Dogs' Dazzling Sense of Smell

De har inga näsor,
Eves fallna söner;
Även lukten av rosor
är inte vad de tror;
Men det är mer än vad hjärnan avslöjar
och mer än vad människor tror.
– ur ”The Song of the Quoodle”, G.K. Chesterton
Min hund Jones brukade göra en mycket märklig sak när min vän Burk besökte mitt hus. Jones var en mutt från djurhemmet, så innan vi adopterade honom hade han kanske fått med sig några obehagliga vanor. Men han smög sig fram till Burk, gnuggade sig mot honom och började lyfta benet på honom.

Jones, en greyhound-svart labb-mix som, välsignat hans stora hjärta, gick bort vid 15 års ålder för några år sedan, gjorde aldrig det med någon annan besökare. Burk luktade inte och bar inte stinkande kläder, och han antagoniserade eller provocerade inte Jones på något annat sätt. Burk hade en egen hund, en rödbenig coonhound som hette Hattie, men andra besökare hade hundar. Kort sagt borde han inte ha utmärkt sig på något sätt från någon annan. Men för Jones var Burk som en ny vägg för en graffitikonstnär.

Varför? För mig är Jones beteende – som till och med en expert på hundkognition erkände att det var ovanligt – ett exempel på det mysterium som hundens luktsinne utgör. Vad ligger bakom deras häpnadsväckande förmåga, en förmåga som gör att världen inte är en visuell värld som den är för oss, utan en rikligt luktfylld värld? Hur skiljer sig deras näsor från våra, och vad gör deras hjärnor annorlunda? Finns det slutligen ett svar på varför Jones försökte kissa på Burk varje gång han satte sin fot hos mig?

Olympiska sniffare

Hundens luktsinne överträffar vårt eget med flera storleksordningar – det är 10 000 till 100 000 gånger så skarpt, säger forskare. ”Låt oss anta att de bara är 10 000 gånger bättre”, säger James Walker, tidigare chef för Sensory Research Institute vid Florida State University, som tillsammans med flera kollegor kom fram till denna häpnadsväckande uppskattning under en rigoröst utformad och ofta citerad studie. ”Om man gör en analogi med synen, vad du och jag kan se på en tredjedels mils avstånd, skulle en hund kunna se mer än 3 000 mils avstånd och fortfarande se lika bra.”

Som ett annat sätt att uttrycka sig kan hundar känna av vissa lukter i delar per biljon. Vad betyder det i termer som vi kanske förstår? I sin bok Inside of a Dog skriver Alexandra Horowitz, en hundkognitionsforskare vid Barnard College, att medan vi kanske märker om vårt kaffe har fått en tesked socker tillsatt, kan en hund upptäcka en tesked socker i en miljon liter vatten, eller två bassänger av olympisk storlek. En annan hundforskare jämförde deras förmåga med att fånga en doft av ett ruttet äpple i två miljoner tunnor.

Experter har rapporterat otroliga sanna historier om hur skarpt hundars luktsinne är. Det finns den narkotikasökande hunden som ”hittade” en plastbehållare packad med 35 pund marijuana nedsänkt i bensin i en bensintank. Det finns en svart labbhund från Seattles gator som kan upptäcka flytande orcakött från upp till en mils avstånd i Puget Sunds ojämna vatten. Det finns också en hund som ”insisterade” på melanom i en fläck på en patients hud som läkarna redan hade förklarat cancerfri; en efterföljande biopsi bekräftade melanom i en liten del av cellerna. Och så vidare.

Support Provided ByLär dig mer

En näsa för lukter

Vad har hundar som vi inte har? För det första har de upp till 300 miljoner luktreceptorer i näsan, jämfört med cirka sex miljoner hos oss. Och den del av en hunds hjärna som ägnas åt att analysera lukter är proportionellt sett 40 gånger större än vår.

Hundens näsor fungerar också helt annorlunda än våra egna. När vi andas in luktar och andas vi genom samma luftvägar i vår näsa. När hundar andas in hjälper ett veck av vävnad precis innanför näsborren till att separera dessa två funktioner. ”Vi fann att när luftflödet kommer in i näsan delas det upp i två olika flödesvägar, en för lukt och en för andning”, säger Brent Craven, bioingenjör vid Pennsylvania State University, som har modellerat luftflödet och lukttransporten med hjälp av högupplösta MRT-skanningar av en labbkadavers näsa (se figur 1). Craven och hans kollegor arbetar med att göra en omvänd ingenjörskonstruktion av hundnäsan, delvis för att bidra till utformningen av konstgjorda ”näsor” som kan känna lukter lika bra som människans bästa vän.

