Valencak, T. Pheromone und chemische Kommunikation

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Thematisiert
Pheromone
Pheromone
und chemische
Kommunikation
Priv. Doz. Dr.
Teresa Valencak
Forschungsinstitut
für Wildtierkunde
und Ökologie der
Vet.-Med. Univ. Wien
Sowohl bei uns Menschen als auch bei den
Tieren in der Natur spielt die chemische
Kommunikation eine wichtige Rolle. – Über
chemische Botenstoffe bei der innerartlichen
Informationsübertragung.
S
oziologen diagnostizieren uns die
Pheromone:
globale Kommunikationsgesell­ geruchlose Botenstoffe
schaft, und wir sind längst Mobil­ Chemische Kommunikation umfasst alle
telefone gewohnt, mit denen wir Tricks und Anpassungen der Tiere, die
nicht nur sprechen, sondern auf viele
Geruch und Geschmack mit einschließen.
andere Arten mit der Umwelt in Verbin­ Aber nicht nur Tiere nutzen chemische
dung treten. Ob man allerdings jeman­ Substanzen, um mit ihrer Umwelt in Ver­
den „riechen“ kann oder nicht, lässt sich
bindung zu treten. So verwenden auch
nicht einfach durch eine SMS, ein Pos­ Pflanzen sogenannte Pheromone, um
ting oder ein Telefongespräch heraus­ ihre Bestäuber anzulocken. Außerdem
haben Wissenschafter herausgefunden,
finden. Tatsächlich gibt es aber spezielle
Aspekte der innerartlichen Kommunika­ dass Bäume, wie zum Beispiel Weiden,
wenn sie von Insekten befallen werden,
tion, die selbst ein Handy (noch) nicht
abdecken kann: Geruch, Geschmack und
mittels Pheromonen benachbarte ­Bäume
die Wahrnehmung von speziellen Boten­ „vorwarnen“ und gleichzeitig bewirken,
dass sich die biochemische Blattzusam­
stoffen, wie den Pheromonen.
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Foto Michael Breuer
Bereit?
Der Rehbock
überprüft
anhand von
chemischen
Botenstoffen,
ob die Rehgeiß
für den Beschlag
bereit ist.
Pheromone bei Insekten
Bei Insekten, zum Beispiel Ameisen,
dienen Pheromone zur Nachrichtenüber­
mittlung in Zusammenhang mit der
Nahrungsverfügbarkeit: sie legen Phero­
monspuren aus, damit Art­genossen die
von ihnen entdeckten Futterquellen auf­
finden. Solange die Futterquelle existiert,
werden die Spuren erneuert. Versiegt die
Quelle jedoch, wird ein anderes Phero­
mon produziert, das genau diese Infor­
mation übermittelt.
Allgemein können Pheromone über
den Geruchs- und den Geschmackssinn
verarbeitet werden und lösen je nach Art
des Pheromons eine Verhaltensantwort
oder eine physiologische Reaktion aus.
Bienen.
Bienen nutzen ein Pheromon, um beim
Hochzeitsflug Drohnen anzulocken und das
Verhalten der Arbeiterinnen im Stock zu
stabilisieren.
Foto Jörg Fischer
Als eines der bekanntesten Pheromone
gilt Bombykol. Diese Substanz wird von
der weiblichen Seidenspinnerraupe pro­
duziert, um paarungsbereite Männchen
anzulocken. Es erlangte seine Bekannt­
heit durch die Tatsache, dass das Männ­
chen bereits mit Paarungsbereitschaft
­reagiert, wenn sich ein einziges Molekül
Bombykol in 1.017 Molekülen Luft befin­
det. Diese extrem feine Wahrnehmung
eines Pheromons gilt in der Wissenschaft
als einzigartig, wurde 1959 entdeckt und
kann dazu eingesetzt werden, große
­Mengen paarungsbereiter Männchen
gleichsam in die Irre bzw. in die vom
Menschen gewünschte Richtung zu ­leiten.
Ein weiteres interessantes Beispiel zu
Pheromonen kommt auch aus der Insek­
tenwelt. Bienen nutzen ein und dasselbe
Pheromon bzw. die gleiche chemische
Substanz, um mehrere Reaktionen bei
ihren Artgenossen zu erreichen. So fun­
giert ein spezielles Pheromon, das bio­
chemisch 9-Oxodecensäure genannt wird,
gleichzeitig als Substanz, um beim Hoch­
zeitsflug Drohnen anzulocken, das Ver­
halten der Arbeiterinnen im Stock zu sta­
bilisieren und schließlich um zu verhin­
dern, dass auch die Arbeiterinnen Eier
legen und Larven produzieren können.
