Die erstaunlichen Sinne der Tiere

DIE Maus, die auf Nahrungssuche durch die Dunkelheit huscht, fühlt sich sicher. Sie ahnt jedoch nichts von der Fähigkeit der Grubenotter, die Wärmestrahlung ihres Körpers zu „sehen“ — ein fataler Irrtum. Am Grund eines Haifischbeckens liegt eine Flunder vollständig im Sand verborgen, während ein hungriger Hai ungefähr in ihre Richtung schwimmt. Obwohl der Hai die Flunder nicht sehen kann, stoppt er plötzlich, stößt die Nase in den Sand und verschlingt seine Beute.

Die Grubenotter und der Hai sind Beispiele für Tiere, die spezialisierte Sinne besitzen, über die der Mensch nicht verfügt. Die Sinne vieler Lebewesen entsprechen zwar denen der Menschen, sind jedoch weitaus empfindlicher oder haben einen anderen Wahrnehmungsbereich. Ein gutes Beispiel dafür ist das Auge.

Augen, die eine andere Welt sehen

Das menschliche Auge nimmt nur einen winzigen Teil des elektromagnetischen Spektrums als Farben wahr. Infrarotstrahlung beispielsweise, die eine längere Wellenlänge hat als rotes Licht, können wir nicht sehen. Grubenottern hingegen besitzen zwischen Augen und Nasenlöchern zwei grubenförmige kleine Organe, die auf Infrarotstrahlung reagieren. * Deshalb können sie ein warmblütiges Tier sogar im Dunkeln treffsicher erbeuten.

Auf das violette Ende des sichtbaren Lichtspektrums folgt das ultraviolette (UV) Licht. Für das menschliche Auge bleibt UV-Licht ebenfalls unsichtbar, nicht jedoch für viele Tiere, darunter auch Vögel und Insekten. Bienen beispielsweise orientieren sich am Stand der Sonne. Selbst wenn die Sonne an einem teilweise bewölkten Tag nicht direkt zu sehen ist, orten sie ein Stück blauen Himmel und sehen so das Polarisationsmuster des UV-Lichts. Die Muster vieler Blütenpflanzen sind nur im UV-Bereich sichtbar, und einige Blüten führen Insekten sogar über einen „Nektarmarker“ — einen Bereich kontrastierender UV-Reflexion — zum Nektar. Auf ähnliche Weise machen manche Früchte und Samen die Vögel auf sich aufmerksam.

Da Vögel im UV-Bereich sehen können und ihr Gefieder in diesem Licht besonders strahlt, erscheinen sie in den Augen anderer Vögel wahrscheinlich farbenfroher als in unseren Augen. Den „Reichtum ihrer visuellen Tiefe können wir nur ahnen“, sagte ein Ornithologe. Die Fähigkeit, UV-Licht zu sehen, hilft bestimmten Falken, wie zum Beispiel Turmfalken, möglicherweise sogar, Wühlmäuse oder Feldmäuse aufzuspüren. Auf welche Weise? Weil „Kot und Urin“ der männlichen Wühlmäuse, so die Zeitschrift BioScience, „chemische Wirkstoffe enthalten, die UV-Strahlen absorbieren, und weil Wühlmäuse ihre Routen mit Urin markieren“. Daher können die Vögel „feststellen, wo es besonders viele Wühlmäuse gibt“, und sich auf diese Gebiete konzentrieren.

 Warum können Vögel so gut sehen?

