Darum geht’s:
- Viele Menschen fragen sich, ob Insekten Schmerz empfinden können - manche gehen davon aus, dass ihr Nervensystem nicht für Schmerzempfindungen ausgelegt ist.
- Auch Forscher gingen lange davon aus, dass Insekten keine Schmerzen spüren können.
- Eine Metastudie aus dem Jahr 2022 hat jedoch Anzeichen dafür gefunden, dass Insekten Schmerz empfinden könnten.
Brummende Fliegen in der Küche, denen man mit einem zusammengerollten Handtuch hinterherjagt. Kinder, die Ameisen unter einer Lupe brutzeln. Mücken, die man in flagranti erschlägt. Insekten zu töten, ist gesellschaftlich kein Tabu.
Viele Menschen gehen davon aus, dass Insekten keine Schmerzen spüren können. Sie seien als Lebewesen nicht komplex genug, hätten kein ausreichendes Nervensystem, könnten nicht lernen. Das behaupten einige User auf Twitter. Die Forschung der vergangenen Jahre hingegen sagt: Diese Behauptungen stimmen so nicht.
Der #Faktenfuchs hat sich das Thema genauer angesehen.
Schmerz ist eine Empfindung
Das, was Menschen als Schmerz bezeichnen, ist eine Empfindung. Doch dieses Empfinden zu erforschen ist schwierig, denn es ist nur schwer messbar und jedes Lebewesen empfindet unterschiedlich intensiv. "Schmerzempfindung ist natürlich grundsätzlich erst mal etwas Subjektives, sodass wir selbst bei dem nächsten Menschen nie genau wissen, wie derjenige die Schmerzen empfindet", sagt Lars Chittka im Gespräch mit dem #Faktenfuchs. Er ist Biologe und Entomologe, also Insektenforscher, an der Queen Mary University of London. Zahlreiche Wissenschaftler definieren Schmerz im Rahmen ihrer Forschung als eine negative subjektive Erfahrung, die das Gehirn generiert. In der Regel ist körperlicher Schmerz verbunden mit verletztem oder potentiell verletztem Gewebe.
Die Insekten-Neurobiologin Meghan Barrett von der California State University Dominguez Hills schildert in einem Interview mit dem #Faktenfuchs die Herausforderungen bei der Untersuchung von Schmerz: "Wir kennen nicht einmal die genauen neuronalen Zusammenhänge von Schmerz beim Menschen", sagt sie. Die Forscher wissen also noch nicht mit Sicherheit, wie das menschliche Gehirn das subjektive Schmerzempfinden erzeugt. Es ist nicht klar, welche Neuronen und Verbindungen bei Schmerz aktiv sind.
💡 Neuronen und Schmerz
Neuronen sind Nervenzellen. Sie sind im Nervensystem zuständig für die Informationsverarbeitung. Es gibt Neuronen, die auf die Wahrnehmung von potenziell schädlichen Reizen spezialisiert sind: die Nozizeptoren. Sie senden Signale an das Nervensystem, um einen Reflex auszulösen, der das Tier von dem schädlichen Reiz entfernt. Die Signale werden ebenfalls an das Gehirn weitergeleitet. Das Gehirn generiert schließlich das, was Tiere als Schmerz wahrnehmen.
Daher sei es unmöglich, Schmerzen bei Insekten auszuschließen, wenn man nur die Anzahl der Neuronen oder die Anzahl der Verbindungen zwischen ihnen betrachtet, so Barrett: "Wir sollten funktional denken, nicht in Bezug auf die Anzahl der Neuronen. Die Frage ist, was Insekten mit den Neuronen, die sie haben, tun können, und nicht, ob sie so viele Neuronen oder neuronale Verbindungen wie Menschen haben." Für die Untersuchung von Schmerz bei Insekten reicht es also nicht, neuronale Zusammenhänge zu betrachten.
