Door: A. Lemmens.
2019.
Kunnen vogels ruiken, is de grote vraag. Van veel soorten vogels zijn daar wel wetenschappelijke bewijzen voor. Of zaadetende vogels, zoals de Amerikaanse sijzen, ook kunnen ruiken is wetenschappelijk nog niet geheel duidelijk. Mijn mening is dat ze wel kunnen ruiken. Hoe vaak komt het niet voor dat zaadeters in onze vluchten bepaald soort voer niet aanraken. Doordat ze dat voer niet geproefd hebben, moet er toch een reden zijn waarom ze dat bepaalde voer niet eten. Zou het dan niet zo kunnen zijn dat hun de reuk, van dat bepaalde voer dat ze niet eten, niet aanstaat. Smaak kan het niet zijn.
In vergelijking met de laatste eeuwen zijn met betrekking tot zintuigen van vogels de wetenschappelijk vastgelegde meningen sterk veranderd. Zeker met betrekking tot het zintuig reuk van vogels. Tot begin vorige eeuw ging men er nog van uit dat vogels geen reuk hebben. Toch waren er al honderden jaren praktijkvoorbeelden bekend dat vogels reuk bezaten. In Japan, 300 jaar geleden, leerde men een soort mees aan om te kunnen waarzeggen door een gedicht voor te lezen, waarna de mees een kaart moet aanwijzen uit een rij kaarten die betrekking had op het gedicht. De kaarten die geen betrekking hadden op het gedicht waren met een brandlucht ingesmeerd. De mees moet het verschil hebben kunnen waarnemen door de reuk. Dit is een van de vele voorbeelden uit de oudheid, waaruit blijkt dat vogels kunnen ruiken, er waren alleen geen wetenschappelijke bewijzen.
Nu ligt dat inmiddels anders. Uit anatomisch onderzoek is duidelijk dat de vijfde zenuw, de trigeminale zenuw, ze heet zo, omdat ze drie hoofvertakkingen heeft zoals bij alle gewervelde dieren die informatie uit de neusholte overbrengt naar de hersenen. Deze zenuw is voor het eerst ontdekt in 1837 bij een kalkoengier. De zenuw bleek bij de gier bijzonder groot te zijn, waaruit werd afgeleid dat de gier wel degelijk reukzin had. Of de gier bij het voedsel zoeken alleen zijn reukzintuig gebruikte of een combinatie van zintuigen kon door dit anatomisch onderzoek niet worden vastgesteld. Maar dat de gier een reukzintuig heeft blijkt in die tijd uit meerdere anekdotes. Een van deze anekdotes komt van een arts op Jamaica, een oude vriend van deze arts overleed rond middernacht, de familie moest om alles te regelen naar Spanish Town, dertig mijl verderop. Begraven kon de overledene pas 36 uur later. Ruimschoots voor die tijd zat het dak van het eenverdiepingshuis vol met gieren. Ze moeten op de geur van de dode zijn afgekomen, hoe moeten ze het anders geweten hebben.
De anatomische bewijzen dat vogels reukzintuigen bezitten zoals gier, stormvogel, albatros en kiwi werden genegeerd door zoologen van die tijd. In 1922 schreef John Gurney dat hij het vreemd vond dat voor allerlei groepen dieren wel eensgezindheid bestaat met betrekking tot reukzintuig, dat hebben ze, en voor vogels is deze eensgezindheid er niet. De een vindt van wel en de ander van niet. In 1947 werd er nog betwist dat vogels kunnen ruiken door Jerry Pumphrey hoogleraar zoölogie in Liverpool.