Das Sehvermögen der Vögel ist grandios. „Das liegt vor allem daran“, so das Buch All the Birds of the Bible, „dass die Netzhaut des Vogelauges mehr Sinneszellen enthält als das Auge anderer Lebewesen. Die Fähigkeit des Auges, kleine, weit entfernte Objekte zu sehen, hängt von der Zahl der Sehzellen ab. Die Netzhaut des menschlichen Auges enthält je Quadratmillimeter etwa 200 000 Sinneszellen, bei den meisten Vögeln hingegen ist es das Dreifache dieser Zahl und bei Habicht, Geier und Adler eine Million oder noch mehr je Quadratmillimeter.“ Außerdem sind manche Vögel besonders gut ausgestattet. Ihre Augen haben jeweils zwei Bereiche mit maximaler optischer Auflösung — so genannte Sehgruben —, was es ihnen ermöglicht, Entfernung und Geschwindigkeit besonders gut wahrzunehmen. Die Augen der Vögel, die im Flug Insekten fangen, funktionieren ähnlich.

Das Vogelauge verfügt außerdem über eine ungewöhnlich weiche Linse, die sich blitzschnell scharf stellen kann. Man stelle sich einmal vor, wie gefährlich es für einen Vogel wäre, zwischen Bäumen und Büschen durch die Luft zu sausen, wenn er alles nur verschwommen sehen würde. Ja, die Konstruktion des Vogelauges offenbart wahrhaftig eine überragende Weisheit. *

Der elektrische Sinn

Die eingangs beschriebene Szene mit der versteckten Flunder und dem Hai spielte sich interessanterweise bei einer Studie über Haie ab. Die Wissenschaftler wollten herausfinden, ob Haie und Rochen die äußerst schwachen elektrischen Felder wahrnehmen, die von lebenden Fischen ausgehen. * Um das zu ermitteln, versteckten sie Elektroden im sandigen Boden des Haifischbeckens und legten die entsprechende Spannung an. Was geschah? Sobald der Hai in die Nähe der Elektroden kam, griff er sie ohne zu zögern an.

Haie nutzen die so genannte passive Elektrorezeption; so wie das Ohr den Schall wahrnimmt, können Haie elektrische Felder wahrnehmen. Elektrische Fische verfügen jedoch über die aktive Elektrorezeption. Wie eine Fledermaus, die ein akustisches Signal aussendet und das Echo „liest“, senden diese Fische je nach Art elektrische Wellen oder Impulse aus und registrieren mithilfe besonderer Rezeptoren Störungen der elektrischen Felder. * Auf diese Weise können elektrische Fische Hindernisse, mögliche Beute oder sogar einen Partner identifizieren.

Ein eingebauter Kompass

Stellen wir uns einmal vor, unser Körper würde über einen eingebauten Kompass verfügen. Wir würden bestimmt nie wieder die Orientierung verlieren. Bei einigen Tieren haben Forscher winzige Kristalle einer natürlichen magnetischen Substanz, Magnetit, gefunden. Die Zellen, die diese Kristalle enthalten, sind mit dem Nervensystem verbunden. Erwiesenermaßen können Bienen, aber auch Forellen, Magnetfelder wahrnehmen. So orientieren sich Bienen beim Bau ihrer Waben und bei der Navigation am Magnetfeld der Erde.

Magnetit wurde sogar in einer Bakterienart entdeckt, die in Ablagerungen am Meeresboden lebt. Wird das Sediment aufgewühlt, richtet das Erdmagnetfeld die Bakterien mithilfe des Magnetits so aus, dass sie in den sicheren Meeresboden zurückfinden können. Andernfalls würden sie absterben.

Viele wandernde Tiere, darunter Vögel, Schildkröten, Lachse und Wale, haben möglicherweise ebenfalls einen magnetischen Sinn. Offenbar verlassen sie sich jedoch nicht ausschließlich auf diesen Sinn, sondern orientieren sich mithilfe verschiedener Sinne. So finden Lachse den Fluss, in dem sie geboren wurden, wahrscheinlich dank ihres ausgeprägten Geruchssinns wieder. Stare orientieren sich an der Sonne, einige andere Vögel an den Sternen. In seinem Buch Sensory Exotica—A World Beyond Human Experience gibt Howard C. Hughes, Professor für Psychologie, jedoch zu bedenken: „Wir sind ganz offensichtlich noch weit davon entfernt, diese und andere Geheimnisse der Natur zu verstehen.“

