Вчені створили точну модель нюхових структур домашньої кішки, що включає в себе безліч щільно прилеглих один до одного звивистих трубочок. Виявилося, потік повітря в них дозволяє ефективно розділяти і аналізувати пахучі речовини, так що ніс кішок працює за принципом газового хроматографа і навіть може допомогти поліпшити цей прилад.
Нюх відіграє величезну роль у житті ссавців. З його допомогою вони вистежують здобич, ховаються від хижаків, знаходять собі партнерів для спарювання і в цілому орієнтуються в просторі. Це стосується і домашніх улюбленців – кішок і собак, які значно краще розрізняють запахи, ніж їх господарі.
При цьому ми як і раніше набагато більше знаємо про зір і слух, ніж про досить складно влаштований нюху, як і його ролі в житті людини і тварин.
Автори нової статті в PLoS Computational Biology вирішили з’ясувати, в чому секрет чутливості носа домашньої кішки. Раніше вони вивчили будову нюхових структур у щура і людини, а тепер взялися за питання складніше. Для того, щоб створити точну 3D-модель органу, вони використовували дані мікрокомп’ютерної томографії високого розрішення і серії гістологічних зрізів.
Далі вчені “пустили” потік повітря в моделі котячого носа за допомогою комп’ютера. Виявилося, що структури, які пропускають повітря в носі кішки влаштовані дуже хитромудро. Це безліч щільно упакованих вигнутих кісткових трубочок, завдяки яким повітря, що входить в ніс розділяється на два потоки.
Один проходить вище і безпосередньо надходить до чутливих клітин нюхового епітелію. Це забезпечує отримання швидкого сигналу про запахи. Другий потік повітря спершу проходить підготовку: очищається від домішок і зволожується, і лише потім надходить далі.
Але найдивовижніше – рециркуляція повітря в котячій голові. Після прямого перенесення до нюхових клітин потік повітря як би повертається назад, після чого відбувається його більш тривалий і грунтовний аналіз.
В цілому це нагадує пристрій приладу, використовуваного в аналітичній хімії, — газового хроматографа. Його застосовують для поділу і хімічного аналізу речовин, які можуть переходити в газоподібну фазу без руйнування. Подібну конструкцію має, наприклад, і надзвичайно довгий ніс крокодилів — проте кішки явно виграють у них в компактності.
За оцінками авторів, будова носа кішки в 100 разів ефективніше для аналізу запахів, ніж прямий «воздуховід», як у земноводних. Вчені вважають, що сучасні газові хроматографи можна вдосконалити, надихаючись «винаходом», яким еволюція забезпечила кішок.