Все об обонянии собаки.

Запахи в жизни собак

"Однажды... я встретил на дороге старого джентльмена, который прогуливал свою большую собаку, - вернее сказать, собака прогуливала его. Ибо, куда она его тянула, туда старый джентльмен и вынужден был тащиться. А когда она останавливалась, чтобы обнюхать камень, поскрести землю и оставить у столба свою визитную карточку или прямой вызов, старый джентльмен покорно должен был дожидаться на своем конце поводка.

Когда я проходил мимо, он стоял на обочине дороги, в нескольких десятках метров от моего дома. Собака обнюхивала корни одного из близнецов-кипарисов, растущих у ворот фермы. Я слышал негодующее рычание животного: видно, запах наносил собаке смертельное оскорбление", - так описывает в "Маленьком Архимеде" поведение собаки Олдося Хакси. Действительно, хотя собаки хорошо видят, значительно лучше человека слышат и могут воспринимать высокочастотные звуки, главное для них - обоняние, ему они доверяют больше всего. Нам даже трудно представить, сколь многообразен обонятельный мир собаки, ведь мы, относясь к микросматикам (животные со слабо развитой обонятельной системой), воспринимаем мир главным образом через зрение и слух, тогда как макросматики значительную часть информации об окружающем мире получают через обоняние. По обонятельным сигналам такие животные могут отличать знакомого от незнакомца, вид, пол, принадлежность к группе, физиологическое состояние и многое другое. Человек научился использовать эту способность собак во многих службах, но чтобы по-настоящему понять собаку, научить ее определенным приемам, полезным для человека, нужно знать особенности ее физиологии и поведения, возможности обонятельной системы.

Что может собачий нос? Слизистая органов обоняния у собак содержит в тысячи раз больше чувствительных клеток, чем нос человека, лучше развиты у них и обонятельные доли мозга. Есть породы, обладающие более острым чутьем (это, как правило, собаки с длиной и широкой мордой), есть менее чуткие (короткомордые). Но следует помнить, что исходно-искусственный отбор велся в направлении, необходимом человеку, и в первую очередь по признаку хорошего обоняние, поэтому у всех без исключения пород чувствительность к запахам на много порядков выше, чем у человека, а у некоторых пород обояние развито лучше, чем у диких родственников.

Есть и другие подтверждения. В.Нейхаус сконструировал специальный прибор, с помощью которого можно добавлять к потоку воздуха ничтожно малые, но точно контролируемые количества пахучего вещества. Собак обучали выбирать один из трех ящиков, причем именно тот, через который пропускали не чистый воздух, а с примесью пахучего вещества. С его помощью удалось установить, что значения пороговых концентраций (минимальных для восприятия) некоторых веществ у собаки и человека отличаются незначительно, а для других они гораздо ниже у собак. Например, порог восприятия масляной кислоты составляет для собак 9Х10з (молекул/1смз), а для человека этот показатель лишь 7Х10 9, то есть чувствительно у человека к этому веществу в миллион раз хуже. Интересно, что именно эта и некоторые другие кислоты входят в состав человеческого пота. На подошвах ног человека потовые железы особенно многочисленны. Нейхаус подсчитал, что если хотя бы одна тысячная часть пота проникает через подошву ботинка, то оставляемого человеком количества масляной кислоты на поверхности следа в миллион раз больше, чем необходимо собаке для идентификации следа.

С помощью этого же прибора Нейхаус установил, что для смеси алифатических кислот, которые также входят в состав человеческого пота, порог восприятия ниже, чем пороговые концентрации этих веществ, предъявляемых собакам по одному. Иначе говоря, такие соединения как бы усиливают запах друг друга.