Verhalten ist indirekter Beweis
Es gibt aber bei allen Tieren Merkmale, die auf ein Schmerzempfinden hindeuten können. Das erste Merkmal ist, dass ein Tier ein Nervensystem hat, das Schmerz unterstützen kann. Zweitens zeigt ein Tier Verhaltensweisen, die Schmerz potenziell ausgelöst hat. Diese Merkmale gelten auch für Insekten.
Neben der Funktionsweise des Nervensystems geht es vor allem darum, das Verhalten zu betrachten. "Wir müssen uns auf indirekte Befunde stützen, müssen Verhaltensbeobachtungen machen", sagt Reinhard Lakes-Harlan vom Institut für Tierphysiologie der Justus-Liebig-Universität Gießen im Gespräch mit dem #Faktenfuchs. "Und wenn wir dann sehen, dass dort Verhaltensweisen gezeigt werden, die darauf vielleicht hindeuten, können wir das so interpretieren. Aber das ist immer ein weites Interpretieren."
Im Gegensatz zu Menschen können Tiere uns nicht sagen, ob sie Schmerzen empfinden. Auch bei Babys habe man bis vor vierzig Jahren noch geglaubt, dass sie Schmerz nicht spüren können, erzählt Chittka. Mittlerweile könne man mit großer Sicherheit sagen, dass Säugetiere und Vögel Schmerz empfinden. Eine Gruppe um den Wissenschaftler Jonathan Birch hat Anzeichen dafür gefunden, dass auch wirbellose Spezien wie Weichtiere (Muscheln), Kopffüßer (Oktopusse) und Zehnfußkrebse Schmerzen empfinden könnten.
Schmerz kommt nach dem Reflex
Vor dem Schmerzempfinden gibt es noch eine Voraussetzung, ohne die Schmerz unwahrscheinlich ist: die Nozizeption. Laut dem Biologen Robert Elwood ist Nozizeption ein Reflex, mit dem Lebewesen versuchen, unangenehme und schädliche Reize zu vermeiden. Das passiert bei uns Menschen zum Beispiel, wenn wir unsere Hand von einer heißen Herdplatte wegziehen - noch bevor wir den eigentlichen Schmerz spüren.
Die Nozizeption ist demnach eine notwendige Voraussetzung für das Schmerzempfinden. Dennoch zeigt nozizeptives Verhalten nicht, dass damit zwingend ein Schmerz verbunden ist. Es ist möglich, dass einige Tiere diese Reflexe zeigen, ohne dass sie Schmerzen empfinden. Denn Nozizeption passiert, bevor wir überhaupt den Schmerz spüren.
Auch einige Insekten haben diesen nozizeptiven Reflex. Fruchtfliegen springen zum Beispiel von einer heißen Platte, zeigt eine Studie von chinesischen Wissenschaftlern aus dem Jahr 2006.
Eine Studie von Forschern rund um den Neurobiologen Richard Hwang hat bei Fruchtfliegen außerdem Neuronen identifiziert, die in die Nozizeption involviert sind. Sie heißen Nozizeptoren und sind eine Grundvoraussetzung für das Schmerzempfinden. Auch bei Mücken, die zur gleichen Spezies wie Fruchtfliegen gehören, gelten Nozizeptoren als sehr wahrscheinlich.
Wenn sie fehlen, deutet das darauf hin, dass ein Tier nicht sensibel auf potentiell schädliche Reize reagiert. Ohne nozizeptive Reflexe kann das Tier dementsprechend keinen Schmerz empfinden.
Während die Nozizeption dazu dient, auf schädliche Reize zu reagieren, hat Schmerz eine andere evolutionäre Schlüsselfunktion. Schmerz verursacht bleibende Erinnerungen und Veränderungen in der Motivation. Lebewesen können dann in Zukunft ähnliche Situationen vermeiden, die Schmerz verursachen. Der Effekt von Schmerz dauert länger an als die Nozizeption und beschützt Lebewesen deswegen besser vor möglichen Schäden.
