Verworrene Duftnoten

News: Verworrene Duftnoten

In der Unterwasserwelt strömt auf die Argus-Languste eine vielfältige Mischung von Geruchseindrücken ein: Neben Beutetieren und Räubern hinterlassen auch Partner und Konkurrenten verräterische Duftspuren, die es im Kampf ums Überleben zu identifizieren gilt. Um das Durcheinander zu entwirren, schlägt der Krebs mit seinen als Nase fungierenden Antennen blitzschnell auf und ab, so dass die jeweiligen Moleküle in Kontakt mit den empfindlichen Sinneszellen kommen. Und vor einem neuerlichen Schnuppern reinigt das Tier sein Geruchsorgan erst einmal gründlich.

Ulrike Knoll

Wie die uns umgebende Luft, so ist auch Wasser erfüllt mit chemischen Signalen. Das Wahrnehmen der Duftmarken stellt mitunter ein schwieriges Unterfangen dar, denn die einzelnen Absonderungen vermischen sich, werden durcheinander gewirbelt und nur lückenhaft sowie stoßweise weitergeleitet. Dennoch gelingt es der Argus-Languste (Panulirus argus), aus einer vielschichtigen Duftwolke spezifische Muster herauszufiltern und zweifelsfrei Freund oder Feind zuzuordnen. Aber wie?

Als "Nase" dienen dem Tier seine Antennen, die feine Härchen mit Sinneszellen tragen. Mimi Koehl und ihre Kollegen von der Stanford University, University of California in Berkeley fertigten nun nach diesem Vorbild eine "Roboter-Languste" an: Sie füllten das Exoskelett eines toten Tieres mit Epoxydharz und ersetzten eine seiner beiden Antennen durch einen computergesteuerten Stahldraht, über den sie eine echten Langustenfühler stülpten.

Dieses Modell setzten die Forscher in einen Wasserbehälter und leiteten einen fluoreszierenden Farbstoff ein, dessen weiteren Weg sie mit einer Hochgeschwindigkeitskamera verfolgten. Und während sich die Farbspur langsam in Richtung der Languste absenkte, setzten die Forscher den Drahtfühler in Bewegung. Ähnlich wie bei den lebenden Krebsen schnalzte er rasant auf und ab: Während der schnelle Abwärtsschlag gerade mal 100 Millisekunden dauerte, vollzog sich die langsamere Aufwärtsbewegung in etwa 300 Millisekunden. Zwischen jedem Schnalzen ruhte die Antenne für 400 Millisekunden, bevor sie erneut ausholte.

Wie erhofft lieferte das Bildmaterial genauere Einblicke in die Funktionsweise des Langusten-Geruchsorgans. So verwandelte die blitzschnelle Aufwärtsbewegung den Fühler in eine Art Sieb. Wasser floss zwischen die Härchen und brachte den fluoreszierenden Farbstoff in direkten Kontakt mit den geruchsempfindlichen Zellen. Kehrte die Antenne jedoch langsam wieder in ihre Ausgangsposition zurück, agierte sie wie ein Paddel und leitete das gefärbte Wasser um die Härchen herum. Auf diese Weise blieb das vorher entstandene Farbstoffmuster noch eine Weile erhalten.

Die Forscher vermuten, dass die Languste mit dem rasanten Abwärtsschlag ihrer Antennen Informationen über die Struktur einer Duftwolke einfängt. Während der langsameren Aufwärtsbewegung bleibt den empfindlichen Sinneszellen sowie dem Nervenschaltkreis ausreichend Zeit, um jene Geruchsmuster genauer zu analysieren. Die Anfangsphase einer erneuten Abwärtsbewegung dient außerdem dem "Naseputzen": Es spülte letzte Reste von Duftstoffen heraus und stellt damit die ursprüngliche Empfindsamkeit der Geruchszellen wieder her.