Среди более чем 25000 веществ, на которые реагирует собака, есть более-менее значимые. Оценить это можно по продолжительности обнюхивания собакой образцов пахучих веществ 1 (прием, часто используемый исследователями химической коммуникации животных). Показано, что дольше исследуется более значимые вещества. Беспородные собаки, по данным Корытина (1979), исследовали продукты жизнедеятельности (фекалии, моча) - 35 с, на запах пищи реагировали в течение 25 с, эссенции - 24 с, синтетических душистых веществ - 18 с, эфирных масел и запахи растений - 5 с. как мы увидим дальше, такая иерархия восприятия не случайна: запахи сородичей и других животных, несомненно, стоят на первом месте по значимости и лишь затем следуют запахи пищи и другие пахучие вещества.

Человек может в лучшем случае воспринять два знакомых запаха как некое обонятельное ощущение, но часто не в состоянии сразу определить, из чего складывается то или иное сочетание. Исключение, правда, составляют парфюмеры, которые благодаря природному дару или длительной тренировке безошибочно определяют многие компоненты душистых смесей. Есть вещества, к запаху которых человек особенно чувствителен, - это многие серосодержащие соединения. Однако гораздо важнее то, что собаки не только обладают повышенной чувствительностью ко многим веществам, но и способны их дифференцировать в сложных смесях. Это позволяет утверждать, что обояние у собак аналитическое, и в этом смысле оно, очевидно, более всего отличается от человеческого.

Е.В.Котенкова, А.В.Суров

Может ли собака найти дорогу домой
Даже если собака гуляет с хозяином, который ведет её на поводке, или бегает сама по ограниченной территории, то она спокойно может найти дорогу домой в пределах всего знакомого и изученного ею пространства. Насколько велико расстояние, на котором она все более-менее знает, зависит от удаленности от дома маршрута её прогулок. Однако, часто доводится слышать мнения о том, что собаки обладают уникальной способностью ориентироваться и отыскать, например, дом вскоре после того, как животное попадет в неизвестную ему до того местность даже на приличном расстоянии от дома.

Давайте попробуем выяснить, насколько истории о способности собак ориентироваться на далеких расстояниях, имеют под собой реальную почву. И могут ли собаки в самом деле находить дорогу домой. Находясь в незнакомой местности. Вот первый противоречащий этим утверждениям момент: когда охотятся с собаками в незнакомом месте, часто собаки теряются, утратив ориентацию. Редко бывает, чтобы собака, отставшая от хозяина, сумела отыскать дорогу домой в совершенно незнакомом месте.

Бывает, собаки, которые потерялись, могут сами найти себе пищу, чтобы жить, а полнотелые собаки, если есть что пить, могут несколько недель жить без еды. Скорей всего, собаки, попавшие в незнакомое место, разыскивают путь домой или сугубо по воле случая, или по причине того, что в прошлом собака была здесь во время охоты или рыбалки, и просто запомнила, в какой стороне расположен дом. Если такой опыт есть, и собака оказалась в незнакомом месте, она, по всей видимости, направится в ту сторону, где должен находиться дом по отношению к посещаемым раньше угодьям. Многое будет зависеть и от везения. А если дом окажется где-то в другой стороне, попытка отыскать дорогу окажется напрасной.

Вероятно, находясь даже очень далеко от дома, собака может учуять какие-то родные запахи, напоминающие о доме. Но их недостаточно для того, чтобы сложить представление о том, в каком направлении двигаться или насколько далеко собака находится от дома.

Одновременно с этим, пес, получив сигнал в виде запаха, может начать инстинктивный поиск, пока не разыщет то место, которое уже знает, чтобы уже там определить, как найти дом. Если собака сама убежала из дома, без принуждения и не под влиянием лихорадочного инстинкта охотника, то можно полагать, что она сумеет вернуться обратно. Это как раз тот случай, когда обоняние играет первостепенную роль, а роль тропок и дорог, по которым собака любит гулять – второстепенна.

