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Die Sinne des Hundes

Die Sinne des Hundes überraschen uns mit außergewöhnlichen Leistungen. Ein Hund nimmt die Welt ganz anders wahr, als ein Mensch. Die Sinne des Hundes unterscheiden sich grundsätzlich nicht von denen des Menschen. Die Unterschiede in der Wahrnehmung von Hund und Mensch sind trotzdem größer, als wir glauben.

Geruchssinn der Superlative

dog-1196847_960_720Wir sehen jedes Detail. Wir sehen Knospen und welkende Blüten. Blätter, die von Insekten beknabbert wurden und unberührte. Der Hund kann es riechen. Sogar ein Teelöffel Zucker in in zwei Olympiabecken voll Wasser entgeht seiner Nase nicht. Der Geruchssinn der Hunde ist zu verblüffenden Leistungen fähig:

Emotionen

Hunde können Emotionen riechen. Wenn wir erregt sind erhöht sich der Puls und wir fangen an zu schwitzen. Die Flußrate, mit der Duftmoleküle an der Körperoberfläche abgegeben werden, steigt. Das nimmt die Hundenase wahr. So, als würde aus einem leisen Ton ein lauter werden. Emotionen sin das Ergebnis von biochemischen Prozessen im Körper. Erst wird ein Stoff freigesetzt, dann spüren wir die Emotion. Und der Hund kann sie riechen.

Krebs

Hunde können sogar Krebserkrankungen riechen. Sie reagieren dabei wahrscheinlich auf Verbindungen, die aus dem gestörten Stoffwechsel der Krebszelle stammen: Immer wieder tauchen Anekdoten von Hunden auf, die beispielsweise einem bestimmten Muttermal ihres Menschen besondere Aufmerksamkeit schenkten. Ein Muttermal, das sich später als bösartiger Tumor herausstellte.

Britische Wissenschaftler trainierten daraufhin Hunde, Urinproben von Krebspatienten zu identifizieren. Als Kontrolle dienten jeweils Proben von als gesund eingestuften Personen. Die Hunde zeigten eine als gesund eingestufte Kontrollperson ausnahmslos positiv an. Eine anschließende Untersuchung ergab, dass diese Kontrollperson tatsächlich an einem Nierentumor erkrankt war.
Quelle:
Willis CM, Church SM, Guest CM, Cook WA, McCarthy N, Bransbury AJ, Church MR, Church JC. Olfactory detection of human bladder cancer by dogs: proof of principle study. BMJ. 2004 Sep 25;329(7468):712.

Fährten

Dann erscheint es fast schon banal, dass Hunde den Verlauf einer Spur am Geruch erkennen können. Sie orientieren sich dabei am Auftreten von biochemischen und mikrobiologischen Abbauprodukten, die von verletzten Pflanzen abgegeben werden. Wissenschaftler aus Belfast fanden heraus, dass schon fünf Schritte oder eine Zeitspanne von ein bis zwei Sekunden genügen, um eine Veränderung der Geruchsinformation zu erzeugen, die dem Hund die Laufrichtung verrät.
Quelle:
Hepper PG, Wells DL. How many footsteps do dogs need to determine the direction of an odour trail? Chem Senses. 2005 May;30(4):291-8. Epub 2005 Mar 1.

So funktioniert der Geruchssinn

Im Riechepithel in der Nasenhöhle sitzen die Riechsinneszellen. Sie sind Nervenzellen, deren Dendriten wie feine Härchen in eine zähe Schleimschicht außerhalb der Zelle reichen und deren Axone als Riechnerv ins Gehirn führen. Auf der Oberfläche der Härchen befinden sich Rezeptorproteine, die Duftmoleküle direkt binden und daraufhin durch die Öffnung von Ionenkanälen in der Zellmembran ein Signal erzeugen, das in den Riechkolben (Bulbus olfactorius) des Gehirns geleitet wird.

Das Riechepithel der Hunde ist um ein Vielfaches größer als unseres. Die Oberfläche des menschlichen Riechepithels umfasst etwa fünf Quadratzentimeter, das der Hunde 25. Das menschliche Gehirn wiegt etwa zehnmal soviel wie das eines Hundes. Damit wird im Gehirn der Hunde ein fünfzigfacher Bereich vom Geruchssinn beansprucht.

