg in die Gewässer finden. Die meisten Gartenbesitzer haben schon hier und da glyphosathaltige Herbizide gegen Unkraut eingesetzt. In Experimenten hinderte diese Verbindung schon in Konzentrationen, wie sie in der Natur vorkommen, Fische an der Nahrungssuche, und bei Silberlachsen wurde die Funktion der Nase unmittelbar beeinträchtigt.[22] Auch viele andere chemische Substanzen wirken sich unmittelbar auf das Verhalten von Fischen aus. Da manche Lachsarten wirtschaftlich äußerst wichtig sind, hat man eingehend erforscht, wie sich Pestizide auf solche Fische auswirken. Wie sich dabei zeigte, werden sowohl das Sexualverhalten als auch die Zielfindung (siehe Kapitel 5) durch eine Vielzahl von Industriechemikalien beeinflusst, die wir in Land- und Forstwirtschaft einsetzen. Auswirkungen auf das Verhalten hatte interessanterweise auch das Cypermethrin, mit dem man Lachse in der Fischzuchtbranche vor Lachsläusen schützt.
Ein weiteres Beispiel ist das 4-Nonylphenol (4-NP), das sowohl in der Industrie als auch in Abwasseraufbereitungsanlagen verbreitet als Netzmittel eingesetzt wird. Die Verbindung findet sich heute mehr oder weniger in jedem Gewässer auf der ganzen Welt. Als Wissenschaftler soziale Fischarten mit 4-NP in Konzentrationen in Berührung brachten, wie sie in der Natur vorkommen, zeigten sich drastische Effekte. Die Fische reagierten nicht mehr auf Pheromone, die normalerweise für die Schwarmbildung sorgen, und zeigten stattdessen das gegenteilige Verhalten. Offenbar wirkt sich die Verschmutzung mit 4-NP unmittelbar auf Verhaltensweisen aus, die sowohl für das Meiden natürlicher Feinde als auch für das Fressverhalten von unmittelbarer Bedeutung sind.[23]
Wenn wir uns ansehen, wie viele Chemikalien wir produzieren und auf wie unterschiedliche Weise sie die natürliche chemische Vielfalt erweitern, wird eines sehr deutlich: Fische und andere Wasserbewohner leiden schwer unter ihnen. Ein Weg führt dabei über ihre direkten und indirekten Auswirkungen auf das Geruchsleben – manchmal zerstören die Umweltgifte anscheinend die Riechfähigkeit, oder sie wirken sich indirekt auf das Verhalten aus, und ebenso häufig wirken sie auch über die Hormonfunktion.
Kehren wir noch einmal ins Jahr 1021 zurück und denken wir an unseren eigenen Geruch. Wie wir in Kapitel 2 noch genauer erfahren werden, bezieht eine der größten Branchen der Welt ihren Gewinn aus unserem Glauben, wir würden von Natur aus schlecht riechen. Parfüm und Parfümeure gab es zwar in Indien, Ägypten und Mesopotamien schon vor Jahrtausenden, in Europa erhielten sie aber erst im 18. Jahrhundert ihren Aufschwung durch den französischen König Ludwig XV. und Madame de Pompadour. Die beiden begründeten einen Modetrend der Düfte, dem sich alle anschließen wollten. Doch früher, im Jahr 1021, verströmten die Menschen, denen man begegnete, noch mehr oder weniger in der Mehrzahl ihren natürlichen Duft.
Eine weitere Gewohnheit, die sich stark auf unseren Körpergeruch ausgewirkt hat, ist das häufige Baden und Duschen. Auch diese Reinigungsrituale erlebten im 18. Jahrhundert ihren Aufschwung, als Wasser erstmals sogar in den Städten als etwas Gesundes galt. Durch das Baden und die Anwendung von Seife veränderte sich die Mikroflora auf unserem Körper und damit auch unser Geruch.
Deshalb riechen wir im Anthropozän im Vergleich zu anderen Epochen sowohl weniger als auch anders. Indem wir uns regelmäßig waschen, vermindern wir unseren Körpergeruch, und wenn wir fremde, stark duftende Substanzen anwenden, führen wir eine drastische Veränderung des Geruchs herbei, den wir ausströmen. Die in solchen Fremdpräparaten oftmals Verwendung findenden Deodorants töten Mikroorganismen auf unserer Haut ab und verstärken damit die Veränderung unseres Geruchsprofils.
Eine solche Veränderung hat vermutlich auch zur Folge, dass wir weniger Erkenntnisse über unsere Mitmenschen gewinnen können. Wie wir in Kapitel 2 und auch im weiteren Verlauf des Buches am Beispiel anderer Arten noch genauer erfahren werden, verbirgt sich in den Gerüchen, die wir abgeben, eine Menge Informationen. Durch unsere Versuche, unser wahres, riechendes Ich zu tarnen, geht ein beträchtlicher Teil davon verloren.
