Hunde' Schillernder Geruchssinn

Sie haben keine Nasen,
die gefallenen Söhne Evas;
Auch der Geruch von Rosen
Ist nicht, was sie vermuten;
Aber mehr, als der Verstand verrät
Und mehr, als Menschen glauben.
-aus „The Song of the Quoodle“, G.K. Chesterton
Mein Hund Jones machte immer die merkwürdigsten Dinge, wenn mein Freund Burk mein Haus besuchte. Jones war ein Mischlingshund aus dem Tierheim, und bevor wir ihn adoptierten, hatte er vielleicht ein paar unangenehme Angewohnheiten angenommen. Aber er schlich sich an Burk heran, rieb sich an ihm und fing an, sein Bein zu heben.

Jones, ein Windhund-Schwarzlabor-Mix, der, Gott segne sein großes Herz, vor ein paar Jahren im Alter von 15 Jahren verstorben ist, hat das nie mit einem anderen Besucher gemacht. Burk roch nicht und trug keine stinkenden Klamotten, und er hat Jones nicht geärgert oder anderweitig provoziert. Burk hatte zwar einen eigenen Hund, einen Redbone Coonhound namens Hattie, aber auch andere Besucher hatten Hunde. Kurz gesagt, er hätte sich in keiner Weise von den anderen unterscheiden dürfen. Aber für Jones war Burk wie eine frische Wand für einen Graffitikünstler.

Warum? Für mich verkörpert Jones‘ Verhalten – das selbst ein Experte für Hundekognition als ungewöhnlich bezeichnete – das Geheimnis des Geruchssinns von Hunden. Was verbirgt sich hinter dieser erstaunlichen Fähigkeit, die die Welt nicht wie bei uns zu einer visuellen, sondern zu einer reichhaltigen Geruchswelt macht? Wie unterscheiden sich ihre Nasen von unseren, und was machen ihre Gehirne anders? Gibt es schließlich eine Antwort auf die Frage, warum Jones Burk jedes Mal anpinkeln wollte, wenn er mein Haus betrat?

Olympische Schnüffler

Der Geruchssinn von Hunden übertrifft den unseren um Größenordnungen – er ist 10.000 bis 100.000 Mal so ausgeprägt, sagen Wissenschaftler. „Nehmen wir an, sie sind einfach 10.000 Mal besser“, sagt James Walker, ehemaliger Direktor des Sensory Research Institute an der Florida State University, der zusammen mit mehreren Kollegen in einer streng konzipierten und viel zitierten Studie zu dieser verblüffenden Schätzung gelangte. „Wenn man die Analogie zum Sehvermögen herstellt – was Sie und ich auf eine halbe Meile Entfernung sehen können, könnte ein Hund mehr als 3.000 Meilen weit sehen und immer noch genauso gut sehen.“

Mit anderen Worten: Hunde können einige Gerüche in Teilen pro Billion erkennen. Was bedeutet das in Begriffen, die wir vielleicht verstehen? Alexandra Horowitz, Forscherin für Hundekognition am Barnard College, schreibt in ihrem Buch Inside of a Dog, dass wir vielleicht bemerken, wenn unserem Kaffee ein Teelöffel Zucker zugesetzt wurde, ein Hund aber einen Teelöffel Zucker in einer Million Liter Wasser oder in zwei Schwimmbecken von der Größe einer Olympiade erkennen kann. Ein anderer Hundewissenschaftler verglich die Fähigkeit von Hunden mit dem Geruch eines faulen Apfels in zwei Millionen Fässern.

Experten haben unglaubliche wahre Geschichten über die Schärfe des Geruchssinns von Hunden berichtet. Da gibt es den Drogenspürhund, der in einem Benzintank einen Plastikbehälter mit 35 Pfund Marihuana „fand“, der in Benzin getaucht war. Da ist der schwarze Labrador aus den Straßen von Seattle, der in den unruhigen Gewässern des Puget Sound schwimmenden Orca-Kot aus bis zu einer Meile Entfernung aufspüren kann. Da ist der Krebs-Spürhund, der auf einem Hautfleck eines Patienten, den die Ärzte bereits für krebsfrei erklärt hatten, auf ein Melanom „bestand“; eine anschließende Biopsie bestätigte das Melanom in einem kleinen Teil der Zellen. Und so weiter.

Eine Nase für Gerüche

Was haben Hunde, was wir nicht haben? Zum einen verfügen sie über bis zu 300 Millionen Geruchsrezeptoren in ihrer Nase, während wir nur etwa sechs Millionen haben. Und der Teil des Hundegehirns, der für die Analyse von Gerüchen zuständig ist, ist proportional gesehen 40 Mal größer als bei uns.