Das bedeutet aber nicht, dass Hunde fünfzigfach besser riechen können als Menschen. Das Riechvermögen der Hunde übersteigt unseres millionenfach. Jede Sinneszelle besitzt bis zu 20 mal mehr Sinneshärchen. Außerdem besitzt ein Hund wohl mehrere hundert verschiedene Rezeptortypen mehr als der Mensch. Jeder Stoff bindet unterschiedlich stark an die verschiedenen Rezeptoren und erregt sie unterschiedlich stark. Das Gehirn berechnet aus der unterschiedlichen Erregung eine Geruchswahrnehmung. Der Geruchssinn der Hunde ist nicht nur empfindlicher als unserer. Wegen der vielen verschiedenen Rezeptortypen übertrifft er unseren auch qualitativ.

Schnüffler

Beim Schnüffelbn erzeugen Muskeln in den Nasenlöchern einen Luftstrom, der Duftmoleküle mit sich bringt. Die Luft tritt dabei entweder tiefer in die Nasenhöhle ein oder wird oder wird durch die seitlichen Schlitze der Nasenlöcher nach außen abgegeben.Dabei wird die eingesogene und ausgestoßenen Luft nicht vermischt. Die ausströmende Luft erzeugt einen Sog und dadurch strömt weitere Luft in die Nasenhöhlen. Das kann man manchmal auch sehen, wenn kleine Staubwölkchen dort aufsteigen wo ein Hund schnüffelt.

Beim Schnüffeln wird die Luft über eine Struktur, die subethmoidale Platte (subethmoidal shelf) geleitet. Beim Ausatmen werden die Duftmoleküle nicht mit der Atemluft abgegeben, sondern reichern sich im Nasenschleim an.

Auch die Pigmentierung des Riechepithels scheint mit der Riechleistung zu tun zu haben. Je dunkler das Riechepithel (hellgelb beim Menschen, dunkelgelb bis braun beim Hund), umso besser die Riechleistung

Die Nebennase

Zusätzlich zur Nase gibt es aber noch ein „Mundriechorgan“, das Vomeronasalorgan. Es schließt sich an die Mundhöhle an und hat keinen Kontakt zum Riechepithel der Nase. Im Gegensatz zum Riechepithel der Nase, das auf flüchtige Verbindungen anspricht, reagiert es auf nicht flüchtige Geruchspartikel. Seine Nervenzellen laufen auch nicht in den Riechkolben, sondern in den Nebenbulbus, der keine Verbindung zur Großhirnrinde hat. Die Signale aus dem Vomeronasalorgan können deshalb nicht in das Bewusstsein dringen. Vielmehr steuern die dort einlaufenden Signale vegetative Körperfunktionen wie zB Emotionen.

Auch wir haben ein Vomeronasalorgan, das wohl darüber entscheidet, ob wir „jemanden riechen können“ oder nicht.

durch die Nase gesagt

Hunde produzieren verschiedene Pheromone, die zur chemischen Kommunikation dienen. Pheromone sind Lockstoffe, die durch die Luft übertragen und unbewußt wahrgenommen werden. Sie beeinflußen das Verhalten bzw die Stimmung.

Hunde besitzen verschiedene Drüsen, die Pheromone abgeben. Zum einen sitzen sie im Enddarm und bekleiden den Kot mit einer dünnen, schleimigen Schicht. Außerdem gibt es die Analdrüsen, die rechts und links vom Anus sitzen. Sie sind erbsenförmig ertastbar und ihr Sekret wird ebenfalls mit dem Kot abgegeben. Wenn diese Drüsen verstopft sind, schrubbern übrigens kleinere Hunde ständig über den Boden und größere könnten sich in den Hintern beißen. Dann gibt es noch die Perianaldrüsen, die kreisförmig um den Anus angeordnet sind und die Violsche Drüse auf der Schwanzoberseite am Schwanzansatz. Diese Drüsen liefern Pheromone, die Informationen über z.B. das Geschlecht und den sozialen Status des Spenders bereitstellen.