Die Wirkungsweise und Reichweite von
Insektenpheromonen ist heute sehr gut
bekannt und untersucht. Im Gegensatz
dazu finden sich bei Säugetieren deutlich
weniger Studien über Pheromone.
Foto WEIDWERK-Archiv/Dagner
mensetzung ändert. Bei allzu starkem
Befall – zum Beispiel mit dem Ringelspin­
ner – verlieren die Bäume sogar ihre Blät­
ter. Deshalb hat diese Warnung durch
Pheromone zu Beginn des Befalls eine
große biologische Bedeutung.
Pheromone sind geruchlose, durch
die Luft übertragene Moleküle, die in­
nerhalb der gleichen Tier- oder Pflanzen­
art eine Reaktion hervorrufen. Sie sind
zwar seit etwa 150 Jahren bekannt, er­
hielten ihre Namen aber erst vor etwa
50 Jahren. Die Wissenschaft klassifiziert
Alarm-Pheromone, NahrungsquellenPheromone und solche, die bei der Part­
nerwahl zum Einsatz kommen. Im Ge­
gensatz zum Nervensystem oder auch
zum sogenannten endokrinen System,
das die Hormone umfasst, ist der Wir­
kungsort von Pheromonen nicht inner­
halb des Körpers, sondern außen an der
Körperoberfläche, was ihnen auch die Be­
zeichnung Ekto-Hormone eingebracht
hat. Die Funktionen der meisten bisher
bekannten Pheromone bei Säugetieren
liegen in der Mutter-Jungtier-Erkennung,
im Feststellen der Paarungsbereitschaft
der Geschlechter oder auch im Markie­
ren eines Territoriums.
Kleine, nachtaktive Tiere, die offene
Flächen bewohnen oder stets vor Räu­
bern auf der Flucht sind, haben es mit­
unter schwer, gleichsam ohne Mithilfe
chemischer Kommunikation ihre Part­
ner auszuwählen. Daher findet man viel
intensiveren und komplexeren Einsatz
von Pheromonen in der Biologie kleine­
rer Säugetiere, wie zum Beispiel in der
von Nagetieren.
Wildkaninchen.
Pheromone bewirken bei Säugetieren, wie
etwa beim Wildkaninchen, dass „blinde“,
nackte und hilflose Neugeborene die Zitzen
der Mutter geruchlich wahrnehmen.
Pheromone bei Säugetieren
Je nachdem, ob ein Pheromon beim
Empfänger eine Verhaltensantwort oder
eine physiologische Antwort auslöst,
­unterscheidet man sogenannte Releaserund Primer-Pheromone. Bekanntestes
Beispiel eines Releaser-Pheromons, das
eine sofortige Verhaltensantwort beim
Säugetier bewirkt, ist eine Substanz
mit der biochemischen Bezeichnung Me­
thylbut-2-enal, die bei neugeborenen Ka­
ninchen ein sofortiges Finden und Auf­
suchen der Zitze sowie den Saug­-reflex
bewirkt. Dieses sogenannte SäugetierPheromon entsteht an der Zitze
des Mutterkaninchens und wird von den
nicht sehenden, nackten und hilflosen
Neu­
geborenen geruchlich wahrgenom­
men. Obwohl die Jungtiere zu diesem
Zeitpunkt als orien­
tierungslos gelten,
lässt sie das Pheromon die Zitze ohne
Verzögerung lokalisieren und saugen. Die
rasche Reaktion ist bei Kaninchen beson­
ders wichtig, zumal die Mutter ihre Jun­
gen nur einmal täglich kurz mit Milch
versorgt und es daher gilt, keine Zeit zu
verlieren. Andere beim Säugetier bekann­
te Releaser-Pheromone finden sich im
Urin von Raubsäugetieren, wie zum
­Beispiel bei Hund und Katze, und haben
ihre Bedeutung im Markieren des
­Territoriums.
Primer-Pheromone lösen bei Tieren
eine physiologische Reaktion aus, wobei
die Wirkung der Substanz nicht so rasch
erfolgt wie bei den Releaser-Pheromonen.
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WEIDWERK 6 | 2015
Thematisiert
Pheromone
Brunft!
Fotos Michael Migos
Besonders zur
Brunftzeit wird
ein bräunliches
Sekret in der
Voraugendrüse,
der sogenannten
„Harder’schen
Drüse“, gebildet.
