Duftstoffe

Definition & Überblick

Duftstoffe sind chemische Substanzen, die von Tieren produziert und in die Umwelt abgegeben werden, um Informationen an Artgenossen oder artfremde Organismen zu übermitteln. In der Ethologie bilden sie die Grundlage der chemischen Kommunikation – einer der stammesgeschichtlich ältesten Formen der Verständigung im Tierreich. Während visuelle oder akustische Signale an bestimmte Umweltbedingungen gebunden sind, funktionieren Duftstoffe auch bei Dunkelheit, über große Distanzen und selbst dann, wenn der Sender längst nicht mehr anwesend ist.

Der bekannteste Oberbegriff für artspezifische Duftstoffe ist Pheromon, geprägt 1959 von Peter Karlson und Martin Lüscher. Pheromone sind Substanzen, die außerhalb des Körpers abgegeben werden und bei einem Empfänger derselben Art eine spezifische Reaktion auslösen – sei es ein bestimmtes Verhalten oder eine physiologische Veränderung. Daneben existieren Allomone (Duftstoffe, die dem Sender nützen, etwa Abwehrsekrete) und Kairomone (Duftstoffe, die dem Empfänger nützen, etwa Beutegerüche für Raubtiere).

Biologischer Hintergrund

Die Produktion von Duftstoffen erfolgt in spezialisierten Drüsen, deren Lage je nach Tierart stark variiert. Säugetiere besitzen unter anderem Analdrüsen, Submandibulardrüsen (Unterkiefer), Interdigitaldrüsen (zwischen den Zehen), Präorbitaldrüsen (vor den Augen) sowie Hautdrüsen in verschiedenen Körperregionen. Insekten nutzen Mandibeldrüsen, Tergitdrüsen oder Nassanow-Drüsen. Die Sekrete enthalten oft komplexe Gemische aus Fettsäuren, Terpenen, Steroiden, Aldehyden und weiteren organischen Verbindungen, deren genaue Zusammensetzung individuelle, geschlechts- und artspezifische Informationen kodiert.

Die Wahrnehmung erfolgt über das olfaktorische System. Viele Wirbeltiere verfügen zusätzlich über ein Vomeronasalorgan (Jacobson-Organ), das speziell auf die Detektion von Pheromonen ausgerichtet ist. Das sogenannte Flehmen – das charakteristische Hochziehen der Oberlippe bei Katzen, Pferden oder Huftieren – dient dazu, Duftstoffe gezielt an dieses Organ heranzuführen. Bei Insekten übernehmen hochsensible Sensillen an den Antennen die Chemorezeption. Die Empfindlichkeit ist dabei enorm: Ein männlicher Seidenspinner kann ein einziges Molekül des weiblichen Sexualpheromons Bombykol detektieren.

Duftstoffe wirken auf zwei grundlegend verschiedene Weisen. Releaser-Pheromone lösen eine unmittelbare Verhaltensantwort aus – etwa Flucht, Aggression oder Paarungsverhalten. Primer-Pheromone hingegen bewirken langfristige physiologische Veränderungen, beispielsweise die Unterdrückung der Geschlechtsreife bei untergeordneten Weibchen in einem Nacktmull-Bau oder die Synchronisierung des Östruszyklus bei Mäuseweibchen (Lee-Boot-Effekt).

Bei welchen Tieren tritt es auf?

Chemische Kommunikation über Duftstoffe ist nahezu universell im Tierreich verbreitet. Besonders differenziert nutzen sie:

• Insekten: Ameisen legen Duftspuren mit Spurpheromonen, Bienen kommunizieren Alarmzustände über Isopentylacetat, und Schmetterlinge locken Geschlechtspartner über Kilometer hinweg mit Sexualpheromonen an.
• Säugetiere: Wölfe und Hunde markieren Territorien mit Urin und Sekreten der Analdrüsen. Katzen setzen Gesichtspheromone durch Reiben an Gegenständen ab. Hirsche markieren mit Präorbitaldrüsen und durch Schlagen von Bäumen.
• Reptilien: Schlangen verfolgen Duftspuren mit ihrer Zunge, die Moleküle zum Jacobson-Organ transportiert. Eidechsen nutzen Femoraldrüsen zur Reviermarkierung.
• Fische: Viele Fischarten geben Alarmstoffe (Schrecksubstanzen) bei Verletzung ab, die Schwarmgenossen zur Flucht veranlassen – ein Phänomen, das Karl von Frisch bereits 1938 bei Elritzen beschrieb.
• Amphibien: Salamander produzieren Pheromone während der Balz, die über die Haut oder Kloakaldrüsen abgegeben werden.

Auslöser & Funktion

Die Abgabe von Duftstoffen ist teils an Instinkthandlungen gekoppelt, teils wird sie durch hormonelle Zustände, soziale Kontexte oder Umweltreize ausgelöst. Die Funktionen lassen sich in mehrere Kategorien einteilen:

• Territoriale Markierung: Harnmarkierungen bei Caniden, Sekretion von Duftdrüsen bei Feliden oder das Setzen von Kotmarken bei Nashörnern dienen der räumlichen Abgrenzung des Reviers und der Vermeidung direkter Konfrontation.
• Sexuelle Kommunikation: Sexualpheromone signalisieren Paarungsbereitschaft und ermöglichen die Partnerfindung. Bei vielen Huftieren zeigt der Geruch des weiblichen Urins dem Männchen den Zeitpunkt der Ovulation an.
• Soziale Bindung und Gruppenerkennung: Kolonieduftstoffe bei sozialen Insekten ermöglichen die Unterscheidung zwischen Nestgenossen und Eindringlingen. Bei Säugetieren unterstützt olfaktorische Individualerkennung die Mutter-Kind-Bindung.
• Alarmkommunikation: Alarmpheromone warnen Artgenossen vor Gefahren. Bei Honigbienen löst das Stichpheromon Angriff und Verteidigung aus – ein klassisches Beispiel für einen angeborenen Auslösemechanismus.
• Hierarchie und Dominanz: Dominante Individuen markieren häufiger als subdominante. Bei Mäusen unterdrücken die Duftstoffe dominanter Männchen die Testosteronproduktion von Rivalen (Sozialverhalten durch