Die erstaunlichen Sinne der Tiere

„In vielen Jahrhunderten wissenschaftlicher Arbeit ist es gelungen durch technische Erweiterungen unserer eigenen Wahrnehmungsfähigkeiten vielen scheinbar unerklärlichen Sinnesleistungen der Tiere auf die Spur zu kommen. Andere blieben ungelöst, bis heute. Denkbar, dass hier Faktoren eine Rolle spielen, von denen wir gegenwärtig noch keine Vorstellung haben. Vielleicht lassen sich auf diese Weise in Zukunft auch Dinge erklären, die Naturwissenschaftler heute noch allzu gerne nicht in die Rubrik „Sinne“, sondern unter „Unsinn“ abhandeln und bereitwillig ihren milde belächelten Kollegen von der Parapsychologie überlassen“
(Ulrich Schmidt, Museum für Naturkunde Stuttgart)

„Auch die Tiere betrachte ich mit anderen Augen, seit ich mehr von ihrem Sinnenleben weiß. Fische können Musik hören. Manche Tiere riechen räumlich, das mag man sich in einer voll besetzen U-Bahn überhaupt nicht vorstellen. Heuschrecken hören mit den Beinen.“ (Martenstein 2006).


Die menschlichen Sinne

Homo sapiens Individuen erleben die Welt im wesentlichen über die schon von Aristoteles beschriebenen fünf Sinneskanäle des Menschen, also Gehörsinn , Geruchssinn , Geschmackssinn , Gesichtssinn, und Tastsinn. Es gibt weitere Sinne, die von der modernen Physiologie benannt worden sind. Dazu gehören die Thermozeption (Temperatursinn), Nozizeption(Schmerzempfindung), den Gleichgewichtssinn , die Orientierung im Raum (oben und unten, Position im Raum) und die Propriozeption(Körperempfindung oder Tiefensensibiliät) sowie ein Sinn für die Zeit (innere Uhr für den Tagesrhythmus). Bei " Synästhetikern " gibt es ein "Übersprechen" zwischen Sinneskanälen, so dass z.B. Klänge als farbige Muster wahrgenommen werden.

Viele Tiere verfügen über die gleichen Sinne in unterschiedlich ausgeprägten Varianten und bei unterschiedlichem Wahrnehmungsvermögen. Viele Arten haben zudem einige mehr Sinne als der Mensch wie z.B. den Magnetsinn, den Elektrosinn oder den Strömungssinn. Hingegen ist die Bedeutung und Gewichtung der Sinne unter den Arten sehr verschieden. Menschen nehmen ihre Umwelt in der Regel stark über das Sehen wahr, während für andere Arten der Geruch, der Hörsinn oder andere Sinne, über die Menschen nicht verfügen, weitaus wichtiger sind.



Orientierung und Navigation bei Tieren

Die Rätsel des Vogelzugs und der Magnetsinn

Mehr als die Hälfte der bekannten Vogelarten begibt sich auf lange Wanderungen. Der Vogelzug, obwohl mittlerweile vielfach dokumentiert und kartiert gibt der Wissenschaft immer noch viele Rätsel auf. So ist immer noch nicht abschließend klar, wie sich Vögel auf ihren langen Wanderungen orientieren und navigieren.

Was die Wissenschaft weiß ist, dass ein Teil der Migrationsinformation über die Gene an die folgenden Generationen weitergegeben wird. Vögel orientieren sich auf ihren Wanderungen an Gebirgszügen oder Flussläufen, aber auch über einen inneren Sonnen-, Sternen- und Magnetkompass. Wo letzterer physiologisch beim Vogel zu finden ist, weiß man allerdings noch nicht. Man nimmt derzeit an, dass das Magnetfeld in irgendeiner Art und Weise an den Sehvorgang gekoppelt ist. Rotkehlchen z.B. besitzen einen mikroskopisch kleinen Magnetkompass im rechten Auge.