Если говорить о ближайших родственниках собаки – волках, то они имеют обширные территории для своей зимней и летней охоты, потому что количество животных, на которых охотится волк, не так велико. Самец возвращается с охоты к логову, где находится самка с волчатами, довольно просто и быстро. При этом он выбирает самый удобный для себя путь, который не обязательно самый короткий. Собака тоже может находить дорогу, не только благодаря знанию местности, точно так же и на такой же по величине площади, если только она большая и внимательная, и, конечно, если она сама регулярно путешествует по лесу, что противоречит Закону об охоте.

Попробуем понять, каким образом собака определяет, в каком направлении двигаться, пребывая в незнакомом месте. Для этого опять вспомним об образе жизни волка. В сезоны стайного образа жизни (то есть, когда у волка нет семьи) волки кочуют на довольно приличные расстояния – к примеру, преследуя дичь. Бывают среди волков и одиночки (например, на территории Финляндии). Так они могут порой пробежать всю территорию страны от границы до границы. Эти так называемые «местные» волки в местностях, пограничных с бывшим СССР, в основном умеют вернуться обратно, хоть с этой целью им приходится снова пробежать огромное расстояние.

Чтобы безопасно преодолевать такие расстояния, волкам, по всей видимости, доводится использовать как компас небесные светила. Поэтому, следует думать, что и у собак «в наследство» осталась такая способность двигаться в определенном направлении. Но, конечно, все зависит от породы. Потому что одно дело - благородное комнатное животное, а совсем другое – подвижная активная борзая или овчарка, имеющая хороший нюх.

Конечно же, первоначальные принципы отбора и особенности селекции, от которых зависят породные особенности, повлияли на способность собак к ориентированию. Однако, даже пекинесы и другие особи, совершенно непохожие на первоначальный образ собаки, могут, оказавшись в некотором количестве метров от дома, беспрепятственно возвращаться, даже не обязательно по прежней траектории. Видимо, собаки прекрасно сохранили способность искать дорогу к родным дверям из близкого окружения. Насколько велика знакомая собаке территория, определяет образ её жизни. И если собаку выгуливают хорошо, то ей знакомы порядка нескольких квадратных километров вокруг.

Сориентироваться на значительно большей площади собака может не только исходя из направления движения солнца, но и улавливая запахи, доносящиеся с больших расстояний. Неповторимые, которые нельзя спутать, запахи доносятся с ветром от озер и с побережий моря, с фабрик или заводов. Эти запахи собака помнит, так как слышала их, будучи дома. Таким образом, ориентация по солнцу или луне плюс запахи дают возможность определить нужное направление пути даже лучше, чем это получилось бы у человека, оказавшегося в точно похожей ситуации. Посему ошибочным будет думать, что собаке присущи еще какие-то специфические свойства ориентирования в пространстве, помимо памяти, нюха и умения ориентироваться по луне или солнцу.

Собака, живущая в условиях города, быстро научается не потеряться в переплетении кварталов и самым коротким путем возвратиться домой – для этого ей достаточно несколько раз прогуляться по этой местности. У собаки в голове создается некая особая «карта памяти», в соответствии с которой собака и передвигается по территории. В основе такой памяти – все чувства собаки, но в первую очередь – зрение и обоняние. Собаке свойственно находить прямую дорогу, в каком бы месте известного ей участка она ни находилась. Она ищет, как удобнее, а особенно значим фактор удобства пути для сук. Если же идет проливной дождь, то собака обязательно побежит домой так, чтобы получилось ближе. Ну, а если светит солнце – она не прочь будет прогуляться дальними кварталами, но не покидая территорию, которая ей уже известна. Впрочем, все зависит от настроения: собака рядом с хозяином сама частенько выбирает, пойти им уже домой – свернув на ту улицу, которая ближе к дому, или еще погулять – и пойти в сторону дальних улиц.

Решает, что придется возвращаться домой самым коротким путем, собака зачастую еще при выходе из дома. В непогоду она без особого желания пойдет за хозяином на улицу и на каждом перекрестке будет высказывать недовольство и пытаться исправить ситуацию, повернув в сторону дома.

