Non hanno naso, i figli caduti di Eva; anche l’odore delle rose non è quello che suppongono; ma più di quanto la mente riveli e più di quanto gli uomini credano. -da “La canzone del Quoodle”, G.K. Chesterton Il mio cane Jones faceva la cosa più curiosa ogni volta che il mio amico Burk veniva a casa mia. Jones era un bastardino del canile, quindi prima che lo adottassimo poteva aver preso qualche abitudine sgradevole. Ma si avvicinava a Burk, si strofinava contro di lui e cominciava ad alzare la gamba su di lui.
Jones, un mix levriero-laboratorio nero che, benedetto il suo grande cuore, è morto all’età di 15 anni qualche anno fa, non ha mai fatto così con nessun altro visitatore. Burk non puzzava o indossava abiti puzzolenti, e non si inimicava o provocava Jones in altro modo. Burk aveva un cane suo, un coonhound redbone di nome Hattie, ma altri visitatori avevano cani. In breve, non avrebbe dovuto distinguersi in alcun modo dagli altri. Ma per Jones, Burk era come un muro fresco per un artista di graffiti.
Perché? Per me, il comportamento di Jones – che anche un esperto di riconoscimento canino ha riconosciuto essere insolito – riassume il mistero che è l’olfatto dei cani. Cosa c’è dietro questa loro sorprendente capacità, che rende il mondo non visivo come per noi, ma riccamente odoroso? Come differiscono i loro nasi dai nostri, e cosa fa il loro cervello in modo diverso? Infine, c’è una risposta al perché Jones ha cercato di pisciare su Burk ogni volta che ha messo piede nel mio posto?
Il senso dell’olfatto dei cani supera il nostro per ordini di grandezza – è da 10.000 a 100.000 volte più acuto, dicono gli scienziati. “Supponiamo che siano solo 10.000 volte meglio”, dice James Walker, ex direttore del Sensory Research Institute della Florida State University, che, con diversi colleghi, è arrivato a questa stima sbalorditiva durante uno studio rigorosamente progettato e spesso citato. “Se si fa l’analogia con la vista, quello che io e voi possiamo vedere a un terzo di miglio, un cane potrebbe vedere più di 3.000 miglia di distanza e vedere ancora altrettanto bene.”
Figura 1: Quando un cane respira, l’aria si separa in percorsi distinti, uno (rosso) che scorre nell’area olfattiva e l’altro (blu) che passa attraverso la faringe (nero) fino ai polmoni.
Detto altrimenti, i cani possono rilevare alcuni odori in parti per trilione. Cosa significa questo in termini che potremmo capire? Bene, nel suo libro Inside of a Dog, Alexandra Horowitz, una ricercatrice di cognizione canina al Barnard College, scrive che mentre noi potremmo notare se al nostro caffè è stato aggiunto un cucchiaino di zucchero, un cane potrebbe rilevare un cucchiaino di zucchero in un milione di galloni d’acqua, o due piscine di dimensioni olimpiche. Un altro scienziato cinofilo ha paragonato la loro abilità a quella di catturare una mela marcia in due milioni di barili.
“Trovo davvero sorprendente che siano in grado di rilevare discriminazioni di odori così minuscole.”
Gli esperti hanno riportato incredibili storie vere sull’acutezza del senso dell’olfatto dei cani. C’è il cane antidroga che ha “trovato” un contenitore di plastica con 35 libbre di marijuana immerso nella benzina in un serbatoio di benzina. C’è il labrador nero randagio dalle strade di Seattle che può rilevare gli escrementi di orca galleggianti fino a un miglio di distanza attraverso le acque agitate di Puget Sound. C’è il cane che fiuta il cancro che ha “insistito” sul melanoma in un punto della pelle di un paziente che i medici avevano già dichiarato senza cancro; una biopsia successiva ha confermato il melanoma in una piccola frazione delle cellule. E così via.
Supporto fornito daLearn More
Un naso per gli odori
Cosa hanno i cani che noi non abbiamo? Per prima cosa, possiedono fino a 300 milioni di recettori olfattivi nel loro naso, rispetto a circa sei milioni in noi. E la parte del cervello di un cane dedicata all’analisi degli odori è, in proporzione, 40 volte più grande della nostra.