Auch Bienen und Forellen nehmen magnetische Felder wahr. So orientieren sich z.B. Bienen beim Bau ihrer Waben und bei der Navigation am Magnetfeld der Erde. Auch Langusten orientieren sich am Erdmagnetfeld. Man nimmt an, dass die Krustentiere bei ihren nächtlichen Wanderungen, die bis zu 30 Kilometer betragen können, wahrscheinlich über Magnetsensoren die Position ihres jeweiligen Standortes in Beziehung zu ihrem Heimatort setzen und sich so orientieren.

Wie hingegen die Vögel auf ihren langen Wanderungen navigieren, d.h. „ nichts weniger als den eigenen Standort zu bestimmen, das gewünschte Ziel zu kennen und daraus eine Richtung zu berechnen“(Schmidt 2004), bliebt ein bis dato ungelöstes Rätsel.


Wie sehen Tiere die Welt?

Tiere haben im Laufe der Evolution mehr als fünfzig unterschiedliche Lichtsinnesorgane entwickelt und vollbringen erstaunliche Sinnesleistungen mit ihren Augen. Nur fünf Prozent der bekannten Tierarten haben keine Augen entwickelt, die Bilder übermitteln.

Was sehen Hunde und Katzen?

Am vertrautesten sind die meisten Menschen mit ihren Haustieren, und trotzdem wissen wir oft nicht, wie unsere Tierfreunde die Welt sehen. Hauskatzen haben ein hervorragendes räumliches Sehvermögen, sehen Farben hingegen nur ganz schlecht, während Hunde die Welt blasser und dazu in Gelb-, Grün und Blautönen sehen. Dafür besitzen Katzen als nachtaktive Wesen eine Schicht (Tapetum lucidum), die sich hinter der Netzhaut befindet und die das eingedrungene Licht noch einmal reflektiert. Dadurch werden die Sinneszellen ein zweites Mal gereizt, was wiederum die Lichtausbeute erhöht und zudem bewirkt, dass Katzenaugen im Dunkeln leuchten. Letzteres eine Fähigkeit, die ihnen gerade im Mittelalter viel Unheil eingebracht hat, da man das Leuchten für ein Zeichen des teuflischen Wesens der Katze hielt.

Das erstaunliche Sehvermögen der Vögel

Viele Vogel haben ein enorm gutes Sehvermögen. Das Vogelauge verfügt über eine weiche Linse, die sich blitzschnell auf scharf stellen kann und ist dem des Menschen weitaus überlegen. Die Netzhaut des Vogelauges hat zudem mehr Sinneszellen als das Auge aller anderen Lebewesen. Viele Vogelarten sehen auch dann noch scharf und in Farbe, wenn wir nichts mehr ausmachen können bzw. nur noch uni sehen. Turmfalken erkennen noch aus großer Höhe die ultraviolett leuchtenden Urinspritzer, mit denen Wühlmäuse ihr Revier markieren. (siehe auch Kramer 2006)

Rundumblick und genaues Bewegungssehen von Insekten

Die Facettenaugen vieler Insekten ermöglichen einen Rundumblick. Zudem verfügen viele über ein ganz genaues Bewegungssehen. Fliegen z.B. sehen das Niedersausen einer Zeitung „wie in Zeitlupe – pro Sekunde können sie bis zu 300 Bilder getrennt voneinander wahrnehmen. Ein Mensch hingegen kann bei schlechtem Licht gerade mal zehn Bilder pro Sekunde auseinander halten“(Kramer 2006).

Sonderfall der sehenden Natur: Das Vierauge

Das Vierauge, ein lateinamerikanischer Küstenfisch, ist das einzige bekannte Lebewesen, das über und unter Wasser zur gleichen Zeit gleich gut sehen kann. Dank seiner einzigartigen Pupillen, die sich durch miteinander verwachsene Irislappen in zwei Hälften teilen, kann er seine Beute gleichzeitig über Wasser (fliegende Insekten) und unter Wasser (kleinere Fische) ausmachen. Menschen z.B. sehen unter Wasser alles verschwommen, Robben hingegen sind an Land kurzsichtig.

