Bei ihren Zügen orientieren sich Vögel am Magnetfeld der Erde – das läuft zumindest teilweise über die Netzhaut und Hirnzentren des visuellen Sinns.
What is it like to be a bat?“ So überschrieb der US-Philosoph Thomas Nagel einen 1974 im Philosophical Review (83, S.435) erschienenen Essay, der bis heute in so gut wie jeder Publikation zitiert wird, in der es um Bewusstsein geht. Denn um dieses ging es Nagel, und darum zu zeigen, dass es unmöglich ist, über subjektive Empfindungen („Qualia“) objektiv zu sprechen. Darum nahm er auch die unheimliche Fledermaus in den Titel: Dieses Tier nimmt seine Umgebung durch Ultraschall-Reflektionen wahr, und wir Menschen können uns nicht vorstellen, wie sich das anfühlt. Wie hören? Wie sehen? Wie tasten? Oder ganz anders?
Im Schnabel und/oder im Auge
Nagel hätte auch „What is it like to be a bird?“ titeln können. Denn Vögel – zumindest Zugvögel, aber auch z.B. Haushühner – haben wie viele andere Tiere, von der Ameise bis zur Fruchtfliege, vom Aal bis zum Goldhamster, einen Sinn, den wir uns nicht vorstellen können: einen magnetischen Sinn. Sie nehmen Magnetfelder wahr. Und zwar zumindest teilweise mit den Augen.
Zur Erklärung des Magnetsinns von Vögeln gibt es derzeit zwei – einander nicht ausschließende – Thesen. Die erste beruht auf der Entdeckung von mikroskopisch kleinen Körnchen aus Magnetit (Fe3O4) in der Haut oberhalb des Schnabels von Tauben: Diese Körnchen drücken offenbar auf spezielle Zellen, die mit dem Nervus ophthalmicus verbunden sind. Ähnliche Magnetorezeptoren kennt man bei Regenbogenforellen; die ursprünglichste Form tragen wohl „magnetotaktische“ Bakterien in sich, die sich ebenfalls mittels Magnetitkristallen nach dem Magnetfeld der Erde ausrichten.
Einseitig im Gehirn
Zweitens aber sitzt ein Magnetsinn im Auge, in der Netzhaut. Das erforschten vor allem die Frankfurter Ornithologen Roswitha und Wolfgang Wiltschko an Rotkehlchen. Die haben ihre Magnetorezeptoren aber nur in einem Auge, im rechten. Nur wenn man dieses abdeckt, bricht ihre Orientierung zusammen. Diese Einäugigkeit entspricht einer Einseitigkeit im Hirn – einer Aufgabenteilung zwischen den beiden Hirnhälften, wie wir sie vom Menschen kennen, von zwei der höchsten seiner Geistesleistungen: der Sprache und der Schrift.
Der im (rechten) Auge verankerte Magnetsinn beruht nicht auf der Physik von Kristallen, sondern auf der Chemie von Molekülen: auf der Entstehung eines – kurzlebigen – Radikalpaares, von zwei Molekülen mit je einem einsamen Elektron. Die beiden einsamen Elektronen der beiden Moleküle können parallele Spins haben oder antiparallele, davon hängt ab, zu welchen Produkten sie weiter reagieren. Welcher der Spinzustände vorherrscht, hängt vom Magnetfeld ab – und zwar nicht nur von dessen Stärke, sondern auch von dessen Winkel, in diesem Fall vom Neigungswinkel relativ zur Erdoberfläche („Inklination“).
So übersetzen die Vögel das Magnetfeld quasi in chemische Information. Dafür geeignete Moleküle wurden bereits bei Gartengrasmücken nachgewiesen, Singvögeln, die den Sommer in Europa und den Winter im tropischen Afrika verbringen.
Von der Netzhaut ins visuelle Zentrum
Die „magnetisch empfindlichen“ Moleküle sind Cryptochrome (siehe Kasten). Sie sitzen bei Gartengrasmücken und wohl auch anderen Zugvögeln in der Netzhaut und im Vorderhirn, in einer Region namens „Cluster N“, die bei Zugvögeln während des Fluges hoch aktiv ist. Ornithologen um Dominik Heyers (Uni Oldenburg) konnten nun zeigen, dass die cryptochromhaltigen Neuronen der Netzhaut mit dem Cluster N über einen für visuelle Wahrnehmung typischen Weg verbunden sind; auch ist der Cluster N ein Teil des „visuellen Wulstes“ (PLoS One, 2(9), e937). Die Vögel rezipieren das Magnetfeld also nicht nur mit Zellen des Sehsinns, sie verarbeiten die Daten auch mit einem Hirnzentrum des Sehsinns. Man kann also sagen: Vögel sehen das Magnetfeld. Wie das „aussieht“, wie sich das anfühlt? Gleichen die Feldlinien, die die Vögel sehen, den Feldlinien, die wir mittels Eisenfeilspänen „materialisieren“?
Wir können es nicht wissen. Wir wissen nur: Die seit 1994 vom britischen Philosophen Rupert Sheldrake propagierte These, dass etwa die „Verbundenheit“ der Tauben mit ihrem Schlag auf nicht messbaren „morphogenetischen“ Feldern beruht, ist völlig obsolet; sie nährt nur mehr die Esoterik. Wir können die Orientierung der Vögel erklären; mit den Vögeln fühlen können wir die Magnetfelder nicht.
LEXIKON: Cryptochrome
Bei Pflanzen sind diese Moleküle seit langem als Rezeptoren für blaues Licht bekannt. Es sind Flavoproteine, Proteine, die als Coenzym FAD enthalten, das Redox-Reaktionen eingeht (also Elektronen aufnimmt und abgibt) und mit Licht in Wechselwirkung treten kann.
Auch Tiere verwenden Cryptochrome, um ihre inneren Uhren nach dem Tageslicht zu stellen. Das weiß man seit ca. zehn Jahren. Nun häufen sich Indizien, dass sie zumindest bei manchen Vögeln auch zur Wahrnehmung von Magnetfeldern dienen.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 02.10.2007)