Необычные способности: как животные используют обоняние для выживания

Необычные способности: как животные используют обоняние для выживания

Когда речь заходит об использовании обоняния животных на пользу человеку, в первую очередь вспоминают собак. Хорошо известно, что они способны находить различные типы взрывчатки, наркотические вещества. Во время Великой Отечественной войны тысячи четвероногих ищеек работали миноискателями. Легендарная овчарка Джульбарс за годы службы обнаружила почти 7,5 тысяч мин, помогая разминировать здания не только в СССР, но и в Венгрии, Чехословакии, Румынии, Австрии.

В наше время служебных собак можно встретить на пунктах таможенного контроля, где они помогают в поиске наркотиков и взрывчатки. А последние исследования показывают, что этих животных можно обучить с высокой точностью выявлять людей, больных коронавирусной инфекцией. Такой навык пригодится в аэропортах, где поток пассажиров очень велик и медицинские приборы (бесконтактные термометры) с ним не справляются.

Экспериментов было несколько. Собакам давали понюхать образцы с запахом пота людей, имеющих положительный результат теста на COVID-19. Затем проверяли, могут ли они обнаружить больных коронавирусом на большой выборке добровольцев, в несколько сотен человек. Диагностическая точность в целом составила 92%. Собаки определяли даже тех больных, у которых не наблюдалось никаких симптомов.

В период с сентября 2020-го по апрель 2021-го нескольких надрессированных на поиск коронавируса псин протестировали в международном аэропорту Хельсинки. Каждый пассажир там сдавал ПЦР-тест, и оказалось, что результаты медицинского тестирования и «собачьего» совпали на 98%.

Учёные предполагают, что, проникая в клетки нашего организма, коронавирус расщепляет определённые молекулы, и продукты их распада образуют летучие соединения, присутствующие в поте, слюне и выдыхаемом воздухе. Их, вероятно, и улавливает сверхчувствительный собачий нос.

Связанные вопросы и ответы:

Как животные используют обоняние для поиска пищи

Ольфакторная коммуникация, обоняние. Обоняние - восприятие животными посредством соответствующих органов определённого свойства (запаха) химических соединений в окружающей среде. От вкусовой рецепции обоняние отличается тем, что пахучие вещества, воспринимаемые с его помощью, обычно присутствуют в более низких концентрациях. Они служат лишь сигналами, указывающими на определённые предметы или события во внешней среде. Наземные животные воспринимают пахучие вещества в виде паров, доставляемых к органу обоняния с током воздуха или путём диффузии, а водные - в виде растворов. Для очень многих животных: насекомых, рыб, хищников, грызунов, - обоняние оказывается важнее зрения и слуха, поскольку дает им больше информации об окружающей среде. Чувствительность к запахам порой бывает просто фантастической: например, самцы некоторых бабочек реагируют на несколько молекул полового феромона самки в кубическом метре воздуха. Степень развития обоняния может достаточно сильно различаться даже в пределах одной таксономической группы животных. Так, млекопитающих делят на макросматиков, у которых обоняние развито хорошо (к ним относится большинство видов), микросматиков - с относительно слабым развитием обоняния (тюлени, усатые киты, приматы) и аносматиков, у которых типичные органы обоняния отсутствуют (зубатые киты). Обоняние служит животным для поиска и выбора пищи, выслеживания добычи, спасения от врага, для биоориентации и биокоммуникации (мечение территории, отыскание и узнавание полового партнёра и т.д.). Рыбы, земноводные, млекопитающие хорошо различают запахи особей своего и других видов, а общие групповые запахи позволяют животным отличать "своих" от "чужаков".

Какие животные имеют самое развитое обоняние

Средний человек различает 6000 запахов. Собаки - 2 млн. Считается, что у них самый острый нюх. Но это не совсем так

Акула способна «учуять» каплю крови за 4 км

/МАРИНА СОБЕ-ПАНЕК/

А  что такое запах? Это до сих пор доподлинно неизвестно.  Тогда что такое обоняние, как люди и животные различают запахи? Это тоже до конца не ясно. Существует 30 версий механизма обоняния. Одну из них предложил 2000 лет назад римский поэт и философ Тит Лукреций Кар. Он считал, что каждый запах имеет свою форму, а в обонятельном органе животного и человека есть определенный набор лунок. Для каждого запаха - своя отдельная лунка.

Самое удивительное, что современная наука, перепробовав разные теории, вернулась к гипотезе Лукреция. И называется она теперь «принцип ключа и замочной скважины». В основе все те же древнеримские лунки разной формы и молекулы пахучих веществ разной конфигурации. Кстати, лунок этих, как и основных запахов, не так уж много.

По одной теории, все запахи делятся на шесть основных: камфарный, эфирный, цветочный, острый, гнилостный и мятный; а по другой - на четыре: ароматный, жженый, кислый и каприловый. («Каприловый» в переводе с латинского - «козлиный».) Известны и формы пахучих молекул. Молекулы камфары круглые, молекулы с мускусным запахом дискообразные, а цветочный запах приносят молекулы, похожие на воздушного змея с гибким хвостом.

Лунки обонятельных органов в точности соответствуют формам молекул. Когда этот самый шар или диск «ложится» в свою лунку, животное (или человек) чувствует определенный запах. Только вот человеку одной молекулы мало. Их нужно, по меньшей мере, 320 штук, чтобы мозг как-то отреагировал на сигнал. А собаке достаточно восьми пахучих молекул. И все потому, что у нее 220 млн обонятельных клеток против наших жалких 6 млн. Полезная площадь собачьего носа - та самая, которая распознает запахи, - составляет 100 см2. У нас же всего по 2,5 см2 в каждой ноздре. Это все равно что собака, скажем, являлась бы владелицей большой современной квартиры, в то время как человек ютился бы на пятиметровой кухне хрущобы.

Но есть, оказывается, на Земле животное, которое распознает одну молекулу пахучего вещества в кубометре воздуха! Животное это занесено в Книгу рекордов Гиннесса и называется оно… самец павлиньего глаза. Правда, вынюхивает этот чешуекрылый джигит исключительно девственных самок, но зато чует их даже не за версту, а за 11 км!

Самец тутового шелкопряда тоже не лыком шит. Капельку пахучего вещества весом в 1/10 000 миллиграмма, которую выделяет его возлюбленная, шелкопряд «слышит» за 10 км.

В отличие от человека, который нюхает все что ни попадя, животные реагируют на достаточно ограниченное количество запахов: запах партнера, еды, детеныша, запах дороги к дому, запах тревоги… Конечно, специально обученная собака отличит запах героина от запаха взрывчатки, но обычного пса больше интересует какая-нибудь протухшая селедка или хвостатая барышня в известный период.

Собаки, кстати, чувствуют запах еды на расстоянии всего лишь нескольких десятков метров. А вот буревестники, глупыши и альбатросы чуют запах рыбы за 3 км.

Но и они не сравнятся с акулой. Если каплю крови растворить в соленой морской воде так, чтобы ее концентрация составляла всего лишь одну миллионную процента, акула унюхает эту «математическую погрешность» на расстоянии 4 км.

Какое счастье, что акулий нос не достался комарам. Впрочем, самки этих кровопийц чувствуют выдыхаемую теплокровными существами углекислоту, а также выделяемое ими тепло за 3 км.

Обоняние - загадочное чувство, механизм которого до сих пор до конца не изучен. Известно только, что у человека отсутствует абстрактное представление о запахах. Любой запах связан либо с определенным предметом, либо с определенным событием и вдобавок эмоционально окрашен. А у животных, по мнению ученых, представление о запахе является чисто предметным.

Впрочем, с этим мнением вряд ли согласятся владельцы собак, которые знают, как радостно виляет хвост, когда нос чует хозяина.

Могут ли животные чувствовать запахи, которые человек не воспринимает

Нюх
Лучше всего у собак развит нюх. Запахи во многом определяют жизнь собаки: мир для нее состоит из множества постоянно меняющихся пахучих следов, пересекающихся друг с другом. В этом смешении приятных и неприятных запахов собаки способны различать их. Так, они могут почувствовать наличие капли крови в пяти литрах воды и легко различить запахи свинины, говядины, баранины, крольчатины и т. д., которые, на наш взгляд, пахнут практически одинаково. В то же время собаки различают запахи людей, даже таких близких родственников, как близнецы, и могут идти по следам животных, даже если эти следы засыпаны сильно пахнущими веществами.

Собака-ищейка идет по следу, оставленному человеком или животным. Она сможет продолжить преследование, даже если человек сел на велосипед. Если же преследуемый сел в фуникулер, который поднимает его на несколько метров над землей, даже самая лучшая собака не сможет найти след и остановится в том месте, где человек сел в вагон канатной дороги. То же происходит, когда след прерывается водной преградой.

Как можно догадаться, одного запаха недостаточно: необходима земля или трава, на которых запах иногда остается по нескольку часов.
Отличному нюху собаки способствуют не только замечательные внутренние сенсоры, но и внешняя часть носа. У здоровой собаки мочка носа всегда влажная, что позволяет ей абсорбировать запахи из воздуха.

У человека общая площадь обонятельных клеток составляет около 4 см2, а у немецкой овчарки эти же клетки занимают площадь 150 см2. У человека около 5 миллионов обонятельных клеток; у бассета их 125 миллионов; у фокстерьера - 150 миллионов; у немецкой овчарки - 200 миллионов. Эти данные дают основания полагать, что нюх собаки примерно в 40 раз чувствительнее, чем у человека, однако некоторые эксперты считают, что это число несколько выше.

Нос собаки чувствительней всего к запаху жировых кислот, которые входят в рацион плотоядного животного. Если собаку не кормить мясом, ее нюх станет более острым, и ей легче будет взять даже самый старый след, поэтому некоторые охотники не кормят собак накануне охоты.
Слух
У собак также хорошо развит слух, позволяющий им слышать даже ультразвук. Это высокочастотные колебания, которые не воспринимаются человеческим ухом. Во время войн и полицейских операций люди нередко прибегали к помощи ультразвука, чтобы на расстоянии отдавать собакам команды, неслышимые для противника. К тому же собака способна с 24 м различить и определить источник звука, который человек едва слышит на расстоянии 4 м.

Следует также отметить способность собак различать звуки, которые практически не отличаются друг от друга. Так, они способны отличить звук работающей машины хозяина от звука моторов множества других машин этой же модели.
Зрение
У собак хорошее зрение, хотя многие считают, что они видят только движущиеся тени, без цвета. Как бы то ни было, будем считать, что у собак черно-белое зрение. Собаководам удалось улучшить зрение некоторых пород собак. Не вызывает сомнений тот факт, что собаки ночью видят лучше, чем человек.

У немецких овчарок поле зрения составляет 180°, они способны различить жест хозяина с расстояния в несколько сотен метров. Хорошим зрением обладают и некоторые охотничьи собаки.
Осязание
Что касается осязания собак, мы знаем, что они способны воспринимать поглаживание и удары. Известно, что тактильные, температурные и болевые раздражители воспринимаются кожей и слизистыми оболочками, но эта область физиологии собаки мало исследована. Собаки способны почувствовать малейшее прикосновение к шерсти. Мы знаем, что при понижении температуры воздуха шерсть собаки становится более пышной. Именно поэтому северные собаки способны, не испытывая дискомфорта, спать прямо в снегу. Тем не менее, очень мало известно о чувствительных волосках и типах шерсти и кожи собак.
Вкус
Меньше всего мы знаем о способности собак различать вкус. Вкус и запах тесно связаны, однако запах для собаки важнее, чем вкус. Это легко проверить: когда собака получает кусок, она сначала обнюхивает его, а затем глотает, почти не жуя. Чтобы отучить собаку брать пищу из чужих рук, достаточно попросить кого-нибудь, кого она не знает, дать ей кусок хлеба, в котором спрятаны несколько кусочков острого перца чили: этот урок надолго запомнится. А чтобы собака не воровала яйца из курятника, нужно дать ей горячее, сваренное вкрутую яйцо.

Если собака ест грязь, камни или навоз, это свидетельствует о том, что ее организму не хватает витаминов и минеральных веществ. В таких случаях рекомендуется после консультации с ветеринаром давать собаке необходимые лекарства.
Другой загадкой этих животных является их способность находить свой дом. Это можно было бы объяснить, если бы собаки возвращались по знакомой дороге. Но бывали случаи, до сих пор не объясненные наукой, когда собака возвращалась после того, как ее увозили за несколько сотен километров от дома.

Как обоняние помогает животным избегать опасности

Во-первых, обоняние позволяет животным находить пищу и определять ее качество. Многие виды используют свое обоняние для обнаружения следов и запахов, которые указывают на наличие еды. Это особенно важно для хищников, которые должны быть способными отслеживать свою добычу. Кроме того, некоторые виды могут определять состояние пищи – свежую, гнилую или ядовитую – и избегать того, что может повредить их здоровью или даже убить их.

Во-вторых, обоняние помогает животным находить себе пару и размножаться. У многих видов обоняние играет важную роль в сексуальном отборе партнера. Они могут использовать запахи, чтобы определить половую зрелость и генетическую совместимость потенциального партнера. Это особенно важно для видов, которые размножаются сексуально и зависят от правильного выбора партнера для пропаганды своих генов.

Наконец, обоняние помогает животным избегать опасности и сохранять свою жизнь. Они могут использовать свою нюхательную способность для обнаружения запахов хищников или других опасностей и выбирать безопасные места для жизни и отдыха. Они также могут испускать запахи, чтобы предупредить других особей своего вида о возможной опасности.

Вид животного	Рабочие особенности обоняния
Собаки	Отличная обоняемость, способность детектировать наркотики, взрывчатые вещества и искать пропавших людей.
Кошки	Используют обоняние для обнаружения добычи и коммуникации с другими кошками.
Слон	Очень развитое обоняние, позволяющее им понимать сигналы социальной и сексуальной коммуникации.
Комары	Отличное обоняние, используется для поиска источников крови.

В итоге, рабочие особенности обоняния животных играют важную роль в их поведении и выживаемости. Они помогают им находить пищу, находить себе пару и избегать опасности. Понимание этих особенностей позволяет нам лучше понять животный мир и сохранить его многообразие и экосистемы, которые они населяют.

Есть ли у животных предпочтения в запахах, как у людей

Роль обоняния в некоторых формах поведения. Обоняние имеет исключительно большое значение в жизни животных многих таксономических групп. С помощью обоняния животные могут ориентироваться относительно некоторых физиологических состояний, которые присущи в данный момент другим членам группы. Например, испуг, волнение, степень насыщения, болезни сопровождаются у животных и человека изменением обычного запаха тела.

Особенно большое значение ольфакторная коммуникация имеет для процессов, связанных с размножением. У многих как позвоночных, так и беспозвоночных животных обнаружены специфические половые феромоны. Так, некоторые насекомые, рыбы, хвостатые амфибии имеют феромоны, стимулирующие развитие женских половых желез и вторичных половых признаков у самок. Феромоны самцов некоторых рыб ускоряют созревание самок, синхронизируя размножение популяции.

Термиты и близкие к ним муравьи наделены функциональной системой торможения развития самок и самцов. Пока рабочие муравьи слизывают нужные дозы гонофионов с брюшка яйцекладущей самки, новых самок в гнезде не будет. Ее гонофионы подавляют развитие яичников у рабочих муравьев. Но как только яйцекладущая самка погибает, сейчас же начинают плодоносить некоторые рабочие муравьи. В 1954 г. Батлер открыл, что челюстные железы матки пчел выделяют особое маточное вещество, которое она размазывает по телу, позволяя затем рабочим муравьям слизывать его. Главная его роль в том, чтобы подавлять развитие яичников у рабочих пчел. Но как только матка исчезает, а с ней и этот феромон, у многих рядовых членов семьи сразу же начинают развиваться яичники. Затем эти пчелы откладывают яйца, хоть они и не оплодотворены. То же происходит, когда маточного феромона не хватает на всех членов пчелиной семьи. Биологическая активность этого феромона столь высока, что рабочей пчеле достаточно лишь коснуться хоботком тела живой или мертвой матки, как наступает торможение развития яичников.

Как обоняние участвует в коммуникации между животными

Внешние изображения

Обонятельная система грызуна Легенда МОЕ — главный обонятельный эпителий, МОВ — главная обонятельная луковица, VNO — вомероназальный орган, АОВ — дополнительная обонятельная луковица, VA — вомероназальная миндалина, Н — гипоталамус, AON — переднее обонятельное ядро, РС — пириформная кора, ОТ — обонятельный бугорок, LA — латеральная часть кортикальной миндалины, ЕС — энторинальная кора, Gl — гломерулы, Pg — перигломерулярные клетки, М — митральные клетки, Gr — зернистые клетки, SAC — клетки с короткими аксонами.

Обоня́ние млекопита́ющих  — процесс восприятияприсутствия в воздухе, проявляющийся в формировании специфического ощущения (ощущение), анализа запаха и формирования субъективных, на основании которых животное реагирует на изменения, происходящие во. За данный процесс у млекопитающих несёт ответственность обонятельный анализатор , возникший ещё на раннем этапе эволюции

складывается из обнаружения пахучего вещества обонятельными, передачи обонятельной информации ви обработку её структурами. Она обеспечивает ряд: пищевых, половых, социальных, оборонительных, исследовательских.

У большинства млекопитающих обонятельный анализатор представлен двумя сенсорными системами; это — основная обонятельная система и дополнительная обонятельная система . Каждая из них включает три части: периферическую часть (органы обоняния), промежуточную часть (обеспечивает передачуи состоит из цепи) и центральную часть (обонятельные центры в). При этом основной орган обоняния представлен обонятельной областью  — ограниченным участком, а дополнительный орган обоняния —(иное название:), который представляет собой замкнутую полость, сообщающуюся с полостью рта.

, и играют в их жизни весьма важную роль. Способность к различениюмлекопитающие используют для ориентирования в пространстве, при поисках пищи, в рамках межвидовых и внутривидовых контактов. О важности обоняния для млекопитающих говорит и то, что наиболее обширноев ихобразуют как раз гены, кодирующие. Обоняние играет определённую роль и при питании млекопитающих: приятные запахи запускают секрециюи, а неприятные предупреждают о потенциальном вреде (например, неприятный запах испорченной пищи).

По степени развития обонятельной функции млекопитающих подразделяют на две группы: макросматов с исключительно острым обонянием (большинство млекопитающих) и микросматов с умеренно развитым обонянием (,,).

Различие между данными группами хорошо видно при сопоставлении степени развития обоняния уи. Если в носу человека имеется около 6 млн обонятельных клеток, то у собаки их — около 225 млн. Многие макросматы чувствуют запахи на расстоянии нескольких сот метров и способны находить пищевые объекты под землёй. Хорошо известна практика поиска растущих в лесу под землёйпри помощи специально обученных поисковыхи, которые способны учуять трюфели под землёй на расстоянии до 20 м.

Степень развития обоняния в целом коррелирует с числом, кодирующих различные типы функциональных белков обонятельных. У макросматов их обычно более 1000, у многих — около 500, у — всего 387 (около 1—2 %), у — 262. По-видимому, хуже всего развито обоняние у китообразных; у них же наиболее высок процентобонятельных рецепторов.

Может ли обоняние животных быть тренировано или усилено

Обоня́ние

Восприятие животными и человеком посредством соответстветствующих органов определённого свойства (запаха) химических соединений в окружающей среде. О. — один из видов хеморецепции, отличающийся тем, что пахучие вещества (ПВ) обычно присутствуют в низких концентрациях и, как правило, сами по себе не являются полезными или вредными для организма. Они служат лишь сигналами, указывающими на определённые предметы или события зо внешней среде. У наземных животных ПВ доставляются к обонятельным рецепторам (См. Рецепторы ) в виде паров в токе воздуха или путём диффузии. Для водных животных «пахучими» могут оказаться нелетучие вещества, лишённые в обычном смысле запаха (например, растворы некоторых аминокислот возбуждают обонятельные рецепторы рыб).

Роль О., как и уровень развития обоняния органов (См. Обоняния органы ), у разных видов животных сильно различается. Так, млекопитающих делят на макросматиков, у которых О. развито хорошо (к ним относится большинство видов), микросматиков с относительно слабым развитием О. (тюлени, усатые киты, приматы) и аносматиков, у которых типичные органы О. отсутствуют (зубатые киты) (см. рис. 1 ). О. служит животным для поиска и выбора пищи, выслеживания добычи, спасения от врага, для биоориентации (См. Биоориентация ) и биокоммуникации (мечение территории, отыскание и узнавание полового партнёра и т.д.; см. Общение животных ). Особую группу ПВ составляют Феромоны , которые выделяются животным обычно с помощью специальных желёз в окружающую среду и регулируют поведение представителей того же вида (всевозможные пахучие метки, привлекающие вещества — Аттрактанты , «вещества тревоги» и др.). Если у позвоночных обонятельные сигналы действуют, как правило, в сочетании с другими — зрительными, слуховыми, тактильными сигналами, то у насекомых феромон может играть роль единственного «ключевого стимула», полностью определяющего их поведение.