Gesundheit: Der Kompass im Kopf hilft beim Reisen

Tauben tun es. Haie und Rochen, manche Bakterien, Bienen und Krebse. Einige wenige Forscher behaupten sogar, auch der Mensch tue es, wenn auch unbewusst: sich mit Hilfe des Magnetfeldes in einer unübersichtlichen oder eintönigen Umgebung orientieren. Doch wie Lebewesen magnetische Kräfte registrieren und verarbeiten, ist bislang ein großes Rätsel geblieben. Dank eines wissenschaftlichen Dreifach-Schlages keimt jetzt jedoch begründete Hoffnung, dass der Magnetsinn sein Geheimnis nicht mehr lange für sich behalten wird.

Ein Zoologenteam um Thord Fransson von der Universität in Stockholm fand heraus, dass so genannte Sprosser (eng mit der Nachtigall verwandte Zugvögel) dank eines angeborenen Magnetempfindens wissen, wie viel Energiereserven sie auf einen Flug mitnehmen müssen. Kenneth Lohmann und seine Mitarbeiter von der Universität von North Carolina im amerikanischen Chapel Hill indes zeigten, dass Unechte Karettschildkröten eine vererbte Magnetfeld-Karte im Kopf besitzen, die ihnen als Wegweiser auf der ersten langen Wanderung durch die Weltmeere dient.

Pavel Nemec schließlich von der Prager Universität entdeckte zusammen mit Kollegen aus Frankfurt und Essen, welche Hirnstrukturen beim Sambischen Graumull Informationen über das Magnetfeld bearbeiten. Die drei Studien erschienen in den Wissenschaftsmagazinen "Science" und jetzt auch im aktuellen "Nature"-Heft.

Sprosser wandern im Herbst meist allein und nachts gen Süden. Schon länger ist bekannt, dass sie die Richtung auch per Magnetsinn finden. Skandinavische Sprosser fliegen über den Balkan und das Mittelmeer bis nach Zentralafrika. Damit sie keine überschüssigen Fettreserven mit sich schleppen, fressen sie immer nur kleine Rationen. Sind sie jedoch in Ägypten angekommen, futtern die braunen Vögel, was das Zeug hält.

Rechtzeitig nachtanken

Ihre nächste Etappe führt sie nämlich mindestens 1500 Kilometer weit über die karge Sahara, wo Nachtanken unmöglich ist. "Einige Vögel verdoppeln ihre Körpermasse, bevor sie die Sahara überqueren", berichten Thord Fransson und Kollegen. Jetzt entdeckten die Forscher, dass die Vögel mit ihrem Magnetsinn erkennen, wann sie das Fettpolster brauchen.

Zunächst fingen die Zoologen einjährige Sprosser, die noch nie gen Süden gezogen waren. Sie mussten elf Tage in einem Käfig leben, dessen Magnetfeld entweder gleich blieb oder von den Forschern so verändert wurde, als wanderten sie bereits. Das Resultat: Jene Tiere, die vermeintlich wanderten, wurden tatsächlich dicker, als sie im simulierten Magnetfeld Nordägyptens angekommen waren. Die anderen blieben schlank. Offenbar haben die Vögel das Wissen geerbt, bei welchen magnetischen Bedingungen sie ordentlich futtern müssen.

Eine Landkarte von Ägypten

Noch wissen die Forscher allerdings nicht, ob die Vögel die Eigenheiten des Magnetfelds auswerten, die sich mit dem Breitengrad ändern, oder ob sie sogar das typisch nordägyptische Magnetfeld registrieren.

Aber an welcher Stelle im Kopf sitzt der Kompass der Tiere tatsächlich? Diese Frage hat das tschechisch-deutsche Zoologenteam um Pavel Nemec jetzt für ein Nagetier aus Afrika beantwortet. Sambische Graumulle sind unauffällige, blinde Tiere, die sich immer unter der Erde aufhalten. Sie orientieren sich am Magnetfeld und bauen ihre 200 Meter langen Gänge bevorzugt gen Südosten. Mit einem trickreichen Experiment spürten Nemec und Mitarbeiter jetzt die Nervenzellen im Gehirn der Nager auf, die beim zielgenauen Tunnelbau helfen.

Zunächst durften 24 Mulle in Versuchsarenen vor sich hin buddeln. Bei einigen wurde das Magnetfeld laufend manipuliert, bei anderen war es abgeschirmt. Später suchten die Forscher im Hirn der Tiere nach Zellen, die besonders aktiv gewesen waren.

Fündig wurden die Zoologen im oberen Colliculus, einem Hirnareal, das bekannt dafür ist, räumliche Informationen zu verarbeiten. Dort hatten die Nerven vor allem bei jenen Tieren viel zu tun gehabt, die sich in einem ständig wechselnden Magnetfeld zurechtfinden mussten: "Ein Beleg, dass bei Säugetieren eine spezielle Hirnstruktur an der Magnetwahrnehmung beteiligt ist", schreiben die Forscher.

Michael Walker, Biologe an der Universität von Auckland, Neuseeland, freut sich bereits darauf, die neuen Erkenntnisse miteinander zu verknüpfen. "Es eröffnet sich eine völlig neue Ära der Magnetsinn-Forschung", sagte er gegenüber "Science". Gerade weil es sich bei den untersuchten Tieren um recht unterschiedliche Arten handele, die dennoch zu den Wirbeltieren gehörten, könne die Suche nach Gemeinsamkeiten das Geheimnis lüften, wie Tiere sich im Erd-Magnetfeld zurechtfinden. Dann beantwortet sich vielleicht endlich auch die Frage, ob der Mensch einen sechsten Sinn hat oder nicht.

Peter Spork