Mit dem ständigen Bestreben, unseren Geruch zu verbergen, verlieren wir unter Umständen auch unsere Fähigkeit zu riechen. Für diese olfaktorische Fehlfunktion dürfte zum Teil unsere moderne Welt verantwortlich sein. Zwar ist allgemein anerkannt, dass schlechte Luftqualität zu schweren Erkrankungen von Atmungsorganen und Herz führen kann, aber den durch Luftverschmutzung entstehenden Störungen des Geruchssinns schenkt man erst in jüngster Zeit mehr Aufmerksamkeit.[24]
Möglicherweise gibt es einen Zusammenhang zwischen der Luftverschmutzung und der Gefahr für geistige Gesundheitsstörungen oder neurologische Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer. Schlechte Luftqualität ist keine eindeutige Ursache für derartige neurologische Störungen, Studien legen aber die Vermutung nahe, dass das Risiko steigt, wenn die Menschen in stark verschmutzten Gebieten wohnen oder arbeiten, insbesondere wenn es sich bei der Verschmutzung um Rußpartikel handelt.[25]
Und der Zusammenhang mit dem Geruchssinn? Sowohl bei der Parkinson- als auch bei der Alzheimer-Krankheit ist Anosmie (akuter Verlust der Geruchswahrnehmung) oftmals eines der ersten Anzeichen, dass jemand an einer dieser Krankheiten leidet oder vermutlich in Zukunft daran leiden wird. Ebenso wird Anosmie häufig mit Depressionen und bipolaren Erkrankungen in Verbindung gebracht (siehe Kapitel 2).
Auf dem Gebiet sind noch weitere Forschungsarbeiten erforderlich. Aber es ist durchaus möglich, dass eine Verbindung zwischen den olfaktorischen Sinnesnerven und dem Strom der Rückenmarksflüssigkeit besteht – der Flüssigkeit, die als »Polster« unser Gehirn und Rückenmark umspült und auch dafür sorgt, dass Abfallprodukte aus unseren Gehirnzellen abtransportiert werden. Manchen Hinweisen zufolge verlässt die Rückenmarksflüssigkeit unseren Organismus nicht nur über das Lymphsystem, sondern auch durch die Nasenhöhle. Sind unsere Geruchsnerven oder die zugehörigen Nervenbahnen in irgendeiner Form – zum Beispiel durch Luftverschmutzung – geschädigt, könnte dies durch einen Dominoeffekt auch neurologische Störungen auslösen. Die wissenschaftlichen Befunde sind hier allerdings nicht schlüssig und weitere Forschungsarbeiten laufen derzeit noch.
Schon seit Jahrtausenden leben wir mit unseren Haus- und Nutztieren zusammen. Die ersten Begleiter des Menschen waren vermutlich Hunde, dann kamen Schweine, Kühe, Pferde und viele andere. Im Jahr 1021 teilten viele Menschen ein einziges Zimmer nicht nur mit ihren Angehörigen, sondern auch mit ihren Tieren. Demnach hatten die Menschen auch Mikroorganismen mit den Tieren gemeinsam, und das war der Ausgangspunkt vieler Krankheiten.
Als die Menschen sich vermehrten und die Bevölkerungsdichte wuchs, schufen wir die optimale Umgebung für die Ausbreitung solcher Krankheiten, und manche davon wirkten sich unmittelbar auf den Geruchssinn aus. Das neueste Beispiel ist die Covid-19-Pandemie. In diesem Fall hat sich das Virus nach heutiger Kenntnis in chinesischen Tiermärkten ausgebreitet, wo Menschen unmittelbaren Umgang mit lebenden Wildtieren haben und unter sehr beengten Verhältnissen mit ihnen Handel treiben. Hier hatte das Virus eine Fülle von Gelegenheiten, auf die vielen herumeilenden Menschen überzuspringen – und sich dann rund um die Welt zu verbreiten.
Zu den Symptomen, die bei den meisten Covid-19-Patienten auftreten, gehört ein vollständiger Verlust des Geruchs- und Geschmackssinns. Ob der Geschmack wirklich verschwindet, bleibt aber nochmals zu überprüfen, denn was die meisten Menschen für Geschmack halten, ist in Wirklichkeit der Geruch im Nasen-Rachen-Raum. Jedenfalls konzentriert sich die Erforschung des Geruchsverlusts bei Covid-19 sowohl auf die Peripherie – die Nase – als auch auf die zentrale Ebene, das heißt das Gehirn. Bisher deuten manche Befunde darauf hin, dass spezifische Stützzellen rund um die Geruchsneuronen in der Nase betroffen sein könnten. Eingehende Forschungsarbeiten beschäftigen sich auch mit den Auswirkungen auf den Riechkolben von Covid-19-Patienten.[26]