Insekten können ihre Bedürfnisse priorisieren
Forscher beobachteten und beobachten nach wie vor, dass Insekten sich nach einer Verletzung sichtbar normal verhalten und ihr Verhalten nicht ändern. Das diente häufig als Argument dafür, dass Insekten keinen Schmerz spüren. Eine wahrscheinlichere Erklärung ist laut einem Paper von Matilda Gibbons, dass Insekten die Nozizeption steuern können. Sie können andere in diesem Moment wichtigere Bedürfnisse, wie beispielsweise die Nahrungsaufnahme oder Fortpflanzung, bevorzugen.
Ein Beispiel dafür sind Kämpfe. Wenn ein Tier verletzt wird, kümmert es sich entgegen des nozizeptiven Reflexes erst um eine Wunde, wenn es wieder in Sicherheit ist.
Menschen können beispielsweise eine heiße Türklinke herunterdrücken, wenn sie aus einem brennenden Haus entkommen wollen, obwohl es ihnen Schmerzen bereitet, erzählt Chittka. Verhaltensmerkmale bei Insekten deuten darauf hin, dass ihr Gehirn ebenfalls das nozizeptive Verhalten steuern kann.
Chittka erzählt, dass Bienen ihren nozizeptiven Reflex unterdrücken, wenn man ihnen eine Belohnung anbietet. Sie wählen zwischen zwei Blüten die heißere von ihnen aus, wenn sich auf ihr die bessere Belohnung befindet. Wenn auf der heißen Blüte die gleiche Belohnung ist wie auf der anderen Blüte, schrecken die Bienen vor der heißen Blüte zurück.
Insekten haben ein komplexes Nervensystem
Für das Schmerzempfinden ist es notwendig, ein zentrales Nervensystem zu haben. Das Nervensystem ist dazu in der Lage, die Informationen der Nozizeption zusammen mit anderen Reizen zu integrieren und zu verarbeiten. Chittka nennt als Beispiel eine heiße Herdplatte.
Wenn wir lernen wollen, dass sie Schmerzen verursacht, müssen wir die Herdplatte sehen können. Wir müssen wissen, wie eine Herdplatte aussieht und diese Information in unserem Gedächtnis speichern. Diese Information müssen wir mit der anderen Information kombinieren, dass die Platte Schmerzen verursacht. Dazu braucht man ein zentrales Nervensystem.
Häufig wird behauptet, Insekten hätten kein zentrales Nervensystem oder es sei nicht komplex genug. Das stimmt so nicht. Insekten haben zwar ein anderes Nervensystem als Wirbeltiere, aber nur weil sie kleiner sind, heißt es nicht, dass ihr Nervensystem unterkomplex ist, erklärt der Biologe Chittka.
Von Schmerz lernen
Bei Wirbeltieren, zu denen auch Menschen gehören, besteht das zentrale Nervensystem aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Das Nervensystem von Insekten ist aufgebaut wie eine Strickleiter. Zwei Hauptnervenstränge sind durch Querverbindungen miteinander verbunden. Einander gegenüberliegend sind auf diesen Strängen Nervenknoten, die Ganglien.
Darstellung der unterschiedlichen Nervensysteme von Mensch und Insekt.
Der größte Nervenknoten übernimmt bei Insekten die Funktionen eines Gehirns. "In diesem Gehirn gibt es spezielle Strukturen, die auch für das Lernen zuständig sind, und für die Verarbeitung und Integration von Informationen", sagt Reinhard Lakes-Harlan vom Institut für Tierphysiologie der Justus-Liebig-Universität Gießen. "Und das ist eine wichtige Voraussetzung für die Schmerzwahrnehmung."
Das Lernverhalten spielt bei Schmerz eine wichtige Rolle, um in Zukunft ähnliche schädliche Reize zu vermeiden. Ansonsten wäre Schmerz überflüssig. In verschiedenen Experimenten konnte Lars Chittka bei Bienen nachweisen, dass sie Probleme durch Nachdenken und nicht nur durch Ausprobieren lösen. Andere Tiere können auch durch Versuch und Irrtum lernen, erzählt er.