Однако, способность выбирать прямой путь является ли признаком высокого интеллекта животного? Ведь даже мелкие грызуны, у которых мозг построен несколько примитивнее, попав в экспериментальный лабиринт и изучив путь, выбирают путь покороче. Но дело в том, что выбрать более короткий путь в лабиринте и сориентироваться на местности – большая разница. Передвигаясь по лабиринту. Животное может помнить, где повернуть, исходя из количества затраченной мышечной энергии, количества поворотов и прочего. В естественных условиях выбирать направление заставляют воспоминания и пережитые ощущения. Об этом можно судить по тому, как собака приостанавливается, отвлекается, чтобы снова продолжить дорогу домой; может выбирать путь, по которому не собиралась идти вначале.

Очутившись в неизвестной местности, собака пытается выйти на дорогу или тропку. Волк в похожем случае предпочитает этого не делать, но в первую очередь оттого, что дороги и тропинки у него ассоциируются с врагом – человеком. Потому что именно на дороге лучше чувствуется запах человека или чего-то, связанного с человеком. Соответственно, устремление собаки в сторону дороги в некоторой степени объяснимо обычным воспоминанием о том, как человек выгуливает своих питомцев. Помимо того, конечно, по дорогам и тропинкам попросту легко передвигаться. Вообще-то, экспериментально не доказано, что собака держится дороги из-за врожденных особенностей. Видимо, тут дело в том, что собака, которая потерялась, обычно именно на дорогах и на окраинах населенных пунктов наталкивается на человека, поэтому как раз в таких местах она и пытается разыскать хозяина. Порой собака пробегает огромные расстояния вдоль шоссейных дорог, и иногда это приводит к тому, что просто волей случая выходит на дорогу, ведущую домой.

Раньше в Финляндии от городков к прибрежным островам ходили маленькие пароходики. И тогда можно было стать свидетелем, как какой-нибудь пес уходил из квартиры в городе, садился сам на пароход, и прибывал в ту местность, где у его хозяина находилась дача. Видимо, зная время отправления парохода и места, куда надо было следовать. Собака держала в памяти запахи, связанные с островом, а потому, если хозяева оставляли ее дома, она могла сама отыскать их на даче, отправившись следом. Тем более, что в большинстве своем собаки предпочитают жить за городом.

В конце XIX века от собак не требовалось быть дисциплинированными, они могли гулять, где хотели и вполне можно было встретить собаку, пытающуюся попасть к знакомым местам охоты на поезде. Сегодня же вокруг нас так много транспортных средств, что собаке уже практически невозможно поступить подобным образом.

Собака, пока она недостаточно опытна, не сможет разыскать дверь своей квартиры в условиях многоэтажки, если это не первых два этажа. Видимо, животное быстро запоминает, в какой стороне находится квартира, но на каком этаже – не может сориентироваться сразу. Невзирая на незнакомые запахи чужой квартиры, она готова зайти в любую входную дверь, расположенную так же, как у её хозяев, но на другом этаже. Наверное, потому, что спускаясь и поднимаясь в сопровождении хозяев, собака не обращает внимания на лестничные клетки. Помимо того, если взять естественную среду, то там редко бывает, чтобы одни и те же элементы повторялись с поразительной точностью. Собака видит один элемент – и это делает выбор нужного ей объекта труднее. Большинство собак удивляет и изумляет тот факт, когда приходится отойти от двери, так похожей на хозяйскую, вернуться к лестнице, подняться этажом выше – и только там окажется родная квартира.

Если в квартале, где расположен дом, здания однотипны, то зрительно собака, скорей всего, не определит, в какой дом нужно заходить. Она рискует заплутать в районе массовой застройки. Но когда она сама выучит, где располагается подъезд, она уже не подойдет по ошибке к чужому, так как помимо зрения будет использовать обонянии. Чаще ошибаются те собаки, которые гуляют с хозяевами на поводке. Такие собаки занимаются «своими делами» - метят территорию, обращают внимание на других собак – а механизмы ориентации отходят на другой план.

