Britische Wissenschaftler haben entdeckt, warum Hammerhaie so gut riechen können: Sie bewegen ihren Kopf während des Schwimmens hin und her und erzeugen damit eine Verwirbelung, die das Wasser an ihrem Riechzentrum vorbeiströmen lässt. Dadurch können sie auch sehr geringe Mengen eines Duftstoffs wahrnehmen. Gezeigt haben die Wissenschaftler um Jonathan Cox von der University of Bath das mit Hilfe der bis dato genauesten Nachbildung eines Hammerhai-Kopfes und rot eingefärbtem Wasser.
Haie können einen Tropfen Blut aus mehr als einem Kilometer Entfernung wahrnehmen – das ist nicht erst seit Spielbergs weißem Hai bekannt. Doch abgesehen davon wurde bisher nur wenig erforscht, wie der beeindruckende Geruchssinn der Knorpelfische überhaupt funktioniert. Jonathan Cox und seine Kollegen sind nun dem Rätsel der olfaktorischen Wahrnehmung des seltsam anmutenden Hammerhais auf den Grund gegangen. Die Wissenschaftler haben aus Computertomographie-Aufnahmen mittels des sogenannten Rapid-Prototyping-Verfahrens eine genaue Nachbildung eines Hammerhaischädels erstellt. Diese Methode erzeugt ein dreidimensionales Objekt aus einem Computermodell, indem es Modelliermaterial Schicht um Schicht übereinander lagert.
Das Modell, das die inneren Hohlräume des Haischädels mit einer Genauigkeit von bis zu 200 Mikrometern – das sind tausendstel Millimeter – darstellt, platzierten die Forscher in einem speziellen Tank. Dort konnten sie mit Hilfe eines Strahls aus roter Farbe den Weg des Wassers durch den Hai-Kopf simulieren. Ergebnis: Die Flüssigkeit strömt in einem kreisförmigen Wirbel durch den Nasenraum, der laut Cox aus einem Labyrinth von Röhrchen mit einer kurvigen Verengung in ihrem Zentrum besteht, vergleichbar mit einem Nadelöhr. Von dieser gehen winzige Kanäle aus, die zu den Hauptstrukturen des Riechsystems des Hais führen: olfaktorische Rezeptoren, die die Gerüche in elektrische Signale umwandeln, die dann vom Gehirn verarbeitet werden können. Durch die Verwirbelung fließt das einströmende Wasser vollständig an diesen Rezeptoren vorbei, so dass auch kleine Mengen an Geruchsstoffen die Riechsensoren erreichen. Zusätzlich haben die Wissenschaftler eine Art Ventilklappe entdeckt, die Wasser in die nasale Kammer leitet, aber gleichzeitig einen zu großen Wasserzufluss unterbindet. So wird eine Beschädigung der empfindlichen olfaktorischen Kanäle und Rezeptoren verhindert.
Auf diese Weise wird beim Schwimmen im Zusammenspiel mit der typischen Kopfbewegung des Hammerhais Wasser ins Riechzentrum getrieben. Wie Geruchsmoleküle im Wasser die olfaktorischen Rezeptoren genau erreichen, wird von Cox allerdings nicht erklärt. Um die Kanäle, die zu den Rezeptoren führen, darzustellen, ist dieses Modell noch nicht detailliert genug ? doch die Forscher hoffen darauf, dass ihre nächste Nachbildung des Hammerhai-Kopfes bis auf 50 Mikrometer genau sein wird.
New Scientist, Onlinedienst Originalarbeit der Forscher: Jonathan Cox (University of Bath) et al., Comparative Biochemistry and Physiology ? Part A: Molecular & Integrative Physiology , Bd. 155, Nr. 4, S. 464, doi: 10.1016/j.cbpa.2009.10.029 ddp/wissenschaft.de ? Gwydion Brennan