Außerdem gibt es Hinweise darauf, dass sie nicht nur angeborene Verhaltensweisen zeigen. "Bei Insekten findet man nicht nur Reflexverhalten, wenn man sie unangenehmen Erfahrungen aussetzt, sondern auch, dass sie daraus lernen, also ein Langzeitgedächtnis formieren, das ihr Verhalten langfristig beeinträchtigt oder beeinflusst", sagt Chittka. Dieses Lernverhalten zeigten zum Beispiel Fruchtfliegen in einer Studie von einer Gruppe Wissenschaftlern rund um die Forscherin Ayse Yarali von der Universität Würzburg. Sie lernten, einen Geruch, den sie vor oder während eines elektrischen Schocks wahrnehmen, bis zu 24 Stunden zu vermeiden.
Insekten zeigen Anzeichen für chronischen Schmerz
Dass Insekten nach einer schmerzhaften Erfahrung sensibler auf ähnliche Erfahrungen reagieren, haben Forscher bei Fruchtfliegen herausfinden können. Sie verletzten einen Nerv im Bein und testeten dann, wie empfindlich sie auf Temperaturen reagierten. Vorher schreckten die Fliegen bei einer Temperatur der Bodenplatte von 42 Grad Celsius zurück, nach der Verletzung schon bei 38 Grad. Die Schmerzschwelle - so die Annahme der Forscher - ist bei den Fruchtfliegen also gesunken, sie sind sensibler geworden. Eine Nervenverletzung könne bei Insekten dazu führen, dass sie mit chronischem Schmerz reagieren. Sie versuchen, sich für den Rest ihres Lebens davor zu schützen.
Metastudie untersucht Anzeichen für Schmerz
In den vergangenen Jahren forschte insbesondere eine Arbeitsgruppe in London zu Anzeichen von Schmerz bei Insekten. Sie versucht laut eigenen Angaben, die Schmerzforschung bei Insekten voranzutreiben, insbesondere in Bezug auf Tierrechte. Zu ihr gehört neben Lars Chittka und Meghan Barrett auch der Biologe und Philosoph Andrew Crump vom Royal Veterinary College in London. "Wir betrachten zwei große Klassen von Indikatoren, nämlich die Funktionsweise des Nervensystems und die Art des Verhaltens", sagt Crump.
Die Forscherinnen und Forscher in London nutzten acht Kriterien und analysierten mehr als 300 Studien über Insekten. Sie wollten herausfinden, welche Insektenarten die Kriterien erfüllen - und damit, wie wahrscheinlich es ist, dass sie Schmerz empfinden.
Zu den Kriterien zählen neurologische Indikatoren wie Nozizeptoren und Hirnregionen, die verschiedene Reize zusammenführen können. Außerdem suchten sie innere Transmitter, die Reaktionen auf schädliche Reize weitertragen. Sie untersuchten, ob Anästhetika, Schmerzmittel und Opioide das Reizverhalten des Insekts verändern. Ob die Insekten zwischen dem Schaden durch den Reiz und einer Belohnung abwägen und selbstschützendes Verhalten wie eine Wundversorgung zeigten, waren weitere Indikatoren. Außerdem schauten sie, ob die Insekten in der Lage waren, schädliche Reize in Zukunft zu vermeiden.
Bei Zweiflüglern (Fliegen und Moskitos) und Schaben (Kakerlaken und Termiten) ist die Wahrscheinlichkeit für Schmerz laut den Forschungsergebnissen sehr hoch, sie erfüllen sechs der acht Kriterien. Hautflügler erfüllen vier Kriterien, dazu gehören Bienen, Wespen und Ameisen.
Für die Forscher sind das wesentliche Belege dafür, dass diese Insekten Schmerz empfinden könnten. Für Heuschrecken (Grillen und Grashüpfer) sowie Schmetterlinge und Motten trafen drei Kriterien zu, für Käfer zwei. Es gab laut der Studienautoren keine Belege, die gegen ein Schmerzempfinden bei Insekten sprachen. Wenn Insekten gewisse Kriterien nicht erfüllen, liege das vor allem daran, dass Belege fehlen, es also etwa nicht genug Studien gab, die das entsprechende Kriterium untersucht hatten.