Schlangen sehen Infrarot

Schlangen sehen die Wärmestrahlung ihrer Beutetiere. Grubenottern registrieren Infrarotstrahlung mithilfe des Grubenorgans, das sich auf jeder Kopfseite zwischen Auge und Nasenloch befindet. Mithilfe des Grubenorgans kann die Schlange die Abweichung (bis zu 0,002 Grad Celsius genau) zwischen Umgebungstemperatur und Körpertemperatur des Beutetieres ausmachen. Das menschliche Auge hingegen kann Infrarotstrahlung, die eine längere Wellenlänge als rotes Licht hat, nicht wahrnehmen.

Aale sehen auch mit dem Schwanz

In der Schwanzhaut des Aals befinden sich lichtempfindliche Zellen, die zwischen hell und dunkel unterscheiden können. Aale verstecken sich unter Wasser in sehr engen Höhlen, in denen sie sich kaum drehen können. Die Sinneswahrnehmung des Schwanzes „hell = draußen“ oder „dunkel = drin“ lässt das Tier erkennen, ob auch der Schwanz sich in der Höhle befindet oder nicht.

Bienen scannen ihre Umgebung mit Hilfe des UV -Lichts

Bienen und viele andere Insekten können UV-Licht sehen. Die Muster etlicher Blütenpflanzen sind nur im UV-Bereich sichtbar und einige Pflanzen führen Insekten wie Bienen, die für die Streuung des Blütenstaubes zuständig sind, über einen sogenannten Nektarmarker, einen Bereich kontrastierender UV-Reflexion, zum Nektar. (Schmidt 2004)

Auch einige Fischarten können UV-Licht sehen: „der Goldfisch etwa kann das komplette Spektrum von UV-Licht bis zum längerwelligen Rot wahrnehmen“ (Kramer 2006).


Meeresbewohner und Elektrosinn

 Passiver Elektrosinn bei Haien

Haie orten ihre Beute mit passiver Elektrorezeption, d.h. sie können zwar selber im Gegensatz zur aktiven Elektrorezeption keine elektrischen Signale aussenden, können elektrische Felder aber wahrnehmen und finden so ihre Beute, egal wie tief sie auch im Meeressand versteckt ist.


Aktive Elektrorezeption bei Fischen

„Aktive Elektrorezeption“ benutzen einige Fischarten wie z.B. Nilhechte, aber auch einige Wels-, Aal- und Rochenarten, die je nach Art mit speziellen Organen elektrische Wellen oder Impulse aussenden und mithilfe bestimmter Rezeptoren Störungen der elektrischen Felder registrieren. So können diese Fische Hindernisse, Beute und Artgenossen identifizieren. Ein Nilhecht zum Beispiel kann auf diese Art eine elektrische Spannung von einem Volt erzeugen und ein Zitteraal bringt es auf sage und schreibe 800 Volt. Der Zitteraal benutzt diese hohe Elektrospannung, die er produzieren kann auch zum jagen, indem er seine Beutetiere damit betäubt.

Wie riechen Tiere?

Wer hätte es gedacht, aber gerade Fische verfügen über einen ausgezeichneten Geruchssinn. Lachse wandern lange Strecken von ihrem Geburtsort in einem Süßwasserfluß zum Meer und zurück. Sie können mit ihrem guten Geruchssinn, den Fluß, indem sie geboren wurden wiederfinden, um ebenfalls dort zu laichen. „Verdünnt man einen Fingerhut voll künstlichem Rosendufts mit einer Wassermenge, die 58 mal so groß ist wie der Bodensee – er fasst etwa 50 Milliarden Liter – können Aale diesen Duft noch wiedererkennen“ (Satorius 2005).

Ein Männchen des Seidenspinnerschmetterlings entdeckt seine Herzensdame noch 10km Entfernung, indem er, wenn einzelne von ihr ausgesandte Duftmoleküle bei ihm ankommen, beginnt gegen den Wind zu fliegen. „Bei der Navigation hilft ihm sein Windgeschwindigkeitsmesser in den Antennen, das Johnstonsche Organ. Werden beide Antennen exakt gleich vom wind nach hinten gebogen, ist der Kurs korrekt. Biegen sie ein wenig zur Seite, muss der Kurs so geändert werden, bis der Wind wieder exakt von vorne bläst“. (Satorius 2005).

Die Hörleistungen von Tieren

„Hören heißt, (Luft) Schwingungen auffangen und auf Nerven zu übertragen. Die Frequenz von Schwingungen wird in Hertz (Hz) oder Kilohertz (kHz) angegeben; 1 Hz ist eine Schwingung pro Sekunde, 1 kHz 1000 Schwingungen pro Sekunde. Je höher die Frequenz, desto höher der Ton“(Schmidt 2004).

Menschen können Töne im Bereich von 20 – 16 000 Hertz hören; am besten hören wir im Bereich von 2000 – 5000 Hz. Frequenzen unterhalb der menschlichen Hörgrenze werden als Infraschall, oberhalb als Ultraschall bezeichnet.

Hören ohne Ohren

Aber nicht alle Lebewesen hören mit den Ohren.“Heuschrecken hören mit ihren Beinen: Unterhalb der Kniegelenke haben sie „Hörmembranen“, die ähnlich funktionieren wie das menschliche Trommelfell. Vögel nehmen Schall über das Trommelfell, Amphibien zusätzlich auch über die Vorderbeine auf: Sie hören buchstäblich die Schwingungen des Bodens oder des Wassers“ (Kramer 2006). Fische hören teilweise mit der Schwimmblase.

Elefanten Kommunikation via Infraschall

Elefanten können sowohl wesentlich tiefere als auch höhere Töne hören als Menschen. Elefanten können Infraschall, der unterhalb des menschlichen Hörvermögens liegt, wahrnehmen und damit untereinander kommunizieren. Über Infraschall können sich Elefanten über Distanzen von bis zu zehn Kilometern in der afrikanischen Savanne verständigen, da tieffrequentierter Schall über sehr weite Distanzen trägt. Dabei dringen die Schallwellen auch durch dichte Vegetation, was für Wald- und asiatische Elefanten von Vorteil ist. Elefantenkommunikationsforscher haben bereits an die hundert verschiedene "Elefanten-Worte" identifiziert.


Hören im Ultraschallbereich

Auch viele Insektenarten hören extrem gut und viel. Es gibt Arten, die im Ultraschallbereich mehr als zwei Oktaven über dem menschlichen Hörvermögen hören können. Andere Arten hören dank feinster Härchen, die nicht nur auf Schall reagieren, sondern auch auf kleine Luftbewegungen. Hunde hören im Bereich von 40 – 46 000 Hertz. Die Hundepfeife arbeitet mit für Menschen nicht hörbaren Tönen im Ultraschallbereich.

Sonar und Echoortung bei Tieren

Sonar steht für Sound Navigation and Ranging. Mithilfe des Sonars, auch Echoortung genannt, werden von Objekten und Lebewesen akustische Bilder produziert. Echoortung wird u.a. von Fledermäusen, Zahnwalen, wenigen Vogelarten, einem Wels (Arius felis) und einigen Spitzmausarten (Soricidae) angewandt. Letztere sind wie ihre Namensvetter Insektenfresser und daher nicht mit Mäusen verwandt, die zu den Nagetieren gehören.


Echoortung bei Fledermäusen

Fledermäuse, die einzigen fliegenden Säugetiere, nutzen Echoortung zur Orientierung im Dunkeln, zur Hindernisvermeidung und zum Beutefang, hauptsächlich bei Insekten. Dabei wird ein Suchlaut (Puls) in Ultraschallfrequenz gerichtet aus dem Mund-Nasenbereich ausgestoßen. Dieser trifft auf ein Hindernis und wird reflektiert. Die Fledermaus hört ein leiseres und evtl. durch die Art der Reflexion verändertes Echo.