Beneidenswertes Gehör

Im Vergleich zum Menschen besitzen viele Tiere ein erstaunliches Gehör. Während wir Menschen in der Lage sind, Töne im Bereich von 20 bis 20 000  Hertz (Schwingungen pro Sekunde) zu hören, können Hunde im Bereich von 40 bis 46 000 Hertz und Pferde von 31 bis 40 000 Hertz hören. Elefanten und Rinder nehmen sogar Infraschall von 16 Hertz wahr, ein Bereich, der direkt unterhalb des menschlichen Hörvermögens liegt. Weil sich tieffrequenter Schall weiter fortpflanzt, können sich Elefanten möglicherweise über vier oder mehr Kilometer hinweg verständigen. Einige Forscher meinen sogar, man könnte sich die Reaktionen solcher Tiere zunutze machen, um frühzeitig vor Erdbeben oder schweren Unwettern gewarnt zu werden, die jeweils Infraschall aussenden.

Der Hörbereich der Insekten ist ebenfalls groß. Einige hören im Ultraschallbereich mehr als zwei Oktaven über dem menschlichen Hörvermögen und andere im Infraschallbereich. Einige Insekten hören mithilfe von dünnen, flachen, trommelfellartigen Membranen, die mit Ausnahme des Kopfes auf fast jedem Körperteil zu finden sind. Andere hören dank feinster Härchen, die nicht nur auf Schall reagieren, sondern auch auf leiseste Luftbewegungen, wie sie beispielsweise von einer menschlichen Hand verursacht werden. Diese Sensibilität erklärt, warum Fliegen so schwer zu erwischen sind.

Wie wäre es wohl, wenn man die Schritte eines Käfers hören könnte? Das einzige fliegende Säugetier der Welt — die Fledermaus — besitzt ein derart feines Gehör. Um sich im Dunkeln orientieren und Insekten fangen zu können, benötigen Fledermäuse natürlich ein besonderes Gehör, eines, das mit Sonar arbeitet, also mittels Echoortung. * Professor Hughes schreibt dazu: „Stellen wir uns ein Sonarsystem vor, das ausgefeilter ist als dasjenige der modernsten Unterseeboote. Stellen wir uns weiter vor, dass dieses System von einer winzigen Fledermaus benutzt wird, die mit Leichtigkeit in unsere Hand passt. Sämtliche Berechnungen, mit denen die Fledermaus die Entfernung, die Geschwindigkeit und sogar die Art des angepeilten Insekts bestimmt, laufen in einem Gehirn ab, das kleiner ist als ein Daumennagel!“

Die Genauigkeit der Echoortung hängt auch von der Qualität des von den Fledermäusen gesendeten Signals ab. Dazu heißt es in einem Lehrbuch: „Sie können ihre Stimmlage mittels Techniken kontrollieren, um die sie jeder Opernsänger beneiden würde.“ * Dank besonderer Nasenwülste können einige Fledermausarten den Schall offenbar auch bündeln. All das macht ihr Sonar so leistungsfähig, dass es sogar von Objekten, die so winzig sind wie ein menschliches Haar, ein „akustisches Bild“ produzieren kann.

Außer Fledermäusen sind mindestens zwei Vogelarten bekannt, die Echoortung verwenden, nämlich die Salanganen Asiens und Australiens und die  Fettschwalme des tropischen Amerika. Wie es scheint, machen sie davon jedoch nur Gebrauch, um sich in den dunklen Höhlen zu orientieren, in denen sie schlafen.

Sonar im Meer

Auch Zahnwale nutzen Sonar, obwohl noch nicht ganz erforscht ist, auf welche Weise. Das Sonar der Delphine startet mit einzelnen Klicklauten, die vermutlich nicht im Kehlkopf, sondern im Nasenraum erzeugt werden. Das Melon — ein Wulst aus Fettgewebe an der Stirn des Delphins — bündelt den Schall so, dass er den Bereich vor dem Tier „ausleuchtet“. Wie hören Delphine die Echos? Anscheinend nicht mit den Ohren, sondern mit dem Unterkiefer und damit verbundenen Organen, die wiederum mit dem Mittelohr verbunden sind. Interessanterweise enthält dieser Bereich die gleiche Art Fett, wie das Melon des Delphins.