Het eerste wetenschappelijke onderzoek naar de reukzin van vogels is gedaan in eind jaren vijftig van de vorige eeuw door Betsy Bang, zij was toen medisch illustrator aan de John Hopkins Universiteit in de Verenigde Staten. In haar eentje heeft ze dit onderzoek op de rails gezet. Ze werkte voor haar man die wetenschapper was. Zijn artikelen over ademhalingsaandoeningen bij vogels illustreerde zij. Voor deze illustraties moest ze de neusholte van diverse soorten vogels uit de uitgebreide verzameling van haar man ontleden en tekenen. Betsy’s biologische kennis was beperkt, maar ze was een gedreven amateur ornithologe en nogal intelligent. Bij het ontleden ontdekte ze dat er grote verschillen bestonden in de structuur van de neusholte van divers soorten vogels. Bij de vogels wordt de lucht aangezogen door twee externe neusgaten. Het zijn niet meer dan spleten aan de bovenkant van de snavel. Bij de meeste vogelsoorten zijn er in de bovensnavel drie kamers aanwezig. De eerste twee kamers verwarmen en bevochtigen de ingeademde lucht. Deze lucht, die voor een gedeelte via de bek in de longen belandt. De derde kamer, achter in de bek, bevat de neusschelpen, een hoeveelheid opgerold kraakbeen of bot. De lucht stroomt tussen de opgerolde kraakbeen of bot door. De opgerolde dunne platen kraakbeen zijn bekleed met een laag weefstel waarin vele kleine cellen zitten die de geur waarnemen en de informatie doorgeven aan de hersenen. Hoe complexer de neusschelpen zijn, meer opgerold kraakbeen, dus meer oppervlak, waardoor er meer cellen die geur waarnemen. Het hersendeel dat er voor moet zorgen dat de signalen goed overkomen ligt vlak bij de achterkant van de snavel en heet door zijn bolvormigheid Bulbus olfactorius. Nadat Betsy Bang alle neusholtes ontleed had wilde ze er maar niet aan dat vogels met een complexe grote neusholte niet konden ruiken, zoals alle handboeken zeiden. Ze wilde aan deze grote misverstanden met betrekking tot olfactorische vermogens van vogels iets gaan doen. Volgens haar waren deze misverstanden ontstaan door gebrekkige communicatie tussen anatomen en wetenschappers die zich met gedrag van vogels bezig hielden. Bij de enkele gedragsstudies die waren opgezet om na te gaan of vogels chemische, signalen konden waarnemen, was gebruik gemaakt van duiven. Daar was het makkelijkst om aan te komen, maar biologisch gezien waren de duiven ongeschikt, volgens Betsy Bang hadden de duiven qua reukzin weinig in huis. Daarnaast was het ook nog zo dat de gedragsexperimenten vaak klungelig van opzet waren. Het eerste onderzoek dat Betsy Bang deed, richtte zich op drie niet verwante soorten, die allen een sterk vergrote neusholte hadden, maar in alle andere opzichten verschilden. De soorten waren kalkoengier, overdag actieve aaseter, zwartvoetalbatros en de vetvogel, ‘s nachts actieve vruchten etende vogels uit de tropen. De anatomische bewijzen leken overduidelijk. Welke andere functie zou zoveel weefsel in de neus hebben dan het waarnemen van geuren. Het artikel dat ze schreef over haar onderzoek heet anatomische bewijzen voor het bestaan van olfactorische functie van bepaalde vogels. Het artikel was voorzien van onthullende tekeningen. Het verscheen in 1960 in Nature. Een van haar collega’s zei later: door dit artikel kon je onmogelijk blijven volhouden dat vogels niet kunnen ruiken. In de jaren zestig ontmoette Betsy Bang de neuroloog Cobb die een passie had voor vogels en hersenen. Het klikte tussen beide en snel werd er een grootschalig project opgezet om Bulbus olfactorius van 107 verschillende soorten vogels te vergelijken. Bulbus olfactorius is een hersenstructuur die de geursignalen verwerken. Ze maten de lengte van deze hersenstructuur en noteerden ook hoeveel procent dit was van de maximale lente van de hersenen. Ze wisten dat dit een globale indicatie gaf van het vermogen tot ruiken. De enige manier om dit beter aan te pakken was de Bulbus te verwijderen en ze te wegen om dan te bepalen wat het percentage het was van de hersenen. Het verwijderen is erg lastig en zou het museum al zijn soorten vogelbalgen kosten. Hun simpele aanpak bleek voorlopig afdoende te zijn. Na het onderzoek ging men er van uit dat de grootste Bulbus olfactorius ook een beter geurvermogen hadden. Deze koppeling, de grootste het beter reukvermogen, werd pas in de jaren negentig van de vorige eeuw aangetoond door onderzoek. Later experimenteert de Amerikaanse onderzoeker Kenneth Stager met verborgen kadavers en kalkoengieren. Ook de verborgen kadavers konden de gieren opsporen. Nu waren er ook praktische voorbeelden. Ook werd vastgesteld op welk component, stof, de gieren reageerden. Stager vernam van een oliemaatschappij dat deze al in de jaren dertig geconstateerd hadden dat gieren afkwamen op gaslekken. Dat gas bevatte ethaanthoil (ethylmercaptaan), een organische zwavelverbinding die naar