In Versuchen haben Fledermäuse gezeigt, dass sie mit einer schier unvorstellbaren Präzision Fäden, die dünner als menschliches Haar sind, im Flug erkennen und vermeiden können. Die Hufeisennase, einer früher in Deutschland häufig anzutreffenden Federmausart, ist mit ihrem Sonar sogar in der Lage, „an der unterschiedlichen Flügelschlagfrequenz und dem Klang des Echos einzelne Insektenarten voneinander zu unterscheiden. (Schmidt 2004)

Bei den Flughunden hingegen, die ebenfalls zu den Fledertierarten (Ordnung Chiroptera) gehören, gebrauchen nur die Höhlenflughunde der Gattung Rousettus ein Sonar. Sie erzeugen den Schall dabei nicht mit ihrer Stimme, sondern durch Zungenschnalzen. (Schmidt 2004)

Sonarnutzung bei Meeressäugern und Vögeln

Die achtzig Arten der Zahnwale orientieren sich wie Feldermäuse mithilfe der Ultraschall-Echoortung. Eine große Gefahr für die Meeressäuger ist der immer stärker zunehmende Unterwasserlärm sowie aktive Unterwassersonarsysteme, wie sie von der militärischen Forschung verwendet werden. „Militärische Abwehrsysteme zum Aufspüren feindlicher U-Boote gründen zum Teil auf ähnlichen Techniken, wie sie Wale verwenden, mit dem Unterschied, dass die verwendeten, extrem starken, Schallwellen niederfrequent sind, weil sie dadurch weitertragen. Die Druckwellen sind so stark, dass Lebewesen in der unmittelbaren Umgebung der Sender getötet werden; eine Auswirkung auf das empfindliche Sonar der Zahnwale auch noch auf weite Distanzen gilt als wahrscheinlich“ (Schmidt 2004 und siehe auch die Kampagne der Europäischen Koalition für lärmfreie Ozeane unter www.silentoceans.org).

Der Fettschwalm, ein im tropischen Mittel- und Südamerika beheimateter Vogel, brütet in tiefen Höhlen, die er nur nachts verlässt. Zur Orientierung in der Dunkelheit nutzt er „Serien von wenigen Millisekunden dauernden klickenden Lauten, die 3 – 20mal pro Sekunde ausgestoßen werden“ (Schmidt 2004). Neben den Fettschwalmen nutzen noch eine weitere Höhlenbewohnende Vogelart die Echoortung: Die südostasiatischen Salanganen, die mit dem bei uns heimischen Mauersegler verwandt sind.


Menschliche Echoortung durch Zungenschnalzen

Viele Menschen nehmen ihre Umgebung vor allem über den visuellen Sinn mit Hilfe der Augen wahr. Ohne diesen Sinn fällt es uns zuerst einmal schwer uns in der Welt zurechtzufinden und wir sind auf die Hilfe anderer Menschen oder Blindenhunde angewiesen. Eine bekannte Ausnahme ist der in Kalifornien lebende Blinde Dan Kish, der sich mithilfe von Schnalzlauten beigebracht hat, sich zu orientieren. Er selbst beschreibt seine Vorgehensweise folgendermaßen: „ Man kann es sich in etwa wie schwache Lichtblitze vorstellen. Es ist, als ob man ein Fahrrad in völliger Dunkelheit fährt und die Lichtblitze erhellen die Umgebung gerade soweit, dass man Hindernisse erkennen kann" (HR Online.de 2004) . Mittlerweile hat er eine Gruppe anderer Blinde angelernt und diese führen mittlerweile Mountainbike Touren durch. Weil beständiges Schnalzen für einen Menschen aber sehr anstrengend ist, wurde jetzt ein Gerät entwickelt mit dessen Hilfe das Schnalzen imitiert wird und das im Gürtel oder in einem Stirnband getragen wird und die Schnalzlaute dabei direkt nach vorne abgibt. (Kontakt in Englisch über www.worldaccessfortheblind.org)

Strömungssinn

Bei Alligatoren reagieren Sensoren auf dem Unterkiefer und im Maul auf leistete Wasserbewegungen; Beutetiere können so treffsicher geortet werden. Fische hinterlassen im Wasser eine Spur von Verwirbelungen, die Seehunde mit ihren Schnurrhaaren wahrnehmen. Jedes ihrer 100 Barthaare beherbergt 1600 Nervenzellen (Katzen zum Vergleich haben nur 160 Nervenzellen an ihren Barthaaren). Dadurch können die Tiere mit minutenlanger Verzögerung noch die Schwimmspur ihrer Beutefische verfolgen. Seekühe erfühlen mit ihren den ganzen Körper bedeckenden Fühlhaaren im trüben Gewässer ihren Weg.



