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Bionik: Der Geruchsinn in Natur und Technik

Nase ©Martina Rüter
Nase ©Martina Rüter

Duftstoffe dienen der Orientierung, Kommunikation und Partnersuche
Nahrungsaufnahme, Orientierung, Kommunikation und Fortpflanzung werden durch den Geruchssinn beeinflusst.
Auch beim Menschen ist der Geruchssinn von großer Bedeutung – doch dies geschieht meist unterbewusst. Denn Gerüche wirken über das limbische System auf unsere Gemütsstimmung. Sie bestimmen Sympathien und Antipathien gegenüber anderen Menschen und sind ein wichtiger Bestandteil bei der Partnerwahl und Sexualität.

Stand der Geruchsforschung
Obwohl der Geruchssinn einer der entwicklungsgeschichtlich ältesten Sinne ist, spielt er in der modernen Forschung eine eher unbedeutende Rolle. Viele Fragen zur Wahrnehmung und Verarbeitung von Gerüchen sind noch ungeklärt: Was ist überhaupt ein Geruch? Wie wichtig sind Gerüche für den Menschen und wie werden sie im Gehirn verarbeitet?

Die Wissenschaftler stehen ganz am Anfang – und dass, obwohl es vielfältige industrielle Einsatzmöglichkeiten für künstliche Nasen gibt. An vorderster Front natürlich die Parfümhersteller. In der Automobilindustrie bewerten schon heute Geruchstester, ob ein Neuwagen angenehm riecht. Künstliche Geruchssensoren könnten Drogen finden und Fehlalarme bei Rauchmeldern identifizieren. Auch für Schuh- und Textilhersteller könnten geruchsneutrale Produkte interessant sein: Ein Schuh, der den Schweißgeruch nicht annimmt.

Geruchssinn bei Mensch und Tier
Der Mensch besitzt etwa 30 Millionen Riechzellen in der Riechschleimhaut im oberen Bereich des Nasendaches. Die Reichzellen verfügen über rund 350 unterschiedliche Riechrezeptoren. Prinzipiell können Menschen etwa 10.000 Gerüche voneinander unterscheiden. Ungeübte Riecher können jedoch nur etwa 50 Prozent der Gerüche tatsächlich erkennen und benennen. Ein Riechtraining verbessert die Ergebnisse enorm. Häufig nehmen wir bewusst Gerüche wahr, die mit persönlichen Erinnerungen, Orten, Personen oder Ereignissen in Verbindung stehen. Selbst Gerüche aus frühester Kindheit sind in unserem Gehirn gespeichert und tauchen immer dann in unserer Erinnerung auf, wenn sie uns wieder begegnen.

Tiere riechen meist besser als der Mensch. So besitzen viele Tiere mehrere Riechorgane. Mäuse haben vier verschiedene Organe, mit denen Sie Gerüche erkennen. Dazu besitzen sie rund 1.000 Riechrezeptoren. Hunde verfügen sogar über etwa 1200 Reichrezeptoren. Welche Rezeptoren welche Gerüche wahrnehmen und wie die Geruchsinformationen vom Gehirn verarbeitet werden ist noch weitgehend unklar.

Düfte zur Kommunikation und zur Orientierung
Bienen riechen und tasten mit demselben Organ, nämlich mit ihren Antennen. Sie besitzen einen sehr ausgeprägten Geruchssinn, den sie sowohl zur Ortung von Futterquellen – der Duft einer Blume – als auch zur Kommunikation untereinander nutzen. Über selbst produzierte Duftstoffe erteilt die Biene Anweisungen. Solche selbsterzeugten Signalstoffe heißen Pheromone.

Auch Wüstenameisen sind in der Lage, sich Gerüche ihrer Umgebung zu merken, um sie zur Navigation zu nutzen. Selbstproduzierte Düfte sind in der heißen Wüste nicht langlebig genug; sie verfliegen zu schnell. Deshalb bezieht die Wüstenameise vorhandene Umweltgerüche mit ein, während die meisten anderen Ameisenarten auf selbstgelegte Pheromonspuren setzen.

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