rotte kool ruikt en aanwezig is in slechte adem en darmgas. Deze stof wordt aan reukloos gas toegevoegd om lekken makkelijker te kunnen traceren. Toen Stager deze stof over een heuvel blies in Californië kwamen de gieren er op af. In de jaren tachtig van de vorige eeuw werden er nieuwe methodes gebruikt voor het onderzoek naar de reukzin van vogels. Sue Healy en Tim Guilford uit Oxford trokken de resultaten van Bang en Cobb na. Zij vonden de resultaten van Bang en Cobb nogal vaag, daarom wilden ze de resultaten natrekken. Verder verbaasde Healy er zich over dat er tot nu toe zo weinig aandacht was geweest voor de reukzin van vogels. Bij hun gedrag, want als je er eenmaal op gaat letten, lijkt geur best relevant bij een hoop dingen die vogels doen. Er waren twee belangrijke redenen om het onderzoek van Bang en Cobb over te doen. Ten eerste hadden Bang en Cobb geen rekening gehouden met allometrie, relatie tussen de grootte van een organisme en de grootte van een bepaald deel daarvan. Ze namen aan de grootte van de hersenen recht evenredig is met de grootte van het lichaam. Maar dat is niet zo. Grotere vogels hebben relatief kleine hersenen, net als volwassen mensen relatief kleinere hersenen hebben dan baby’s. Omdat Bang en Cobb hier geen rekening hebben gehouden bij hun onderzoek, zouden hun uitkomsten er wel eens naast kunnen zitten. Het tweede punt waar Bang en Cobb niet van op de hoogte waren, was het feit dat de soorten betrokken bij hun onderzoek verwant waren aan elkaar zodat de uitkomsten wel eens gekleurd konden zijn.
In 1990 werd een onderzoek gepubliceerd van Healy en Guilford dat aantoonde dat de reukzin van vogels die in de nachtelijke uren hun voedsel zoeken sterker is ontwikkeld. Nu zo’n 20 jaar later wordt dit weer ongedaan gemaakt of beter gezegd aangepast. In 2005 kan men gebruik maken van scanners met een hoge resolutie en tomografie ( driedimensionale reconstructie). Hierdoor werd het relatief makkelijk, maar duur, om de grootte van de verschillende delen van de hersenen van vogels te meten, dus ook de grootte van de Bulbus olfactorius. J. Corfield en zijn collega’s van de university of Auckland van Nieuw-Zeeland hebben baanbrekend werk verricht bij het driedimensionaal beeld onderzoek, naar de structuur van de hersenen bij vogels. Bij dit onderzoek bleek al snel hoe flink de index van Bang en Cobb er naast zaten. Van deze afwijkingen waren Bang en Cobb zich bewust, het was een van de mogelijkheden die ze zelf aangaven. Bang en Cobb hebben uit pragmatische redenen maar aangenomen dat alle vogels dezelfde hersenstructuur hebben, ongeacht de soort. Uit driedimensionale scans is gebleken dat dat niet waar is. Corfield onderzocht de kiwi en constateerde dat bij de kiwi de olfactorische deel van de hersenen geen bolvormige structuur had maar een vlakke strook weefsel was. Alle index maten van Bang en Cobb zullen nauwkeurig moeten worden nagemeten van elke soort die zij onderzocht hebben. Dat is heel veel werk, dat zal dan ook nog wel duren voordat dit gedaan is.
Bij recent onderzoek naar de genen die bij geur betrokken zijn, de olfactorische receptoren, zijn negen soorten vogels onderzocht die bij Bang en Cobb hoog, laag en gemiddeld scoorden op de omvang van de Bulbus olfactorius. Daaruit bleek een verband tussen het totale aantal olfactorische genen en de omvang van de Bulbus. Met andere woorden, hoe groter de Bulbus hoe belangrijker de reukzin waarschijnlijk is. De nacht actieve vogels, kiwi en kakapo, hadden het hoogste aantal olfactorische genen, 600 en 667. Kanarie en pimpelmeer, 166 en 218. Dit was te voorzien omdat deze vogels kleine bulbus hebben. De grootste bulbus heeft de sneeuwstormvogel, 212 olfactorische genen. Waarschijnlijk doordat deze stormvogel geen nachtvogel is de Bulbus kleiner omdat maar een deel van de Bulbus olfactorische genen heeft. Het deel wat olfactorische genen heeft is dan, naar men aanneemt, gevoeliger zodat kleinere Bulbus voldoende is. Een van de vogels, de kiwi, vanuit zijn gedrag bleek dat de vogels in het algemeen wel zouden kunnen ruiken. De kiwi snuffelt bij het zoeken naar voedsel, zijn neusgaten zitten voor aan de snavel, zijn gedeelte van de hersenen dat het zicht bepaalt is klein, zijn gezichtsvermogen is dan ook zeer beperkt . In tegenstelling tot het hersendeel dat de reukzin bepaalt, wat groter is, als de kiwi benaderd werd door mensen en op de vlucht sloeg botste hij vaak tegen voorwerpen aan, een bewijs voor zijn slecht zichtvermogen. In het begin van de 20ste eeuw is dit nader onderzocht door W.B. Bentham van de universiteit van Otago Nieuw Zeeland. Een tamme kiwi werd een emmer met aarde zonder wormen en een emmer met aarde en wormen voorgezet. De kiwi vond altijd de emmer met wormen onder de aarde. Als hem alleen een emmer met aarde zonder wormen werd voorgezet had de kiwi geen belangstelling voor de emmer.