Tierische Voraussagen: Früherkennung von Erdbeben und Tsumanis von Tieren

Während des verheerenden Tsunamis zum Jahreswechsel 2004 / 2005 in Südostasien starben eine Viertelmillion Menschen, aber nur wenig Tiere. Die Riesenwelle ging in Sri Lanka bis zu drei Kilometer ins Landesinnere und traf auch den Yala-Nationalpark, in dem Elefanten, Leoparden und andere wildlebende Tiere anzutreffen sind. Jedoch erklärte der Leiter des Parks, H.D. Ratnayake, man habe keinerlei tote Tiere finden können. (China Intern 29.12.2004)

Das Phänomen ist schon seit den Frühzeiten menschlicher Geschichtsschreibung bekannt. Bereits im Jahr 373 v. Chr. berichtete der griechische Historiker Diodoro Sicula, dass vor einem Erdbeben Schlangen und Mäuse aus den Städten flohen. Bis zur heutigen Zeit gab es über die Jahrhunderte immer wieder Berichte und Beobachtungen über merkwürdiges Verhalten bei Tieren vor einem Erdbeben. W ährend des großen Erdbebens 1966 in der ehemaligen Sowjetrepublik Usbekistan wollten schon einige Zeit davor weder die Bergziegen noch die Antilopen im Zoo von Taschkent in ihre Ställe zurück und bereits Tage vor dem Beben fingen Tiger und andere Großkatzen an, im Freien zu schlafen.

Wissenschaftler haben keine verifizierten Erklärungen, dafür, dass Tiere anscheinend Erdbeben und Tsunamis schon einige Zeit vorher das Anstehende ahnen und die richtigen Verhaltensweise aus diesem Wissen ableiten.

Mit Ausnahme russischer und chinesischer Forscher wurde dem Feld nicht viel Aufmerksamkeit gewidmet. „Die erste große und wahrscheinlich auch bislang bedeutendste Erdbebenvorhersage gelang Anfang 1975 in China und erregte weltweit Aufsehen. Neben markanten physikalischen - also technisch messbaren - Vorbotenphänomenen, war in der Provinz Liaoning angeblich auch die Tierwelt von seltsamer Unruhe ergriffen. Schilderungen zufolge bellten Hunde Tag und Nacht, verfielen Hühner in heillose Panik und Ratten verließen am helllichten Tag ihre Schlupfwinkel. Am 4. Februar informierten Erdbebenforscher die Behörden über ein unmittelbar bevorstehendes Starkbeben, das am Abend des gleichen Tages gegen 19.36 Uhr mit zerstörerischer Gewalt der Stärke 7,6 über die chinesische Provinz hereinbrach. Die Bevölkerung konnte rechtzeitig evakuiert werden, weil das Beben durch Messungen, aber auch durch Tierbeobachtungen exakt vorhergesagt wurde“ (Stahr 2004).

Einige Wissenschaftler führen das Verhalten auf das Erspüren elektromagnetischer Wellen zurück, die vom Tsunami bzw. dem Erdbeben ausgesendet werden. Andere sind der Ansicht, dass „d urch den hohen Druck auf das Gestein vor einem Erdbeben in Abhängigkeit von seiner jeweiligen mineralischen Zusammensetzung elektrische Ströme entstehen die Wasser in Gesteinsklüften zersetzen. Dabei entstehen kleinste elektrisch geladene Schwebeteilchen, die das Gestein durch feine Risse verlassen. Nach Untersuchungen führen diese elektrisch geladenen Teilchen bei Tieren zur verstärkten Ausschüttung des Hormons Serotonin, das Unruhe bis Panik hervorruft. Demnach fürchten Tiere nicht das bevorstehende Beben, sondern reagieren auf die erhöhte Konzentration elektrisch geladener Teilchen in der unmittelbaren Umgebung“ (Stahr 2005).