Ein klassisches Beispiel ist hier ein bei
Partnerwahl:
Ratten und Mäusen bekanntes Pheromon, Rotwild kennt sich aus
das, wenn es vom Männchen abgegeben
Besonders wichtig ist die chemische
wird, das Reifen der Eizellen beim ande­ Kommunikation, wenn es gilt, den oder
ren Geschlecht hervorruft und einen
die Richtige fürs Leben zu finden.
großen Fortpflanzungserfolg herbei­ ­Hirsche (alle geweihtragenden Hirsche)
führen kann. Primer-Pheromone werden
nutzen dazu ein bräunliches Sekret, das
vom Geruchssinn aufgenommen und
besonders zur Brunftzeit von einer
­
vom sogenannten Vomeronasalorgan, das
­Drüse im Augenbereich (Voraugen­drüse)
auch Jacobson’sches Organ genannt wird, ­
gebildet wird. Diese sogenannte
verarbeitet. Die­ „Harder’sche Drüse“ (benannt nach dem
ses paarige Organ
­bekannten Schweizer Anatomen Johann
befindet sich an Jacob Harder) ist eine sehr früh auf­
der Basis der
tretende – phylogenetische – Erfindung
Nasenhöhle und
der Evolution, der auch noch andere
dient zusätzlich
Funktionen zugeschrieben werden.
zum Geruchssinn
Neben Sekreten aus diversen Drüsen
des Tieres spezi­ spielen bei der chemischen Kommunika­
ell der Wahrneh­ tion beim Rotwild aber auch Urin, Spei­
mung von Phero­ chel und spezielle Absonderungen bei
monen. Das Vo­ den weiblichen Stücken eine Rolle. Für
meronasalorgan
den aufmerksamen Jäger sind besonders
findet sich bei
während der Brunft das Flehmen, das
Säugetieren und
­Ablecken von Oberflächen, das ­Markieren
sonst auch bei
mittels Urin- und Kotabsatz oder das
Schlangen und
Reiben mit dem Geweih zu beobachten.
Echsen. Schlan­ Bei jedem dieser Verhaltensausdrücke
gen nutzen das
spielt die chemische Zusammensetzung
Organ, um ihre
der Sekrete die zentrale Rolle für die Vor­
Beute zu er­ gänge, die danach in Gang gesetzt wer­
spähen, Eidech­ den. So markieren beispielsweise auch die
sen verwenden es, paarungsbereiten Hirschtiere und geben
um ihren Ge­ den Hirschen damit den entscheidenden
ruchssinn unter
Hinweis, dass die Paarung erfolgreich
sein könnte.
Wasser nutzen zu
können. Etliche
Säugetiere, da­ Vomeronasalorgan
runter Katzenar­ beim Menschen
tige, aber auch
Beim Menschen schienen Pheromone
Huftiere, wie die
früher keine allzu wichtige Rolle zu spie­
Gams,
setzen
len. In letzter Zeit mehren sich aber die
das Vomeronasal­ Hinweise, dass chemische Botenstoffe im
organ zum „Fleh­ Zusammenleben sehr wohl erfolgreich
men“ ein. Sie öff­ eingesetzt werden. Beim erwachsenen
nen dabei das
Menschen gilt das Vomeronasalorgan
aber anatomisch als stark degeneriert,
Maul und richten
da sich im Laufe der Evolution der
ihren Kopf direkt
auf die Geruchs­ Geruchssinn in jenem Ausmaß rückge­
bildet zu haben scheint, in dem sich die
quelle aus, um
die Geruchsmole­ visuelle Wahrnehmung weiterentwickelt
küle direkt an das Vomeronasalorgan zu
hat. Aus Sicht eines Biologen sollte die
leiten (siehe auch WEIDWERK 4/2014). nächste Generation von Handys daher
auch den Aspekt der chemischen Kom­
Das Züngeln bei Schlangen und Echsen
munikation berücksichtigen, denn be­
hat die gleiche Funktion, nämlich das
Aufnehmen bestimmter Geruchsstoffe, kanntlich setzt sich in der Evolution
die in weiterer Folge dem Vomeronasal­ durch, was vorteilhaft und aussage­kräftig ist . . .
organ zugeführt werden.
Flehmen.
Der Hirsch „überprüft“ mittels
Flehmen die
Brunftbereitschaft
der Tiere –
Geruchsmoleküle
werden so direkt an
das „Jacobson’sche
Organ“ geleitet.
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