Die Nase eines Hundes funktioniert auch ganz anders als die unsere. Wenn wir einatmen, riechen und atmen wir durch die gleichen Atemwege in unserer Nase. Wenn Hunde einatmen, hilft eine Gewebefalte direkt im Nasenloch, diese beiden Funktionen zu trennen. „Wir haben herausgefunden, dass sich der Luftstrom beim Eintritt in die Nase in zwei verschiedene Strömungswege aufteilt, einen für den Geruchssinn und einen für die Atmung“, sagt Brent Craven, Bioingenieur an der Pennsylvania State University, der den Luftstrom und den Geruchstransport anhand hochauflösender MRT-Scans der Nase eines Laborkadavers modellierte (siehe Abbildung 1). Craven und seine Kollegen arbeiten daran, die Hundenase nachzubauen, auch um künstliche „Nasen“ zu entwickeln, die Gerüche so gut erschnüffeln können wie der beste Freund des Menschen.

Bei uns Menschen ist der Geruchssinn auf einen kleinen Bereich auf dem Dach der Nasenhöhle beschränkt, der sich entlang der Hauptluftstrombahn befindet. Die Luft, die wir riechen, geht also einfach mit der Atemluft ein und aus. Bei Hunden, so fand Cravens Team heraus, werden etwa 12 % der eingeatmeten Luft in einen vertieften Bereich im hinteren Teil der Nase umgeleitet, der dem Geruchssinn gewidmet ist, während der Rest der einströmenden Luft an diesem Bereich vorbeigeleitet wird und durch den Rachen in die Lunge gelangt. Innerhalb des vertieften Bereichs wird die geruchsbeladene Luft durch ein Labyrinth aus schneckenartigen Knochenstrukturen, den so genannten Nasenmuscheln, gefiltert (siehe Abbildung 2). Ähnlich wie die Barten eines Wals, die den Krill aussieben, filtern die Nasenmuscheln Geruchsmoleküle auf der Grundlage unterschiedlicher chemischer Eigenschaften. Geruchsrezeptoren im Gewebe, das die Nasenmuscheln auskleidet, „erkennen“ diese Geruchsmoleküle anhand ihrer Form und leiten elektrische Signale zur Analyse an das Gehirn weiter.

Ausatmungsstrategie

Wenn wir durch die Nase ausatmen, schicken wir die verbrauchte Luft auf demselben Weg wieder hinaus, auf dem sie hineingekommen ist, und verdrängen so alle ankommenden Gerüche. Wenn Hunde ausatmen, tritt die verbrauchte Luft durch die Schlitze an den Seiten ihrer Nasen aus. Die Art und Weise, wie die ausgeatmete Luft hinausgewirbelt wird, trägt dazu bei, dass neue Gerüche in die Nase des Hundes gelangen. Noch wichtiger ist, dass die Hunde dadurch mehr oder weniger kontinuierlich schnüffeln können. In einer Studie, die an der Universität Oslo in Norwegen durchgeführt wurde, hielt ein Jagdhund auf der Suche nach Wild seinen Kopf hoch in den Wind und schnüffelte bis zu 40 Sekunden lang in einem kontinuierlichen Luftstrom, der mindestens 30 Atemzyklen umfasste.

Wir können unsere Nasenlöcher nicht selbstständig wackeln. Hunde können das. Dies und die Tatsache, dass die so genannte aerodynamische Reichweite jedes ihrer Nasenlöcher kleiner ist als der Abstand zwischen den Nasenlöchern (siehe Abbildung 3), hilft ihnen zu bestimmen, in welchem Nasenloch ein Geruch angekommen ist. Dies hilft ihnen, die Quelle eines Geruchs zu lokalisieren – wir haben alle schon einmal gesehen, wie Hunde bei einem interessanten Geruch auf dessen unsichtbarer Spur hin und her laufen.

Ein zweites Geruchssystem

Zudem haben Hunde eine zweite Geruchsfähigkeit, die wir nicht haben, die durch ein Organ ermöglicht wird, das wir nicht besitzen: das Vomeronasalorgan, auch bekannt als Jacobson-Organ. Es befindet sich im unteren Teil des Nasengangs eines Hundes und nimmt Pheromone auf, chemische Stoffe, die für jede Tierart einzigartig sind und die Paarungsbereitschaft und andere geschlechtsspezifische Details anzeigen.