I oss människor är luktsinnet hänvisat till ett litet område på taket av näshålan, längs den huvudsakliga luftflödesvägen. Så luften vi känner lukten går bara in och ut med luften vi andas. Hos hundar går omkring 12 procent av den inspirerade luften, enligt Cravens forskargrupp, via en omväg in i ett fördjupat område på baksidan av näsan som är avsett för luktsinnet, medan resten av den inkommande luften sveper förbi detta område och försvinner ner genom svalget till lungorna. I det fördjupade området filtreras den luktfyllda luften genom en labyrint av rullliknande benstrukturer som kallas turbinat (se figur 2). Precis som valens skalle som sållar ut krill så silar turbinaten ut luktmolekyler på grundval av olika kemiska egenskaper. Olfaktoriska receptorer i vävnaden som omger turbinaten ”känner igen” i sin tur dessa luktmolekyler utifrån deras form och skickar elektriska signaler till hjärnan för analys.

Exitstrategi

När vi andas ut genom näsan skickar vi ut den förbrukade luften på samma sätt som den kom in, vilket tvingar ut eventuella inkommande lukter. När hundar andas ut går den förbrukade luften ut genom slitsarna i sidorna av deras näsor. Det sätt på vilket den utandade luften virvlar ut hjälper faktiskt till att föra in nya lukter i hundens näsa. Ännu viktigare är att det gör det möjligt för hundar att sniffa mer eller mindre kontinuerligt. I en studie gjord vid universitetet i Oslo i Norge sniffade en jakthund som höll huvudet högt i vinden när den var på jakt efter vilt i en kontinuerlig luftström i upp till 40 sekunder, vilket sträckte sig över minst 30 andningscykler.

Vi kan inte vifta med våra näsborrar självständigt. Hundar kan det. Detta, tillsammans med det faktum att den så kallade aerodynamiska räckvidden för vart och ett av deras näsborrar är mindre än avståndet mellan näsborrarna (se figur 3), hjälper dem att avgöra i vilken näsborre en lukt kom in. Detta hjälper dem att lokalisera källan till lukter – vi har alla sett hundar på en intressant doft väva fram och tillbaka över dess osynliga spår.

Ett andra luktsystem

Ovanpå allt detta har hundar en andra luktsinnesförmåga som vi inte har, vilket möjliggörs av ett organ som vi inte har: det vomeronasala organet, även känt som Jacobsons organ. Jacobsons organ ligger i botten av en hunds näsgång och fångar upp feromoner, de kemikalier som är unika för varje djurart och som annonserar parningsberedskap och andra könsrelaterade detaljer.

Feromonmolekylerna som organet upptäcker – och deras analys av hjärnan – blandas inte ihop med luktmolekylerna eller analysen av dem, eftersom organet har egna nerver som leder till en del av hjärnan som helt och hållet ägnas åt att tolka dess signaler. Det är som om Jacobsons organ hade en egen dedikerad datorserver.

Spårningsmästare

Om hundens grundläggande luktförmåga förvånar oss, så är det verkligen häpnadsväckande vad de lyckas åstadkomma med dessa förmågor.

Tag spårning, till exempel. Deborah Wells och Peter Hepper från Animal Behaviour Centre vid Queen’s University Belfast i Nordirland visade i en studie att hundar som fördes in i rät vinkel på ett spår som nyligen gått av en person kunde avgöra i vilken riktning personen gick från så få som fem steg. Med andra ord luktar det första steget i den riktning personen gått lite mindre än de följande stegen, eftersom luktmolekylerna har börjat sprida sig i luften. ”Det är verkligen häpnadsväckande, lite häpnadsväckande, att de kan upptäcka så små luktskillnader”, säger Horowitz.

Få e-postmeddelanden om kommande NOVA-program och relaterat innehåll, samt reportage om aktuella händelser genom en vetenskaplig lins.

Doftenspårande hundar driver sådan spårning till det yttersta, och utför rutinmässigt anmärkningsvärda prestationer i obekanta miljöer och på spåren efter obekanta personer, t.ex. försvunna personer. ”Det är en riktigt stor fråga om hur i helvete hundar gör det, det vill säga hur de spårar en så kallad gradient”, säger Walker. ”De kan komma till en grenpunkt i skogen och säga: ’Okej, jag tror att lilla Sally sprang den här vägen. Något hände och jag måste fatta ett beslut. Det är ganska häpnadsväckande om man tänker på det ur teknisk synvinkel, eftersom lilla Sallys lukt inte är det enda som finns där. Vinden och luftfuktigheten förändras. Det finns andra lukter – en hjort har bajsat här borta, och här borta finns urin från en kanin. Och på något sätt kan hunden säga: ”Ja, men jag fokuserar på lilla Sally.”

Öppna frågor

Dessa mysterier är kryddan för hundforskare. I en studie från 2003 fann Wells och Hepper till exempel att hundar som leddes i rät vinkel mot ett mänskligt utlagt spår en timme efter det att stigen gått identifierade den korrekta riktningen på de spår som lagts från vänster till höger oftare än de som lagts från höger till vänster.