Auch mit dem Urin werden Pheromone abgegeben. Er enthält Geschlechtshormone und liefert Informationen über den Fortpflanzungsbereitschaft der Hündinnen sowie den sozialen Rang der Rüden. Urinmarkieren wird durch Urinmarkierungen gefördert. Hunde, die nie mit Urinmarkierungen in Kontakt kommen, markieren auch selbst nicht. Wenn man nicht weiß, dass es eine Zeitung gibt, kommt man halt auch nicht auf die Idee, einen Leserbrief zu schreiben.

Augen

Der Sehvorgang findet in der Netzhaut oder Retina des Auges statt. Die Retina befindet sich im Augenhintergrund und enthält die Sinneszellen, in denen sich die Sehpigmente befinden. Im Wirbeltierauge gibt es zwei Typen von Sinneszellen: Stäbchen und Zapfen.

Stäbchen sind an das Dämmerungssehen angepaßt. Sie enthalten sehr viel mehr Sehpigmente als Zapfen. Weil sie aber nur einen Typ von Sehpigment enthalten, sind sie „farbenblind“. Mit ihnen sieht der Hund nur schwarzweiß.

Nebenbei bemerkt: Kürzlich fanden Forscher heraus, dass Säugetiere ein weiteres Pignemt in der Netzhaut tragen, Melanopsin, und dass helles Sonnenlicht nicht nur dem Sehen dient. Eine faszinierende Geschichte, die man durch Experimente an Hühnern herausgefunden hat.

Die Lichtempfindlichkeit der Stäbchen wird dadurch gesteigert, dass die Signale vieler Zellen gebündelt in einem gemeinsamen Zentrum im visuellen Cortex (Sehrinde) des Gehirns zusammenlaufen. Das wirkt wie ein Verstärker. Weil Hunde viel mehr Stäbchen als Zapfen besitzen, sind ihre Augen hervorragend an das Sehen in der Dämmerung angepasst.

Hunde sehen Farben anders

Die Zapfen enthalten verschiedene Sehpigmente und sind für das Farbensehen bestimmt. Licht von einer bestimmten Wellenlänge erregt die Zapfen unterschiedlich stark. Das Gehirn berechnet aus den unterschiedlichen Informationen die von den verschiedenen Zapfen ankommen eine Farbe.

Hunde haben, wie die meisten Säugetiere, zwei Farbrezeptoren. Nur Primaten (Menschenaffen, also wir) haben einen dritten Farbrezeptor. Auf der Basis von zwei Rezeptoren errechnet das Gehirn eine andere Farbe, als mit der Information von drei Rezeptoren. Deshalb sehen Hunde Farben anders als Menschen. Ihre Sehpigmente absorbieren vor allem Licht im Blaubereich und Rotbereich. Von blaugrünem Licht werden ihre Rezeptoren kaum erregt. Diese Farbe können Hunde nicht sehen und nehmen sie als Grauton war. Hunde haben außerdem wenige Zapfen und viele Stäbchen. Deshalb sieht ihre Welt auch ein bisschen blasser aus.

Ein Spiegel erhöht die Lichtausbeute

Die Sinne des Hundes in Aktion: hier leuchtet das Tapetum lucidum

hier leuchtet das tapetum lucidum

Eine weitere Anpassung an das Dämmerungs- und Nachtsehen ist das Tapetum lucidum, eine reflektierende Zellschicht auf der Rückseite der Netzhaut. Sie leitet das Licht ein zweites Mal zur Netzhaut und erhöht dadurch die Lichtausbeute. Das Tapetum lucidum läßt Hundeaugen bei Blitzlicht wie Taschenlampen strahlen oder in den verschiedensten Farben leuchten.

Hundeaugen sind keine Adleraugen

Im Hundeauge fehlt die Fovea centralis. Das ist der Ort der größten Sehschärfe im Auge von Menschenaffen. Hier ist die Dichte der Sinneszelen am höchsten. Im Hundeauge gibt es stattdessen eine Area centralis, die räumlich weniger begrenzt ist und eine geringere Rezeptordichte aufweist. Damit kann hund nicht so scharf sehen wie wir.