Одним словом, собака хорошо и в короткий срок запоминает территорию, где живет, и эта территория может быть достаточно большой. В знакомой местности она начинает использовать короткие, обходные пути, дороги и тропинки, которыми добираться выгоднее. В поисках чего-то интересного собака может путешествовать в разные пункты своей территории, если только у нее не очень сильно выражен сторожевой инстинкт. Если ей нужно, она постепенно увеличивает границы своей территории. Толчком к этому могут быть охотничьи инстинкты или появление «на горизонте» суки в состоянии течки. Однако, собака или их стая не испытывает необходимости защищать свой участок от других таких же особей. Собаки и волки понимают свою территорию как угодья для охоты, на которых лишь маленький участочек нужно активно охранять. Сильный охотничий инстинкт может толкнуть собаку покинуть границы знакомой ей территории. Собаку может заставить сбиться с пути всепоглощающее стремление добытчика, в отличие от того, когда она находится в абсолютно спокойном состоянии. Нельзя гарантировать, что, проделав долгий путь, собака сможет сразу же направиться в сторону дома. Но у собаки есть хорошее чутье и замечательная память, позволяющие ей направляться в нужную сторону даже в таких ситуациях, когда человек, оказавшийся без поддержки достижений технического прогресса, ничего не смог бы поделать, чтобы правильно сориентироваться.

с [Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]

Иммунная система помогает животным отличать больных сородичей от здоровых по запаху

Мыши и другие млекопитающие умеют по запаху отличать здоровых сородичей от пораженных различными инфекциями, однако молекулярные основы этой способности до сих пор не были известны. Как выяснилось, ее обеспечивают особые рецепторы, реагирующие на вещества, выделяемые бактериями, а также иммунной системой животных в ходе воспалительной реакции. До сих пор эти рецепторы считались компонентами иммунной системы, однако оказалось, что они работают также и в органах обоняния. Это не первый известный случай участия «иммунологических» рецепторов в системах химической коммуникации организмов. Схожие механизмы используются животными для персональной идентификации, определения степени родства и генетической совместимости с потенциальными брачными партнерами.

Разнообразные системы химического (запахового, или хеморецепторного) «общения» между организмами широко распространены в живой природе. Они есть даже у бактерий, а наибольшей сложности достигли у млекопитающих с их великолепно развитым обонянием.

Обонятельная система млекопитающих делится на «основную» и «дополнительную» части. Первая реагирует на широкий круг «обычных» запахов, которые, собственно, и воспринимаются нами на сознательном уровне как запахи. Вторая часть представлена так называемым вомероназальным органом, работа которого нами обычно не осознается. Вомероназальный орган реагирует на специфические молекулы, используемые животными для химической коммуникации. Это, прежде всего, различные летучие феромоны, а также нелетучие вещества, в том числе короткие белковые молекулы.

Пептиды ГКГ являются компонентами иммунной системы и в совокупности составляют уникальный химический «паспорт» особи. Анализируя информацию, содержащуюся в наборе пептидов ГКГ в выделениях животного (например, в моче), другое животное может определить степень своего родства с ним, генетическую совместимость (если речь идет о потенциальном брачном партнере) и, конечно, осуществить персональную идентификацию, то есть опознать сородича. Для распознавания пептидов ГКГ вомероназальные чувствительные нейроны используют специальные вомероназальные рецепторы (V2R), действующие совместно с особым классом рецепторов «иммунологической» природы (белками ГКГ класса Ib).

Полный спектр возможностей вомероназального органа на сегодняшний день неизвестен. В вомероназальном эпителии обнаружено несколько классов рецепторов, функции которых более или менее ясны, но там вполне могут быть и другие рецепторы, которые ученым еще только предстоит найти. Например, недавно было обнаружено, что некоторые нейроны вомероназального эпителия реагируют на сульфатированные стероиды — вещества, концентрация которых в выделениях животных зависит от уровня стресса (Nodari et al., 2008. Sulfated Steroids as Natural Ligands of Mouse Pheromone-Sensing Neurons). Это значит, что при помощи вомероназального органа животные могут определять степень стрессированности сородичей.

