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Hirnforschung : So will der Himmel erobert werden

Kraniche auf dem Weg zu ihren Sommerquartieren im Norden. Bild: dpa

Der Krimi um die Entdeckung des Magnetsinns von Vögeln zeigt, dass es sich die Wissenschaft alles andere als leicht macht, die Wunder der Natur zu ergründen. Ein junger Oldenburger Neurobiologe erhält für seine Detektivarbeit den Nachwuchspreis der Hertie-Stiftung.

          5 Min.

          Joachim Müller-Jung

          Redakteur im Feuilleton, zuständig für das Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          "Zum Gaffen", ließ William Shakespeare den tragischen Helden Mercutio, den besten Freund Romeos, vor dessen Tod sagen, "zum Gaffen hat das Volk die Augen." Wie wahr: Der Mensch glaubt, was er sieht. Selten mehr. Das Rotkehlchen hat es da besser. Und nicht nur es allein. Sogar das Huhn, obwohl schon in tiefster Kreidezeit vor gut 95 Millionen Jahren stammesgeschichtlich vom Singvogel getrennt, soll angeblich ebenso wie das sangesfreudige, zierliche Rotkehlchen kraft seiner Augen über eine Gabe verfügen, die dem Säugetier Mensch nicht eine einzige evolutionäre Sekunde zur Verfügung stand: der Magnetsinn.

          Nicht, dass wir keinen magnetischen Kompass zur räumlichen Orientierung gebrauchen könnten, gelegentlich wenigstens. Oder, dass er nicht gut genug funktioniert für das komplexe Wesen Mensch. Nein, der Mensch mit seiner überschaubaren erfolgreichen Wanderungsstrategie, mit der er es in Millionen Jahren an sämtliche Orte der Welt gebracht hat, überbrückte seine Strecken schon in vorhumanoider Zeit stets zu langsam, als dass ein ausgefeiltes, über große Räume funktionierendes schnelles Orientierungssystem von Vorteil gewesen wäre.

          Graukraniche in Keilformation

          Magnetwahrnehmung vor fünfzig Jahren entdeckt

          Der Vogel hingegen ist in der Hinsicht bestens ausgestattet. Er orientiert sich am Tag am Sonnenstand und nachts an Sternenkonstellationen, und vor allem verfügt er, quasi zur Krönung, über einen feinaustarierten Sinn für die Konstellationen des Erdmagnetfeldes.

          Aber besitzt der Vogel dafür auch ein gesondertes Sinnesorgan? Seit man Anfang der siebziger Jahre nachgewiesen hat, dass es den schon den den sechziger Jahren postulierten Magnetsinn gibt, wird dessen Lokalisation im Tier intensiv verfolgt. In Frankfurt am Main, wo an diesem Mittwoch die Preise der Hertie-Stiftung für Hirnforscher (siehe hierzu Kasten) verliehen werden, hat man die verhaltensbiologischen Fundamente für den Nachweis des Magnetsinns gelegt. Die Vermutung, dass die Vögel sogar über mindestens zwei - wie man inzwischen weiß unabhängige - Magnetsinne verfügen, geht auf die Verhaltensstudien an Zugvöge hier zurück. Und Frankfurt ist auch heute noch unangefochten eine Hochburg der Vogelzugforschung.

          Freilich, ein junger, aus Dänemark stammender Wissenschafler, der heute mit seiner Gruppe in Oldenburg arbeitet, lässt diese Forschung mit seiner akribischen neurobiologischen Arbeit seit einigen Jahren in eine neue Dimension vorstoßen: in die Sphäre des Gehirns. Henrik Mouritsen hat die ersten stichhaltigen Belege gefunden, wo im Hirn die Informationen über das Magnetfeld und damit über Richtung verarbeitet werden - wo gewissermaßen der Kompass im Gehirn sitzt. Mit Dutzenden Experimenten hat er nicht nur die Verdrahtung der mutmaßlichen Magnetsinneszellen im Auge mit einer Nervenansammlung, dem sogenannten "Cluster N", im Vorderhirn der Vögel nachgewiesen. Er hat auch gezeigt, dass diese Nervenleitung während der Magnetfeldwahrnehmung auch tatsächlich gezielt aktiviert wird.

          Die Nervenbahnen ins Gehirn

          In einem jüngst in den "Proceedings" der amerikanischen Nationalen Akademie der Wissenschaften veröffentlichten Bericht hat die Oldenburger Gruppe zudem noch die Verknüpfung des zweiten Magnetsensors mit bestimmten Hirnregionen klar nachgewiesen: Vom Oberschnabel der Vögel, wo magnetisierbare Eisenmineralkristalle sitzen, führen jedenfalls beim Rotkehlchen Nervenbahnen direkt in den Hirnstamm der Tiere, wo ein mehr oder weniger überschaubares Areal von gut tausend Nervenzellen die Signale aus dem Oberschnabel empfängt.

          Wozu aber zwei Magnetsinne, einer im Auge und einer im Schnabel? In Oldenburg wie in Frankfurt, wo seit Jahren das Ehepaar Wiltschko die Zugvogelforschung vorantreibt, ist man sich einig, dass beide wichtige Orientierungsfunktionen erfüllen. Mit dem Magnetsinn im Schnabel dürften die Vögel nach allem, was man bisher weiß, vermutlich die Intensität des Magnetfeldes erfassen. Sie konstruieren aus der jeweiligen Magnetfeldstärke an verschiedenen Orten eine Art magnetischer Landkarte. Die Tiere bestimmen offenbar selbst ihren Standort mit Hilfe der Magnetfeldkarte.

          Zwei Magnetsinne: Karte und Kompass

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