Il naso dei cani funziona anche in modo diverso dal nostro. Quando inspiriamo, odoriamo e respiriamo attraverso le stesse vie respiratorie del nostro naso. Quando i cani inalano, una piega di tessuto appena dentro la loro narice aiuta a separare queste due funzioni. “Abbiamo scoperto che quando il flusso d’aria entra nel naso si divide in due diversi percorsi di flusso, uno per l’olfatto e uno per la respirazione”, dice Brent Craven, un bioingegnere della Pennsylvania State University che ha modellato il flusso d’aria e il trasporto degli odori usando scansioni MRI ad alta risoluzione del naso di un cadavere da laboratorio (vedi Figura 1). Craven e colleghi stanno lavorando all’ingegneria inversa del naso canino, in parte per aiutare nella progettazione di “nasi” artificiali che possano fiutare gli odori così bene come il migliore amico dell’uomo.
Figura 2: Nella parte posteriore del naso di un cane si trova la regione olfattiva (giallo-marrone), con i suoi tessuti a spirale irti di recettori di odori. Le regioni respiratorie appaiono in rosa.
In noi umani, il senso dell’olfatto è relegato ad una piccola regione sul tetto della nostra cavità nasale, lungo il percorso principale del flusso d’aria. Quindi l’aria che odoriamo entra ed esce con l’aria che respiriamo. Nei cani, circa il 12 per cento dell’aria ispirata, il team di Craven ha trovato, devia in una zona incassata nella parte posteriore del naso che è dedicata all’olfatto, mentre il resto dell’aria in arrivo spazza passato quell’angolo e scompare giù attraverso la faringe ai polmoni. All’interno dell’area incassata, l’aria carica di odori filtra attraverso un labirinto di strutture ossee a spirale chiamate turbinati (vedi Figura 2). Come i fanoni di una balena che setacciano il krill, i turbinati setacciano le molecole di odore in base alle diverse proprietà chimiche. I recettori olfattivi all’interno del tessuto che riveste i turbinati, a loro volta, “riconoscono” queste molecole odorose in base alla loro forma e inviano segnali elettrici al cervello per l’analisi.
Strategia di uscita
Quando espiriamo attraverso il naso, mandiamo l’aria esausta fuori nel modo in cui è entrata, spingendo fuori qualsiasi odore in arrivo. Quando i cani espirano, l’aria esausta esce attraverso le fessure ai lati del loro naso. Il modo in cui l’aria espirata vortica fuori aiuta effettivamente a portare nuovi odori nel naso del cane. Ancora più importante, permette ai cani di annusare più o meno continuamente. In uno studio fatto all’Università di Oslo in Norvegia, un cane da caccia che teneva la testa alta nel vento mentre cercava della selvaggina ha annusato un flusso d’aria continuo fino a 40 secondi, per almeno 30 cicli respiratori.
“È davvero un grande problema come diavolo fanno i cani.”
Noi non possiamo muovere le nostre narici in modo indipendente. I cani sì. Questo, insieme al fatto che la cosiddetta portata aerodinamica di ciascuna delle loro narici è più piccola della distanza tra le narici (vedi Figura 3), li aiuta a determinare in quale narice arriva un odore. Questo li aiuta a localizzare la fonte degli odori – tutti abbiamo visto i cani su un odore interessante tessere avanti e indietro attraverso la sua traccia invisibile.
Un secondo sistema olfattivo
Oltre a tutto questo, i cani hanno una seconda capacità olfattiva che noi non abbiamo, resa possibile da un organo che non possediamo: l’organo vomeronasale, noto anche come organo di Jacobson. Situato nella parte inferiore del passaggio nasale di un cane, l’organo di Jacobson raccoglie i feromoni, le sostanze chimiche uniche per ogni specie animale che pubblicizzano la disponibilità all’accoppiamento e altri dettagli legati al sesso.
Figura 3: Quando un cane respira (all’estrema sinistra), può dire in quale narice arriva un odore perché la “portata aerodinamica” di ogni narice (blu) è così piccola. Quando un cane espira (vicino a sinistra), l’aria espirata esce dalle fessure laterali in modo tale da aumentare il campionamento di nuovi odori.
Le molecole di feromone che l’organo rileva – e la loro analisi da parte del cervello – non si confondono con le molecole di odore o la loro analisi, perché l’organo ha i propri nervi che portano a una parte del cervello dedicata interamente all’interpretazione dei suoi segnali. È come se l’organo di Jacobson avesse un proprio server dedicato.
Maestri di tracciamento
Se le capacità olfattive di base dei cani ci stupiscono, quello che riescono a fare con queste capacità è davvero stupefacente.
Prendiamo il tracciamento, per esempio. Deborah Wells e Peter Hepper del Centro di Comportamento Animale della Queen’s University Belfast, in Irlanda del Nord, hanno dimostrato in uno studio che i cani portati perpendicolarmente a un sentiero recentemente percorso da una persona potevano determinare la direzione presa da quella persona a partire da soli cinque passi. In altre parole, il primo passo nella direzione in cui la persona ha camminato ha un po’ meno odore dei passi successivi, perché le sue molecole di odore hanno cominciato a diffondersi nell’aria. “Trovo davvero sorprendente, una sorta di sbalorditivo, che sono in grado di rilevare tali discriminazioni di odore minuto,” dice Horowitz.
Ricevere e-mail sui prossimi programmi NOVA e contenuti correlati, così come segnalato su eventi attuali attraverso una lente di scienza.
I cani da tracciamento profumo prendere tale tracciamento all’estremo, abitualmente realizzando notevoli imprese in ambienti sconosciuti e sulle tracce di persone sconosciute come persone scomparse. “È davvero un grande problema su come diamine fanno i cani, cioè come fanno a tracciare un cosiddetto gradiente”, dice Walker. “Sono in grado di arrivare a un punto di diramazione nel bosco e dire: ‘Ok, penso che la piccola Sally abbia corso in questa direzione. È successo qualcosa e devo prendere una decisione”. Questo è piuttosto sorprendente se ci pensi da un punto di vista ingegneristico, perché gli odori della piccola Sally non sono l’unica cosa lì. C’è il vento che cambia, l’umidità che cambia. Ci sono altri odori – un cervo ha defecato qui, e qui c’è dell’urina di un coniglio. E in qualche modo il cane è in grado di dire, ‘Sì, ma mi sto concentrando sulla piccola Sally'”
Mentre si muove sul terreno, le gigantesche orecchie a sventola del segugio aiutano a far arrivare gli odori al suo naso, uno dei motivi per cui la razza è la superstar della ricerca degli odori.
Questi misteri sono il pepe per i ricercatori sui cani. In uno studio del 2003, per esempio, Wells e Hepper hanno scoperto che i cani condotti perpendicolarmente a un sentiero tracciato dall’uomo un’ora dopo che il sentiero era stato percorso, identificavano la direzione corretta di quei sentieri che erano stati tracciati da sinistra a destra più frequentemente di quelli tracciati da destra a sinistra.
“Il cane ti ha distinto.”
“Questo è un risultato interessante, e non sono troppo sicuro di cosa stia succedendo qui”, mi ha detto Wells in una e-mail. “E’ possibile che sia legato al bias laterale – sappiamo che i cani mostrano forti preferenze motorie, con i cani maschi che usano le loro zampe sinistre più delle femmine, che, al contrario, tendono ad usare di più le loro zampe destre”. Alcuni studi su altre specie mostrano che i pregiudizi laterali possono estendersi al sistema olfattivo, dice, e ulteriori ricerche sono in ordine con i cani.
Un uomo segnato
E che dire di Jones e del mio amico Burk? Quando ho raccontato alla Horowitz del comportamento del mio cane – che ha sempre preso me e Burk ugualmente alla sprovvista – e le ho chiesto perché Jones potesse averlo fatto, si è messa a ridere e ha detto: “Non posso dirtelo. Ci sono alcuni posti dove la mia scienza non va”. Poteva teorizzare, disse: I cani marcano con l’urina nei posti che pensano che molti altri cani annuseranno, o forse perché c’è qualcosa di desiderabile o interessante in quel posto. Forse Burk aveva già un odore piuttosto fragrante di qualcos’altro, si offrì.
A prescindere dal perché, dissi, Burk avrebbe dovuto sentirsi onorato da tale trattamento, giusto? Horowitz rise di nuovo. “Di certo non avrebbe dovuto considerarlo un insulto”, disse. “Il cane si è distinto”.