"Wir haben verschiedene Formen von Evidenz, sowohl auf neuronaler Ebene wie auch auf Verhaltensebene. Alle diese Evidenzen zusammengenommen zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit eines Schmerzempfindens sehr hoch ist", fasst Chittka zusammen.
Gegenargumente in der Forschung
Es gab und gibt aber bei Insekten auch Beobachtungen, die Wissenschaftler lange zu der Schlussfolgerung brachten, sich gegen ein Schmerzempfinden bei Insekten auszusprechen, zumindest wie Menschen es empfinden: Ein Insekt, das von hinten aufgefressen wird und vorne weiterhin Nahrung aufnimmt. Oder Insekten, die ihre Beine als Schutzreflex verlieren können.
Die Insekten-Neurobiologin Meghan Barrett weist darauf hin, dass es evolutionäre Faktoren gibt, die erklären könnten, warum nicht alle Tiere auf die gleichen Auslöser von Schmerz reagieren. "Insekten reagieren zum Beispiel auf Hitze und Elektroschocks", erklärt sie. "Hitzebedrohungen sind aufgrund verschiedener Merkmale ihrer Physiologie von großer Bedeutung für das Überleben von Insekten." Deswegen ist es für sie evolutionär sinnvoll, Hitze zu erkennen und auf sie zu reagieren.
Viele Fische etwa leben in sehr kalten Umgebungen. Diese Tiere scheinen nicht gleichermaßen auf Kältereize zu reagieren, wie es Menschen tun. Evolutionär betrachtet könnte sich ein Tier also an bestimmte schädliche Reize in seiner Umgebung anpassen. Das könnte erklären, warum manche Insekten nicht wie erwartet auf körperliche Verletzungen reagieren. Barrett betont jedoch, dass die Frage, warum Insekten auf einige potenziell schmerzhafte Reize reagieren und auf andere nicht, unbeantwortet bleibt.
Erwiesenes Schmerzempfinden von Insekten hätte Folgen
Ein weiterer Grund dafür, dass Forschende so lange nicht an Schmerz bei Insekten glaubten, ist laut dem Biologen Andrew Crump fehlende Forschung. Er nennt als Beispiel die Annahme, Insekten hätten keine Nozizeptoren. "Man sagte, dass Insekten diese nicht haben, aber sie meinten damit, dass niemand sie je gefunden hat, und der Grund, warum niemand sie je gefunden hat, war einfach, dass niemand je danach gesucht hat."
Falls Insekten erwiesenermaßen Schmerzen empfinden, dann fielen sie unter Tierschutzrechte. Das hätte Folgen für die Haltung von Insekten als Lebensmittel oder Futter und eben auch die Art und Weise, wie man sie dafür tötet. Außerdem hätte das Konsequenzen für Forschende, die momentan bei Versuchen mit Insekten kaum Regeln zu deren Schutz befolgen müssen. Auch bei der Verwendung von Pestiziden könnte es Folgen geben.
Empfinden Insekten Schmerz, wenn wir sie töten?
Ob Insekten nun Schmerz empfinden können, wenn wir sie töten, hängt laut Chittka, Crump und Barrett von der Art des Todes ab. "Wenn man eine Mücke innerhalb eines Sekundenbruchteils tötet, dann ist es sehr unwahrscheinlich, dass sie darunter leidet", erklärt Chittka. Je länger das Sterben für die Insekten dauert, desto wahrscheinlicher sei, dass sie Schmerz empfinden.
Fazit:
Die Frage, ob Insekten Schmerzen empfinden können, lässt sich nur mit Wahrscheinlichkeiten beantworten. Die Wahrscheinlichkeit, dass sie Schmerzen empfinden können, ist laut aktueller Studien und den vom #Faktenfuchs befragten Experten hoch - es fehlen aber noch mehr Studien. Wie bei anderen Tieren können Wissenschaftler jedoch keine absolute Gewissheit haben, dass unser Verständnis von Schmerz dem entspricht, was die Tiere empfinden.
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