In 1962 deed Bernice Wenzel onderzoek bij duiven om te kijken hoe de dieren reageerde op geuren. Ze stelde de duiven bloot aan verschillende geuren en keek of de hartslag veranderde. Eerst werden ze aan zuivere lucht blootgesteld, in tweede instantie werden er geuren aan de lucht toegevoegd. De hartslag en de ademhaling van de vogels werd gevolgd. Al bij de eerste proef zag ze dat de hartslag omhoogschoot toen er geuren werden toegevoegd aan de lucht. Dit toonde aan dat de duiven de geur waarnamen. Meerdere proeven deed ze. Ze combineerde methodes van de anatomie, fysiologie en de gedragsleer om tot beter inzicht te komen in de reukzin. Ze onderzocht uiteenlopende vogelsoorten van kanaries, kwartels en pinguïns en merkte dat alle soorten, grote of kleine Bulbus olfactorius, geuren konden waarnemen. Alle soorten reageerden met een hogere hartslag bij geurprikkels, het sterkste reageerde de soorten met een grote bulbus. Van deze soorten, buiten de kiwi want daarbij is dat wel vastgesteld, is dan nog altijd niet bekend of ze van hun geurzin gebruik maken in hun dagelijks bestaan. Bernice Wenzel deed ook weer proeven met kiwi (jaren zestig), waar weer duidelijk werd dat kiwi’s konden ruiken. Kiwi’s zoeken voedsel ’s nachts, hierdoor is het nog duidelijk te beproeven of kiwi’s hun geur gebruiken bij het zoeken naar voedsel. De proeven die Wenzel deed met de kiwi’s zijn ’s nachts uitgevoerd. Uit de proeven bleek verder dat kiwi’s hun geur ook gebruiken om voorwerpen te identificeren. Wenzel kwam ’s nacht een keer in de volière, waar de vogels in zaten. De kiwi liep op haar af en snavelde met zijn snavel langs haar benen op en neer, wat duidelijk leek op betasten, zonder aan te raken, met de reuk. Eensgezindheid is er dan nog niet over het ruiken van de kiwi’s. Er zijn ook onderzoekers die van mening zijn dat het geluid wat de kiwi’s maken te maken heeft met reinigen van de neusgaten. Kiwi’s hebben neusklieren die slijm aanmaken als ze opgewonden raken en omdat de neusgaten maar smalle spleten zijn, die snel vol raken met aarde bij het voedsel zoeken in de aarde. Ook het aanraken met de snavel speelt een rol bij het voedsel zoeken van de kiwi ontdekte Wenzel bij haar onderzoek. Waarschijnlijk is er samenwerking tussen de tastzin en de reukzin, dat was een van de conclusies van Wenzel. Een vergelijkende vogelsoort met de kiwi is de houtsnip. Beide soorten lijken erg veel op elkaar gezien hun manier van voedsel zoeken. De snip heeft grote ogen omdat hij in de schemer, ook ‘s nachts trekt hij, wormen uit de grond haalt. De snip heeft ook grote neusgaten om de wormen in de grond te kunnen ruiken. Alle soorten albatrossen, stormvogels en drieteenmeeuwen hebben allemaal een sterk reukzin. De buisvormige neusgaten zijn nog steeds een raadsel hoe die functioneren. Ze voeden zich met krill, pijlinktvissen en soms met walviskadaver. Dat ze de walviskadavers vinden zal iets met hun reuk te maken hebben, dat is niet zo moeilijk als je weet hoe een walviskadaver ruikt. Maar het kan niet alleen de reukzin zijn die ze gebruiken bij het vangen van krill en pijlinktvis onder water. Onderzoekers van de universiteit van Californië hebben onderzoek gedaan hoe zalmen de weg terug vinden van zee naar de rivieren waar ze geboren zijn. Het idee dat ze hun weg terug vinden aan de hand van geur leek in eerste instantie te gek voor woorden. Maar in de jaren vijftig wees onderzoek uit dat het wel degelijk waar was. Bijna net zo ongelooflijk is het dat albatrossen de kleine eilanden terugvinden in die grote zee naar hun broedkolonie. Pas in de jaren negentig gebruikte Franse wetenschappers de nieuwe technieken (satellieten) om te kunnen vaststellen welke grote afstanden deze vogels afleggen in de broedtijd om vis te kunnen vangen voor hun jongen en toch weer de broedkolonie terug vinden. De Franse onderzoekers wilden weten hoe ze dat doen. Uit onderzoek uit de jaren zestig was al gebleken dat als de olfactorische zenuw doorgesneden is, dus niet meer kon ruiken, bij een stormvogeltje, deze de weg niet meer kon terug vinden naar zijn kolonie. Geur speelde dus een belangrijke rol, maar dat is nog niet het hele verhaal. De onderzoekers wilden ook weten of geur een belangrijke rol speelde bij het voedsel zoeken. Ze gooiden sterk ruikende stoffen op zee uit en wilden waarnemen of de vogels sneller reageerden op die stoffen dan op de niet of minder ruikende stoffen die ze ook op zee hadden uitgegooid. In 1980 had een andere onderzoeker al aangetoond dat pijlstormvogels afkwamen op gemalen krill. Het moest iets zijn wat in de krill aanwezig is waarop de vogels reageren. Krill voedt zich met plankton, plankton bevat een geurende organische zwavelverbinding die men DNS noemt. Veel onderzoeken zijn gedan naar DNS. Een van deze onderzoeken wees uit dat zelfs stormvogels worden aangetrokken door de geur van DNS in hun broedkolonies. Zelfs afval dat men met kunstmatige DNS had ingesmeerd trok de vogels aan. Ook zijn er weer proeven gedaan om te kijken of de hartslag van vogels reageren op lucht die met DNS gemengd was en lucht zonder DHS. De hartslag werd met elektroden op de huid gemeten van de vogels. Bij alle tien de vogels die (stormvogels) gebruikt werden voor de experimenten liep de hartslag omhoog bij lucht met DNS en zonder DNS was er geen hartreactie. Dit was een sterk bewijs dat deze vogels hun weg konden vinden aan de hand van deze natuurlijk geuren. De geur van DNS wordt verspreid door de wind op zee. Hoe vinden de vogels dan de bron van deze geur wat de plek is waar ze voedsel vinden. De vogels vliegen dwars op de geurpluim. Als ze eenmaal een geurpluim hebben gevonden vliegen ze zigzaggend door de geurpluim totdat ze de bron van de geurpluim hebben gevonden en dus hun voedsel hebben gevonden. Om dit te kunnen bewijzen hebben ze negentien albatrossen, die hun jongen aan het grootbrengen waren, voorzien van GPS zendertjes, zodat ze de route van de vogels konden volgen. Ook worden de vogels voorzien van een instrumentje waarmee ze de maagtemperatuur van de vogels konden meten waardoor ze wisten dat de vogels gegeten hadden. Als de albatros bij foerageren gebruik maakt van zijn ogen zal hij lijnrecht op zijn prooi afvliegen. Maakt hij gebruik van zijn reukzin dan zal hij zigzaggend op zijn prooi afvliegen. De helft van de vogels vlogen zigzaggend op hun prooi af. Het is een bewijs dat vogels naast hun reukzin ook gebruik maken van het zintuig zien bij het zoeken van vogels.
Er zal nog veel onderzoek moeten gedaan worden om alle nog niet beantwoorde vragen te kunnen beantwoorden met betrekking tot de reukzin van vogels. Onderzoek zal er altijd gedaan moeten blijven worden. Want het is een bekend gegeven in de wetenschap dat antwoorden nieuwe vragen oproepen.
Referentie:
Oorspronkelijke titel: Bird sense. What it’s like to be a Bird.
Schrijver: Tim Birdhead.
Nederlandse titel: Zintuigen van vogels.
Vertaald door: Pon Ruiter.
Uitgever Nederlandse vertaling: De bezige bij.
ISBN: 978 90 234 7724 2
