Wenn Sie einen Hauch von etwas nehmen, segeln Geruchsmoleküle in Ihre Nase, wo sie sich an Proteine – sogenannte Geruchsrezeptoren – auf Zellen binden, die Ihre Nasenhöhle auskleiden. Diese Rezeptoren lösen Signale aus, die Ihr Gehirn als einen oder mehrere Gerüche interpretiert.
Ein Team von Wissenschaftlern hat die Geruchsrezeptoren für zwei gängige Geruchsmoleküle identifiziert: einen Moschus, der in Seifen und Parfums vorkommt, und eine Verbindung, die in stinkendem Achselschweiß auffällt. Das Forschungsteam entdeckte auch, dass neuere evolutionäre Veränderungen dieser Geruchsrezeptoren Menschen weniger empfindlich gegenüber diesen Gerüchen machen. Wenn Sie also zu den Glücklichen gehören, die nicht von Körpergeruch überwältigt werden, sollten Sie sich wahrscheinlich bei der Evolution bedanken. Die Arbeit wurde am Donnerstag in PLoS Genetics veröffentlicht.
Geruchsrezeptoren können Hunderte von Millionen Jahren zurückverfolgt werden und sind vermutlich in allen Wirbeltieren vorhanden. Menschen haben rund 800 olfaktorische Rezeptorgene, aber nur etwa die Hälfte davon ist funktionsfähig, was bedeutet, dass sie in Proteine übersetzt werden, die in der Nase hängen und Geruchsmoleküle erkennen. Aber innerhalb eines funktionierenden Gens können geringfügige Variationen Änderungen in seinem entsprechenden Rezeptorprotein verursachen, und diese Änderungen können die Wahrnehmung eines Geruchs massiv beeinflussen.
„Es gibt ein Molekül namens Androstenon“, sagte Joel Mainland, Neurowissenschaftler am Monell Chemical Senses Center und Autor der neuen Studie. „Und wir wissen, dass manche Menschen dieses Molekül als Urin riechen, manche Menschen riechen dieses Molekül nach Sandelholz und manche Menschen riechen es überhaupt nicht.“
Allerdings sind genetische Veränderungen nicht das einzige, was der Geruchsinterpretation zugrunde liegt. „Das eine ist genetisch und das andere ist Erfahrung, die Dinge wie die Kultur, in der Sie aufgewachsen sind, beinhaltet“, sagte Hiroaki Matsunami, ein Molekularbiologe an der Duke University, der nicht an der Forschung beteiligt war, dessen Arbeit sich aber auf den Geruchssinn konzentriert.
Die Studie von Dr. Mainland und Kollegen war eine gemeinsame Anstrengung von Wissenschaftlern in den Vereinigten Staaten und China. Sie sequenzierten die Genome von 1.000 Menschen in Tangshan, China, die Angehörige der ethnischen Gruppe der Han sind. Sie taten dasselbe mit einer ethnisch vielfältigen Kohorte von 364 Personen in New York City. Die Teilnehmer wurden gebeten, auf einer 100-Punkte-Skala die Intensität und Angenehmheit einer Reihe gängiger Gerüche zu bewerten. Die Forscher suchten dann nach Zusammenhängen zwischen olfaktorischen Rezeptorgenen und Gerüchen sowie nach Variationen innerhalb dieser Gene und deren möglichen Auswirkungen auf die Geruchswahrnehmung.
Durch die Probennahme einer großen, vielfältigen Bevölkerungsgruppe konnten die Forscher Gerüche eingrenzen, deren Wahrnehmung eher auf genetischen Unterschieden zwischen Menschen als auf kulturellen oder erfahrungsbedingten Faktoren beruhte. Das führte sie zu Molekülen wie trans-3-Methyl-2-Hexensäure und Galaxolid.
Trans-3-Methyl-2-Hexensäure gilt als eine der stechendsten Verbindungen im Achselschweiß. Galaxolide ist ein synthetischer Moschus, der oft mit einem blumigen, holzigen Geruch beschrieben wird, der in Parfums und Kosmetika, aber auch in Dingen wie Katzenstreu verwendet wird. Das Forschungsteam konnte olfaktorische Rezeptorvarianten für diese Gerüche identifizieren, und in beiden Fällen empfanden Menschen mit der evolutionär jüngeren Genvariante die Gerüche als deutlich weniger intensiv.
Die Galaxolid-Befunde waren besonders auffällig, da einige Teilnehmer den Moschus überhaupt nicht riechen konnten. „Es ist wirklich selten, einen Effekt zu finden, der so groß ist wie der, den wir für diesen einen Rezeptor auf die Wahrnehmung des Moschusgeruchs gesehen haben“, sagte Marissa Kamarck, Neurowissenschaftlerin an der University of Pennsylvania, die Autorin der Studie war.
Dr. Matsunami betrachtet diese Arbeit als ein weiteres Beispiel dafür, dass der menschliche Geruchssinn komplexer ist, als man ursprünglich dachte. Er sagte, dass, obwohl die wichtigsten Ergebnisse der Studie nur zwei Düfte betrafen, sie zum Beweis beitragen, dass „Geruchsrezeptoren als Gruppe eine außergewöhnliche Vielfalt aufweisen“.
Die Autoren glauben, dass ihre Ergebnisse eine kritisierte Hypothese stützen, dass das Riechsystem von Primaten im Laufe der Evolution degeneriert ist. Kara Hoover, eine Anthropologin an der University of Alaska Fairbanks, die an dieser Forschung nicht beteiligt war, aber die Evolution des menschlichen Geruchs untersucht, ist von dieser Hypothese überhaupt nicht überzeugt.
„Warum wird angenommen, dass eine verringerte Intensität eine Verschlechterung ist?“ Sie fragte. „Vielleicht werden andere Dinge intensiver oder die Geruchsunterscheidung verbessert sich. Wir wissen zu wenig, um diese Schlussfolgerungen zu ziehen.“
Für Dr. Hoover haben diese Erkenntnisse andere evolutionäre Fragen aufgeworfen. „Unsere Spezies ist wirklich jung“, sagte sie. „Warum so viele Variationen in so kurzer Zeit? Gibt es eine adaptive Bedeutung?“