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Wissenschaftler der Universität Bielefeld und des British Antarctic Survey untersuchen in Langzeitstudie das chemische Geruchsprofil

Seebärenmütter haben zwei Möglichkeiten, ihren Nachwuchs wiederzuerkennen: an den Rufen und am Geruch. Forschende der Universität Bielefeld und des British Antarctic Survey (BAS) in Cambridge haben herausgefunden, dass Geruchsmerkmale genetisch vererbt werden und so das Wiederfinden erleichtern – vor allem, wenn tausende Seebärenbabys nach ihrer Mutter rufen. Das Forschungsmagazin PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) hat die Studie der Verhaltensbiologen aus Bielefeld und Cambridge in dieser Woche veröffentlicht.

Eine Seebärenmutter riecht an ihrem Jungen. Foto: David Vaynor Evans, British Antarctic Survey

Duft und Geruchssinn sind die Basis der Kommunikation im Tierreich. Das gilt bei der sozialen Interaktion ebenso wie für Territorialverhalten, Verwandtschaft und Partnerwahl. Um herauszufinden, wie die Geruchskommunikation funktioniert, haben Verhaltensbiologinnen und -biologen der Universität Bielefeld und des British Antarctic Survey Geruchsproben von Seebärenmüttern und ihren neugeborenen Jungtieren von zwei Kolonien auf Bird Island im Südatlantischen Ozean genommen und chemisch sowie genetisch analysiert. Dabei untersuchten sie, welche genetischen Merkmale im Geruch eine Rolle spielen und an welchen Stoffen auf Fell und Haut Mütter ihren Nachwuchs erkennen können. Aus den Proben erstellten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen chemischen Fingerabdruck der Tiere.

„Für ein Meerestier, das 80 Prozent seiner Zeit im Meer verbringt, sind unsere Ergebnisse überraschend. Sie zeigen, dass der chemische Fingerabdruck der Seebären facettenreiche Informationen beinhaltet. Wir haben herausgefunden, dass Kolonie, Heterozygotie, also genetische Variation und Qualität, und die Verwandtschaft chemisch codiert sind“, sagt Martin Stoffel, Erstautor des Artikels. Das bedeutet, dass Seebärenjunge im Geruch ihrer Mutter ähneln, die chemischen Stoffe auf der Haut sind die gleichen. Zudem haben Seebären mit einer höheren genetischen Variabilität ein komplexeres Duftprofil, also mehr verschiedene Gerüche auf der Haut. „Das könnte wichtig für die Partnerwahl sein“, sagt Martin Stoffel, „denn je vielfältiger die Gene, desto größer ist der genetische Werkzeugkasten.“ Für den Erhalt einer Art ist die genetische Vielfalt wichtig.
 
„Seebärenmütter“, sagt der Bielefelder Wissenschaftler Martin Stoffel, „haben eine erstaunliche Fähigkeit: Sie können ihren Nachwuchs in einer dichtbesiedelten Kolonie wiederfinden.“ Dabei helfen ihnen ihr guter Orientierungssinn, aber vor allem auch Gehör und Geruch. Bis jetzt sind Forschende davon ausgegangen, dass Seebärenmütter ihren Nachwuchs vor allem durch die Stimme erkennen. Die neue Studie zeigt jedoch, wie wichtig der Duft beim Wiederfinden ist. „Der Geruch sorgt für die Bindung, signalisiert aber auch Gruppenzugehörigkeit für genetisch ähnliche Tiere – selbst, wenn sie an anderen Stränden aufgezogen wurden“, sagt Dr. Jaume Forcada vom British Antarctic Survey (BAS), Co-Autor des Artikels. Antarktische Seebären (lateinisch Arctocephalus gazella) gebären ein einzelnes Junges und kümmern sich rund vier Monate um den Nachwuchs. Während die Mütter stillen, sind sie fünf bis zehn Tage unterwegs, um Essen zu suchen und Milch zu produzieren. Kommen sie zurück zum Strand, müssen sie in der Lage sein, ihr Junges wiederzufinden. „Unsere Studie zeigt, wie wichtig der individuelle Geruch für diesen Prozess ist.“

Außerdem haben die Wissenschaftler festgestellt, dass Verwandte in ihrem Geruch einander ähneln. „Dass Geruch Verwandtschaft signalisiert, wurde schon lange vermutet, konnte bis jetzt aber noch nie chemisch im Freiland nachgewiesen werden“, sagt Dr. Barbara Caspers von der Universität Bielefeld. Bei ihrer Forschung hat sie sich auf die Geruchskommunikation spezialisiert und untersucht, wie Verwandtschaft riecht. Aktuell erforscht sie den Geruchssinn von Zebrafinken. „Der Geruchssinn ist entwicklungsgeschichtlich der älteste Sinn. Die Vermutung liegt nahe, dass die Mechanismen ähnlich sind, egal ob Seebär, Zebrafink oder vielleicht Mensch.“

Jedoch dienen nicht alle Geruchsstoffe, die die Wissenschaftler auf der Haut der Seebären gefunden haben, der Kommunikation. „Der Geruchssinn ist mehrdimensional. Die Profile sind sehr kompliziert, nur ein kleiner Teil der chemischen Duftstoffe signalisiert die Verwandtschaft“, erläutert Co-Autor Dr. Joe Hoffman von der Universität Bielefeld. Dass verwandte Seebären einander am Geruch erkennen, könne helfen, Inzucht zu vermeiden und damit genetische Vielfalt zu erhalten. Allerdings gibt es neben den genetischen viele andere Faktoren, die den Geruch eines Tieres bestimmen: Hormone, Umgebung, körperliche Verfassung oder Umwelteinflüsse zum Beispiel. Die Studie ist Teil eines Langzeitforschungsprojekts über das Verhalten der Seebären. Forschende beobachten, wie sich Fischerei und Klimawandel auf die Population auswirken und wie sich die Kolonie entwickelt.

Originalveröffentlichung:
Martin A. Stoffel, Barbara A. Caspers, Jaume Forcada, Athena Giannakara, Markus Baier, Luke Eberhart-Phillips, Caroline Müller, Joseph I. Hoffman: Chemical fingerprints encode mother-offspring similarity, colony membership, relatedness and genetic quality in fur seals. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA.