The Polar Bear’s Nose – Die Nase des Eisbären

by Diane – von Diane

Boris' (Ivan's) nose, the male polar bear in the Copenhagen Zoo - Die Nase von Boris (Ivan) aus dem Zoo Kopenhagen

Boris‘ (Ivan’s) nose, the male polar bear in the Copenhagen Zoo – Die Nase von Boris (Ivan) aus dem Zoo Kopenhagen

My intention in writing this was to talk about the polar bear’s amazing sense of smell, but I thought that while I was at it, I would quickly review this bears other sensory organs, which are less remarkable.  We’ll get to the smelly stuff in a minute.

Ich wollte eigentlich über die erstaunlichen Riechsinn der Eisbären schreiben, doch dann kam mir die Idee, dass ich auch noch kurz aiuf die anderen weniger bemerkenswerten Sinnesorgane der Eisbären eingehen könnte, also werden wir erst ein bisschen später zum eigentlichen Thema kommen.

Here I have to credit Polar Bears International, which is now coming into its own and has been able to fund multiple studies on these matters.  That’s not to say that they know everything, but we all know a lot more than twelve years ago when the organization was founded.

Die Erkenntnissen stammen aus zahlreichen Studien, die Polar Bear International finanziert hat. Das heißt nicht, dass sie alles wissen, aber sie wissen eine ganze Menge mehr, als vor 12 Jahren bekannt war, als die Organisation gegründet wurde.

An inquiring eye - Ein forschender Blick

An inquiring eye – Ein forschender Blick

Humans rely heavily on their eyesight to give them information about the world; in fact, we’ve been known to record information in objects called “books” so that we can access it later, using our vision and language skills.  Polar bears have eyesight similar to humans, but they cannot record what they see for others.  They do see color but, unlike us, they cannot correct their vision with glasses, so it’s likely fuzzier than ours is.

Menschen verlassen sich sehr auf ihr Sehvermögen um Informationen über die Welt zu erlangen, wie sind dafür bekannt, dass wir diese in Objekten, die Bücher genannt werden sammeln, sodass wir später darauf zugreifen können, indem wir unsere visuellen und sprachlichen Fähigkeiten benutzen. Eisbären haben ein ähnliches Sehvermögen wie die Menschen, aber sie können nicht für andere aufschreiben, was sie gesehen haben. Sie sehen Farben wie wir, aber im Unterschied zu uns, können sie ihre Sehschärfe nicht mit einer Brille korrigieren, so sehen sie wahrscheinlich unschärfer als wir.

Huggies with Lynn and Luka :  "We are hungry, Mum"  - Huggies mit Lynn und Luka: "Wir sind hungrig, Mama!"

Huggies with Lynn and Luka : „We are hungry, Mum“ – Huggies mit Lynn und Luka: „Wir sind hungrig, Mama!“

The Arctic is primarily a very quiet place, so generally loud noises are frighteningand offensive to them, but that is true of humans who live away from sound as well.  The Hubbs-SeaWorld Research Institute has a “bioacoustic” program.  They’ve done work on polar bears, and they report results that suggest that polar bears do hear much as dogs do, with a range somewhat higher and lower than ours, although not so high as dogs have.  It is also thought that they communicate at lower frequencies, inaudible to humans.  Polar bear cubs are LOUD, but as adults, they don’t have the same need to attract Mama’s attention, so if and when they vocalize, it is somewhat less piercing to the human ear and may indeed be inaudible to us.

Die Arktis ist in erster Linie ein sehr ruhiger Ort, also sind laute Geräusche in der Regel erschreckend und unangenehm für sie, aber das gilt auch für Menschen, die weit weg vom Lärm leben. Das Hubbs-SeaWorld Forschungsinstitut hat eine „bioakustischen“-Programm. Sie haben eine Studie über Eisbären durchgeführt und ihre Ergebnisse weisen daraufhin, dass Eisbären etwa so viel wie Hunde hören, in einem Frequenzbereich, der etwas höhere und niedriger Frequenzen abdeckt als der unsrige, wenn auch nicht so hohe, wie der der Hunde. Es wird auch angenommen, dass sie mit niedrigeren Frequenzen kommunizieren, die für Menschen nicht hörbar sind. Eisbärenjunge sind LAUT, aber als Erwachsene, gibt es nicht mehr die Notwendigkeit, Mamas Aufmerksamkeit zu erregen, so dass es, wenn sie vokalisieren, für das menschliche Ohr weniger durchdringend ist, und kann in der Tat manchmal für uns nicht hörbar sein.

Mutter und Jungtier 01Obviously they can feel it when touched, but encased in heavy, coarse fur, their skin is much less exposed as ours. They do test things out with their lips and foot-pads, areas where the skin is exposed, and mother bears are commonly observed to touch their cubs with enormous tenderness.  Bears greet each other by sniffing at ears, and if they are fond of each other, often lick each others’ faces.  This tells me that even when they are covered with fur, the movement of the fur and other tactile clues are important to their emotional life and understanding of the world.

Offensichtlich können sie es fühlen, wenn man sie berührt, aber umhüllt mit einem dichten, rauen Fell ist ihre Haut viel stärker geschützt als unsere. Sie untersuchen Dinge mit ihrer Schnauze und den Fußballen, Bereiche, wo die Haut ungeschützt ist. Eisbärenmütter werden oft dabei beobachtet, dass sie ihre Jungtiere mit einer großen Zärtlichkeit berühren. Bären begrüßen einander durch Schnüffeln an den Ohren und wenn sie nett zueinander sind, lecken sie häufig die Gesichter des anderen Bären. Dies zeigt mir, dass, obwohl sie mit einem Fell bedeckt sind, die Bewegung des Fells und andere taktile Reize wichtig für ihr Gefühlsleben und ihr Verständnis der Welt sind.

At the Oregon Zoo with Tasul. - im Oregon Zoo mit Tasul.

At the Oregon Zoo with Tasul. – im Oregon Zoo mit Tasul.

I was once introduced to a zoo polar bear through a grilled door.  I put my hand up against the grille to introduce myself, as I would with a dog.  She had, of course, been zoo-trained, so she responded by putting her paw against the other side of the door, not by testing my scent.  I had removed my hand by then, but tried to put it back so as to mimic her.  I was extremely tentative.  The moment I touched the ends of the fur on her paw, she took her paw away, apparently alarmed by this fragile contact.

Ich durfte einmal in einem Zoo einen Eisbären in einem Zoo aus der Nähe durch ein Gitter kennenlernen. Ich legte meine Hand flach auf das Gitter, um mich vorzustellen, so wie ich es bei einem Hund gemacht hätte. Die Eisbärin war offensichtlich trainiert, deshalb antwortete sie damit, indem sie ihre Tatze auf die andere Seite der Gittertür legte und nicht damit meinen Geruch zu erschnüffeln. Ich zog meine Hand weg, aber legte sie wieder zurück, um sie zu imitieren. Ich war äußerst vorsichtig. In dem Augenblick als ich ganz leicht die Spitzen ihres Fells an der Tatze berührte, zog sie sie sofort zurück, offensichtlich alarmiert durch den fragilen Kontakt.

Eisbär Wilbär im Björnpark Orsa Grönklitt

Wilbär, Orsa Björnpark

And as for taste, they do have strong food preferences, but they are different than ours.  I was feeding this same bear some carrots, which she seemed to relish, but when I gave her a piece of yam, she spat it out right away.  She knew what she liked and what she didn’t.  In the wild, their primary food source is seals and other marine animals with a fishy taste.  (IMHO, this just means that they haven’t been introduced to chocolate.)

Was den Geschmackssinns angeht, sie haben starke starke Vorlieben für bestimmte Nahrungsmittel, aber natürlich sind sie anders als unsere. Ich habe eben jener Eisbärin Karotten gefüttert, die sie zu genießen schien, als ich ihr aber ein Stück Süßkartoffel gab, spuckte sie es sofort aus. Sie wusste, was sie mochte uns was nicht. In der Natur ist die Hauptnahrungsquelle der Eisbären Robben und andere Meerestiere mit einem fischigen Geschmack. (Nach meiner unmaßgeblichen Meinung bedeutet das nur, dass sie keine Schokolade kennen.)

Finally I get to the nose.  Observe the polar bear profile, and you will notice immediately that their noses are much larger than ours.  This suggests that their sense of smell is many, many times greater than ours.   There are a lot of figures about how far away and under how much ice a bear can smell prey.  First I read that they could smell a seal six miles away, then the next figure was 0.6 miles.  They can smell through the ice for several feet, but how many feet is the question.  Dr. Ian Stirling and I once had a conversation about this; he said he thought their sense of smell was comparable to a Labrador retriever.

Nase 02Nun komme ich endlich zur Nase. Betrachten Sie das Profil des Eisbären, Sie werden sofort feststellen, dass ihre Nasen sind viel größer als unsere. Dies deutet darauf hin, dass ihr Geruchssinn um viele, viele Male größer ist als bei uns. Es gibt eine Menge von Zahlen darüber, wie weit entfernt und durch wie viel Eis ein Bär seine Beute riechen kann. Zunächst las ich, dass sie eine Robbe sechs Meilen ( etwa 10 km)  weit riechen können, die nächste Information in einer anderen Quelle war dann 0,6 Meilen (etwa 1 km). Sie können ihre Beute durch dickes Eis riechen, aber wie dick es genau maximal sein darf, das ist die Frage. Dr. Ian Stirling erklärte mir einmal in einem Gespräch darüber, dass er denke, ihr Geruchssinn sei vergleichbar mit dem eines Labrador Retrievers.

The sense of smell is governed by a patch of special neurons deep within the nasal cavity, and from there, into organs deep in beside the “old brain” such as the amygdala and the hippocampus.  This explains why smells can have a powerful and mystifying effect on our behavior, something advertisers have played with for years.  Indeed, long ago, chemists devised a fake popcorn odor that needs only heat to release it.  I understand that it’s used in movie theatres, to give us all the urge to nibble.  Ask yourself:  how much popcorn would be sold if it smelled like cabbage?

Der Geruchssinn wird durch eine Region mir speziellen Nervenzellen tief in der Nasenhöhle geregelt, und von dort in Organe tief in neben dem „alten Gehirn“ wie der Amygdala (Mandelkern) und dem Hippocampus weiter geleitet. Dies erklärt, warum Gerüche einen einflussreichen und rätselhaften Effekt auf unser Verhalten haben können, einige Werbetreibende spielen damit seit Jahren. So entwickelte Chemiker in der Tat vor langer Zeit, eine gefälschte Popcorn-Geruch, der nur Wärme braucht, um ihn freizusetzen. Ich habe gehört, dass dieser im Kino verwendet wird, um in uns allen den Drang zu wecken, welche zu knabbern. Fragen Sie sich selbst: Wie viel Popcorn verkauft werden würde, wenn es nach Kohl riechen würde?

 So, deep in the nose:

There is a patch of special neurons about the size of a postage stamp. These neurons are unique in that they are out in the open where they can come into contact with the air. They have hair-like projections called cilia that increase their surface area. An odor molecule binds to these cilia to trigger the neuron and cause you to perceive a smell.

 Also, tief in der Nase:

Es gibt da eine Region von speziellen Neuronen, die etwa so groß wie eine Briefmarke ist. Diese Neuronen sind einzigartig darin, dass sie an der Oberfläche liegen, wo sie in Kontakt mit der Luft kommen. Sie besitzen Zilien, feine Sinneshärchen, die aus ihrer Oberfläche vergrößern. Ein Geruchsmolekül wird an diese Zilien gebunden, um so einen Reiz auf das Neuron auszulösen und damit ermöglicht, den Geruch wahrzunehmen.

Illustration:  Wikipedia

Illustration: Wikipedia

Alas, I did my best to find an illustration that portrayed the inner workings of the bear’s nose, but google had never heard of it and just sent me illustrations of human noses like this one:

The whole thing is only mildly scientific, but it does portray some interesting facts.  “The olfactory bulb”, the name used for this part of the brain is nestled up at the front, right beside this patch of neurons (blue arrow).  That’s why information from the nose can be very mysterious and compelling.  It goes directly and efficiently from there into the cerebellum, and is received by not well understood organs in the brain like the amygdala and the hippocampus. I think we can the same about polar bears, even if they’re attuned to different notes on the food scale than we are.

Leider hatte ich keinen Erfolg dabei, eine Illustration, die das Innenleben der die Nase eines Bären dargestellt zu finden, obwohl ich mein Bestes dazu getan habe. Google hat noch nie davon gehört und zeigte mir ständig Illustrationen von menschlichen Nasen wie die nebenstehende.

Das Ganze ist nur mittelmäßig wissenschaftlich, aber es stellt einige interessanten Fakten dar. An der vorderen Basis des Gehirns, direkt neben der Region der Riechzellen ist der „Riechkolben“ eingebettet (blauer Pfeil). Dies ist der Grund, warum die Informationen aus der Nase so rätselhaft und überzeugend sind. Sie gehen direkt und wirkungsvoll von dort ins Kleinhirn (Cerebellum) und werden in Organen wie die Amygdala und der Hippocampus, die wir noch nicht gut verstehen, verarbeitet. Ich denke, man kann das Gleiche beim Eisbären unterstellen, auch wenn ihr Geruchssinn auf andere „Düfte“ von Nahrung abgestimmt ist als unserer.

Eisbär EbeBears have a different profile than humans, and this is the key to the whole thing.  The smells that enter the bear’s nose work their way upward through many more receptors than ours do.  Our profile includes the bulbous frontal cortex behind the vertical forehead.  Up front we have a smallish nose, just enough really to convey the signals to our neurons.  We don’t sniff a lot, so our reliance on the sense of smell is rather more subtle.  A polar bear’s forehead is horizontal, but he has an enormous nose, so he relies on the vast amount of information he gets from there.  The other senses are important, but to a polar bear, the nose is the input-sensor that tells him the most.  We, on the other hand, get most material visually then send it to our frontal cortex to be reasoned about.  Does that make us smarter?

Bären haben ein anderes Profil als die Menschen, und das ist der Schlüssel zu der ganzen Sache. Die Gerüche, die die Nase des Bären aufnimmt, nehmen ihren Weg nach oben durch viele mehr Rezeptoren, als wir sie haben. Unser Profil umfasst den bauchigen frontalen Kortex hinter der vertikalen Stirn. Vorne haben wir eine kleinere Nase, gerade groß genug, um die Signale an unsere Nervenzellen zu vermitteln. Wir schnüffeln nicht viel, so ist unsere Abhängigkeit von der Geruchssinn eher subtil. Die Stirn eines Eisbären ist waagerecht, aber er hat eine enorme Nase, so dass er auf die große Menge an Informationen, die er von dort bekommt, vertraut. Die anderen Sinne sind wichtig, aber für einen Eisbären ist die Nase, das Sinnesorgan, dass ihm die meisten Informationen gibt. Wir andererseits erhalten die meisten Informationen visuell und senden sie zu unserem frontalen Kortex, um darüber nachzudenken. Aber macht uns das klüger?

I dream of the day when polar bears can peacefully populate the Earth, right beside their human cousins, and we can invite them for Christmas dinner, just like other old friends.  We would have to learn to tolerate animals bigger than ourselves, and they’d have to learn not to attack us.  I guess biology precludes that happening, but it certainly would make for a nicer world.

Ich träume von dem Tag, an dem die Eisbären die Erde friedlich bevölkerten, direkt neben ihren menschlichen Verwandten, und wir sie wie andere alte Freunde für zum Weihnachtsessen einladen könnten. Wir müssten lernen, Tiere, die größer als wir sind zu tolerieren, und sie müssten lernen, uns nicht anzugreifen. Ich denke, die Biologie lässt es nicht zu, dass es passiert, aber es würde sicherlich die Welt schöner machen.

Sources – Quellen:

http://www.polarbearsinternational.org/our-work/research-programs/sensory-studies#olfactory
hswri.org/
http://www.bearstudy.org/website/images/stories/Publications/Peters2007_UrsidHumming.pdf
http://www.bearbiology.com/index.php?id=bsgmain
http://www.denverzoo.org/downloads/dzoo_polar_bear.pdf
http://seaworld.org/en/animal-info/animal-infobooks/polar-bears/senses/

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