Das Vorhandensein einer Area centralis ist von der Rasse abhängig. Kurzschnäuzige Rassen besitzen eine ausgeprägte Area centralis. Solche Hunde können in der Nähe befindliche Gegenstände gut fokussieren. Bei lngscgnäuzigen Rassen gibt es statt der Area centarlis ein visuelles Band, bei dem die Rezeptordichte bandförmig über die Retina verteilt ist. Solche Hunde sind stark im Bewegungssehen denn sie besitzen einen Panoramablick.

Hunde sind auch im Bewegungssehen stark

Hundeaugen können rasche Bildfolgen von bis zu 80 Bilder pro Sekunde als Einzelbilder wahrnehmen. Bei uns liegt die Grenze bei etwa 60 Bildern pro Sekunde. Deswegen ist ein Fernsehabend für den Hund meist auch „für die Katz'“ – eine langweilige Diashow.

Gehör

Hunde hören die Flöhe husten

ohrsteifDas Schallspektrum, das Hunde wahrnehmen, reicht weit in den Ultraschallbereich. Es liegt zwischen 30Hz und 64kHz. Die höchste Empfindlichkeit und damit das beste Auflösungsvermögen liegt zwischen 1kHz und 16 kHz. Hier können Hunde auch sehr leise Töne sowie minimale Lautstärke- und Frequenzunterschiede wahrnehmen. Im allgemeinen geht man davon aus, dass Hunde Töne aus einer vierfach größeren Entfernung hören können als der Mensch. Und auch das Richtungshören funktioniert wesentlich besser: Aus einem Kreis von 64 Schallquellen kann ein Hund noch die einzig aktive herausfinden. Unsere Ohren machen dagegen schon bei 16 schlapp. A propos schlapp: Auch mit Schlappohren ist die Hörleistung des Hundes kaum beeinträchtigt.

Die Hörsinneszellen sind übrigens nicht direkt mit dem Hörnerv verbunden, sondern über so genannte afferente (ins Gehirn führende) Bahnen mit dem Gehirn. Daneben gibt es noch efferente Bahnen, die vom Gehirn kommen und die Reizleitung der Sinneszellen hemmen können, so dass Fido bequem auf Durchzug schalten kann.

So funktioniert das Ohr

Der Schall wird durch die Ohrmuschel in den Gehörgang und auf das Trommelfell übertragen. Im Mittelohr wird der Schall über die Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss und Steigbügel) auf eine Membran, das ovale Fenster, übertragen. Hier tritt der Schall von der Luft in Flüssigkeit über.

Im Ohr befinden sich feine Haarsinneszellen, deren Spitzen in eine Flüssigkeit ragen. Wird diese Flüssigkeit durch Schallwellen in Bewegung gesetzt, wird dieses Signal in die Wahrnehmung eines Tones umgesetzt.

In der Schnecke des Innenohrs befinden sich zwei Kanäle, die mit Flüssigkeit gefüllt sind und durch das Corti-Organ voneinander getrennt werden. Das Corti-Organ ist das eigentliche Gehörorgan und besteht aus zwei Membranen, die gegeneinander verschoben werden können. Die eine trägt feine Haarsinneszellen, die andere liegt wie ein Dach darüber. Der Schall erzeugt eine Wellenbewegung in der Flüssigkeit des Kanals. Es kommt zu einer horizontalen Verschiebung der beiden Membranen. An den feinen Härchen der Sinneszellen entstehen Scherkräfte. Das mechanische Signal wird jetzt in ein elektrisches umgewandelt, das vom Gehirn als Ton interpretiert wird.

Ob ein Ton als hoch oder tief wahrgenommen wird, hängt davon ab, an welcher Stelle des Corti-Organs er Signale erzeugt. Das wiederum hängt von seiner Frequenz ab. Höhere Frequenzen erzeugen Signale näher am Startpunkt der Wellenbewegung, dem ovalen Fenster, und werden als höherer Ton wahrgenommen.