Германские и швейцарские биологи, занимающиеся целенаправленным поиском новых вомероназальных рецепторов у мышей, сообщили еще об одном важном открытии. Они обнаружили, что в вомероназальном эпителии экспрессируются (работают) гены рецепторов FPR (formyl peptide receptors). Это небольшое семейство рецепторов, которые есть у всех млекопитающих. Например, в геноме мыши есть семь генов FPR-рецепторов, в человеческом геноме — три. FPR-рецепторы реагируют на довольно широкий спектр веществ, выделяемых различными патогенными бактериями, а также клетками иммунной системы в ходе борьбы с инфекцией. Ранее было установлено, что у мышей, на которых проводится подавляющее большинство исследований по генетике и физиологии млекопитающих, гены двух из семи FPR-рецепторов участвуют в работе иммунной системы. Что делают остальные пять генов, до сих пор никто не знал. И вот оказалось, что все пять работают исключительно в нейронах вомероназального эпителия. Ни в каких других органах и тканях организма активность этих генов зарегистрировать не удалось.

Авторы установили, что эти пять генов (их условные обозначения: Fpr-rs1, Fpr-rs3, Fpr-rs4, Fpr-rs6, Fpr-rs7) экспрессируются соответственно в 0,7%, 0,8%, 0,6%, 1,2% и 0,8% вомероназальных нейронов; в общей сложности 4,1% нейронов вомероназального эпителия производят FPR-рецепторы. Обонятельные нейроны обычно придерживаются принципа «один нейрон — один тип рецепторов». Это вполне естественно: если бы каждый нейрон производил более одного рецептора, мозгу было бы очень трудно разобраться в сигналах, поступающих от этих нейронов. Кстати, тот же принцип соблюдается и в иммунной системе: каждый B-лимфоцит производит только один тип антител, каждый T-лимфоцит — только один тип рецепторов. Это обеспечивает возможность избирательного размножения лимфоцитов с нужными организму рецепторами. Авторы проверили, соблюдается ли данный принцип для вомероназальных нейронов, производящих FPR-рецепторы, и получили положительный ответ. Каждый нейрон, производящий один из пяти FPR-рецепторов, никаких других рецепторов не производит.

Авторы установили, что вомероназальные FPR-рецепторы реагируют на те же вещества, что и изученные ранее FPR-рецепторы, несущие свою службу в иммунной системе, то есть на некоторые пептиды, выделяемые бактериями и клетками иммунной системы в ходе воспалительной реакции. Специфичность у FPR-рецепторов довольно широкая: каждый из них реагирует не на один, а на несколько разных пептидов, однако для каждого рецептора характерен свой «спектр чувствительности» к разным пептидам.

В ходе дополнительных экспериментов авторы обнаружили FPR-рецепторы в вомероназальном эпителии у других грызунов: крыс и песчанок. Таким образом, грызуны (а может быть, и другие звери) имеют в носу специальные рецепторы «иммунологической» природы, реагирующие на «запах болезни». Способность мышей отличать по запаху больных сородичей от здоровых известна давно, но молекулярный механизм этого явления стал понятен только сейчас.

Еще один важный теоретический вывод состоит в том, что заимствование рецепторных белков из иммунной системы в обонятельную, по-видимому, происходило в ходе эволюции неоднократно. До сих пор у млекопитающих был известен лишь один бесспорный пример такого заимствования (упоминавшиеся выше белки ГКГ класса Ib); теперь мы имеем уже два примера. Этого следовало ожидать, поскольку многие компоненты иммунной системы представляют собой отличный исходный материал для формирования новых средств «химического общения» между особями.
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]