Das Sonarklicken der Delphine ähnelt erstaunlich einer mathematischen Wellenform namens Gaborfunktion. Diese Funktion zeige, so Hughes, dass das Klicken der Delphine „schon fast ein mathematisch vollkommenes Sonarsignal ist“.

Delphine können die Lautstärke ihres Sonarklickens anpassen — von einem Flüstern bis auf ohrenbetäubende 220 Dezibel. Wie laut ist das? Laute Rockmusik kann 120 Dezibel erreichen und  Geschützfeuer 130 Dezibel. Mit einem wesentlich stärkeren Sonar bewaffnet, können Delphine 8 Zentimeter kleine Objekte orten, die 120 Meter entfernt sind, in ruhigem Wasser vielleicht noch weiter entfernt.

Über die überragenden Sinnesleistungen der Lebewesen nachzudenken erfüllt uns mit ehrfürchtigem Staunen. Jedenfalls empfinden demütige, gebildete Menschen in der Regel so. Das bringt uns zu der Frage zurück, wie wir Menschen beschaffen sind. Natürlich bleiben unsere Sinnesleistungen hinter denen bestimmter Tiere, einschließlich denen von Insekten, oft weit zurück. Aber nur der Mensch wird von dem, was er in der Natur sieht, berührt. Warum empfinden wir so? Und wie kommt es, dass der Mensch die Lebewesen nicht nur erforschen will, sondern auch verstehen möchte, zu welchem Zweck sie da sind und welche Stellung er unter ihnen einnimmt?

[Fußnoten]

[Kasten/Bilder auf Seite 9]

Insekten, aufgepasst!

„Jeden Abend bei Einbruch der Dunkelheit spielt sich vor den sanften Hügeln bei San Antonio (Texas, USA) etwas wahrhaft Erstaunliches ab“, heißt es in dem Buch Sensory Exotica—A World Beyond Human Experience. „Von weitem meint man, eine große schwarze Rauchwolke zu sehen, die aus der Erde empordringt. Was den Abendhimmel verdunkelt, ist jedoch kein Rauch, sondern der Massenexodus von 20 Millionen Guano-Fledermäusen, die aus der Tiefe der Bracken Cave aufsteigen.“

Gemäß einer aktuelleren Schätzung verlassen etwa 60 Millionen Fledermäuse die Bracken Cave. Auf der Jagd nach Insekten — ihrer Lieblingsspeise — steigen sie bis zu 3 Kilometer hoch in den nächtlichen Himmel. Obwohl der Nachthimmel voller Ultraschallrufe der Fledermäuse sein muss, entsteht kein Chaos, denn jedes dieser einzigartigen Säugetiere verfügt über ein Hochleistungssonar, mit dem es seine eigenen Echos ortet.

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Bracken Cave

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Courtesy Lise Hogan

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Guano-Fledermaus — Sonar

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© Merlin D. Tuttle, Bat Conservation International, Inc.

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Bienen — Sehsinn und magnetischer Sinn

[Bild auf Seite 7]

Steinadler — Sehsinn

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Rochen — elektrischer Sinn

[Bild auf Seite 7]

Hai — elektrischer Sinn

[Bild auf Seite 7]

Stare — Sehsinn

[Bild auf Seite 7]

Lachs — Geruchssinn

[Bildnachweis]

U.S. Fish & Wildlife Service, Washington, D.C.

[Bild auf Seite 7]

Schildkröte — möglicherweise elektrischer Sinn

[Bild auf Seite 8]

Elefant — hört Infraschall

[Bild auf Seite 8]

Hund — hört Ultraschall

[Bild auf Seite 9]

Delphine — Sonar