Die Pheromonmoleküle, die das Organ aufspürt – und ihre Analyse durch das Gehirn -, werden nicht mit Geruchsmolekülen oder deren Analyse verwechselt, weil das Organ über eigene Nerven verfügt, die zu einem Teil des Gehirns führen, der ausschließlich der Interpretation seiner Signale gewidmet ist. Es ist, als hätte Jacobsons Organ einen eigenen Computerserver.

Fährtenleser

Wenn uns schon die grundlegenden Riechfähigkeiten von Hunden in Erstaunen versetzen, so ist das, was sie mit diesen Fähigkeiten erreichen, wirklich erstaunlich.

Zum Beispiel die Fährtenlese. Deborah Wells und Peter Hepper vom Animal Behaviour Centre an der Queen’s University Belfast in Nordirland haben in einer Studie gezeigt, dass Hunde, die im rechten Winkel zu einem Weg geführt werden, den eine Person gerade gegangen ist, die Richtung dieser Person aus nur fünf Schritten bestimmen können. Mit anderen Worten: Der erste Schritt in die Richtung, in die die Person gelaufen ist, hat einen etwas geringeren Geruch als die nachfolgenden Schritte, weil die Geruchsmoleküle bereits in die Luft diffundiert sind. „Ich finde es wirklich erstaunlich, geradezu umwerfend, dass sie in der Lage sind, solch winzige Geruchsunterschiede zu erkennen“, sagt Horowitz.

Spürhunde treiben diese Art der Ortung auf die Spitze und vollbringen regelmäßig bemerkenswerte Leistungen in unbekannten Umgebungen und auf der Spur unbekannter Personen, wie z. B. vermisster Personen. „Es ist eine wirklich große Frage, wie die Hunde das machen, d. h. wie sie einen so genannten Gradienten verfolgen“, sagt Walker. „Sie sind in der Lage, an eine Abzweigung im Wald zu kommen und zu sagen: ‚Okay, ich glaube, die kleine Sally ist in diese Richtung gelaufen. Irgendetwas ist passiert, und ich muss eine Entscheidung treffen. Das ist ziemlich erstaunlich, wenn man es von einem technischen Standpunkt aus betrachtet, denn der Geruch der kleinen Sally ist nicht das Einzige, was dort passiert. Es gibt wechselnden Wind, wechselnde Luftfeuchtigkeit. Es gibt noch andere Gerüche – hier drüben hat ein Reh gekotet, und hier drüben gibt es Urin von einem Kaninchen. Und irgendwie ist der Hund in der Lage zu sagen: ‚Ja, aber ich konzentriere mich auf die kleine Sally.'“

Offene Fragen

Solche Rätsel sind die Würze für Hundeforscher. In einer Studie aus dem Jahr 2003 fanden Wells und Hepper beispielsweise heraus, dass Hunde, die eine Stunde nach dem Ablaufen einer vom Menschen angelegten Fährte im rechten Winkel zu dieser geführt wurden, die korrekte Richtung von Fährten, die von links nach rechts gelegt worden waren, häufiger erkannten als solche, die von rechts nach links gelegt worden waren.

„Das war ein interessantes Ergebnis, und ich bin mir nicht ganz sicher, was hier vor sich geht“, sagte Wells in einer E-Mail. „Wir wissen, dass Hunde starke motorische Präferenzen zeigen, wobei männliche Hunde ihre linken Pfoten mehr benutzen als weibliche Hunde, die im Gegensatz dazu eher ihre rechten Pfoten benutzen.“ Einige Studien an anderen Spezies zeigen, dass sich laterale Vorlieben auch auf das Geruchssystem ausdehnen können, sagt sie, und weitere Forschungen mit Hunden sind angebracht.

A marked man

Und was ist mit Jones und meinem Freund Burk? Als ich Horowitz von dem Verhalten meines Hundes erzählte – das mich und Burk immer gleichermaßen überraschte – und fragte, warum Jones das getan haben könnte, lachte sie und sagte: „Das kann ich Ihnen nicht sagen. Es gibt einige Orte, an die meine Wissenschaft nicht vordringt.“ Sie könne aber eine Theorie aufstellen, sagte sie: Hunde markieren mit Urin an Orten, von denen sie glauben, dass viele andere Hunde sie riechen werden, oder vielleicht, weil dieser Ort etwas Begehrenswertes oder Interessantes an sich hat. Vielleicht roch Burk schon ziemlich stark nach etwas anderem, schlug sie vor.

Ungeachtet des Grundes, sagte ich, hätte Burk sich durch eine solche Behandlung doch geehrt fühlen müssen, oder? Horowitz lachte wieder. „Er hätte es sicher nicht als Beleidigung auffassen sollen“, sagte sie. „Der Hund hat Sie ausgezeichnet.“