Forscher finden heraus, wie wir Düfte erkennen

Und auch, dass der Homo sapiens dem Neandertaler darin weit überlegen war

Bochum/Tübingen. Banane, Mango oder Aprikose - diese Gerüche zu unterscheiden ist für die menschliche Nase kein Problem. Wie genau das Riechorgan so ähnliche Düfte auseinanderhält, fand ein interdisziplinäres Forscherteam der Ruhr-Universität Bochum jetzt heraus. Erstmals klärten die Forscher die dynamische, dreidimensionale Struktur der sogenannten Bindetasche eines Riechrezeptors auf. Dabei fanden sie auch ein charakteristisches Muster von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Duftstoff und Rezeptor, das für die Selektivität der Riechsensoren entscheidend ist.

Die menschliche Nase besitzt ungefähr 350 verschiedene Arten von Riechrezeptoren, die jeweils auf einen Duft oder wenige Düfte spezialisiert sind. "Der Rezeptor ist wie ein Türschloss, das nur durch den passenden Schlüssel geöffnet werden kann", sagt Dr. Lian Gelis vom Lehrstuhl für Zellphysiologie. Wie genau das Schloss aufgebaut ist, war bislang unbekannt. Um das Rätsel zu lösen, erstellten die Forscher zunächst ein Computermodell des menschlichen Riechrezeptors für Aprikosenduft. Im Modell mutierten sie verschiedene Bausteine (Aminosäuren) in der Bindetasche des Proteins und sagten vorher, ob diese Rezeptorvarianten Aprikosenduft binden oder nicht. Durch weitere Analysen stellten sie fest, dass sich im Verlauf der Interaktion zwischen Rezeptor und Duftmolekül bestimmte chemische Bindungen, Wasserstoffbrücken genannt, bilden und wieder trennen.

Derweil hat ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Tübingen herausgefunden, dass der Homo sapiens über einen besseren Geruchssinn verfügt, als ihn der Neandertaler besaß. Unabhängig voneinander hätten Neandertaler und der moderne Mensch Gehirne gleicher Größe entwickelt. Allerdings weisen Unterschiede der Gehirnform auf einen unterschiedlichen Hirnaufbau hin, der Auswirkungen auf Verhalten und Wahrnehmung haben kann.

Die Forscher konnten mit einer dreidimensionalen Computerrekonstruktion fossiler Schädel zeigen, dass die Gehirnstrukturen, die Geruchsinformationen empfangen, beim Homo sapiens ungefähr zwölf Prozent größer sind als bei Neandertalern. Diese Größenzunahme beim Homo sapiens kann auf einen verbesserten Geruchssinn hinweisen, der mit der Entwicklung sozialer Fähigkeiten, wie z. B. der Wahrnehmung familiärer Zusammengehörigkeit, des verstärkten Gruppenzusammenhalts und sozialen Lernens, in engem Zusammenhang steht.

"Im Gegensatz zu anderen Säugetierarten wurde das Geruchsvermögen bei Primaten und Menschen bisher als ein relativ unbedeutender Wahrnehmungssinn angesehen. Unsere Untersuchungen zeigen, dass die Bedeutung des Geruchssinns in der Entwicklung unserer eigenen Art, vor allem hinsichtlich der sozialen Evolution, neu beurteilt werden muss", sagt Prof. Katerina Harvati von der Uni Tübingen.