Infravörös-érzékelés a kutya orrában

Infravörös-érzékelés a kutya orrában

Az ELTE Etológia Tanszék és a svédországi Lund Egyetem kutatói egy közösen végzett kísérletsorozatban azt fedezték fel, hogy a kutyák orrtükre (a szőrtelen, nedves bőrfelület az orruk hegyén) érzékeli az infravörös sugárzást. Kimutatták, hogy a kutyák képesek melegvérű állatok testhőjének érzékelésére olyan távolságból, mely akár vadászat közben is hasznos lehet. A kutatók ezt két különböző kísérletben demonstrálták: az egyikben arra tanítottak kutyákat, hogy két távoli tárgy közül a melegebbet válasszák, míg egy másik, funkcionális mágneses rezonanciás képalkotásos (fMRI) vizsgálatban kimutatták, hogy a kutyák agyának mely része mutat fokozott aktivitást sugárzó hő hatására. Az új érzékszerv felfedezése segíthet megérteni, hogyan érzékelik a ragadozók a zsákmányukat olyankor, amikor a látásukra, hallásukra és szaglásukra nem hagyatkozhatnak. A kutatás a Nature lapcsalád Scientific Reports folyóiratában jelent meg.

 A legtöbb emlős orrhegyén jellegzetes szerkezetű és megjelenésű bőrfelület van, amit orrtükörnek (rhinarium) hívunk. Az emlős orrtükör egy különös tulajdonsága, hogy ragadozóknál éber állapotban a hőmérséklete jelentősen alacsonyabb, mint más emlősöknél. Az alacsony hőmérséklet általában nem kedvez a különböző típusú érzékszervek működésének, egy ismert kivétel van: a gödörkésarcú viperák (Crotalinae) pontosabban csapnak le áldozatukra, ha az infravörös sugárzást érzékelő szerveik hidegebbek. Ezen megfigyelések adták a tanulmány alapötletét, miszerint a kutyák jól ismert ’hideg’, nedves orra is képes lehet infravörös sugárzás érzékelésére, hiszen a kutya legközelebbi vad rokona, a farkas (Canis lupus) is elsősorban nagytestű, melegvérű állatokra vadászik, így előnyös lehetne, ha a prédaállatok sugárzó testhőjét érzékelni tudná.

Az ötlet teszteléséhez két különböző kísérletet terveztek a kutatók. A svédországi Lund Egyetemen arra tanítottak kutyákat, hogy két távolban lévő tárgy közül kiválasszák a melegebbet (kb. 31 °C, míg a másik szobahőmérsékletű volt) úgy, hogy a két tárgy sem szagában, sem vizuális megjelenésében nem különbözött egymástól, így az állatok csak a tárgyak által kibocsátott infravörös sugárzás alapján tudtak különbséget tenni köztük. A kísérletben részt vevő kutyák mind sikeresen teljesítették a feladatot, ráadásul a melegebb tárgyat sikerült olyan távolságból kiválasztaniuk, mely alátámasztja, hogy az érzékszerv egy vadászó állat számára hasznos információt szolgáltathat.

Egy másik kísérletben az ELTE Etológia Tanszék kutatói egy olyan funkcionális MRI kísérletet végeztek, melyben két, különböző hőmérsékletű tárgyat helyeztek a kutyák orra elé egy távolságra, és azt figyelték, hogy van-e olyan agyterület, mely fokozottabb aktivitást mutat a melegebb, mint a hidegebb (szobahőmérsékletű) tárgyra. Az eredmények azt mutatták, hogy az érzőrendszer egyik agykérgi területe, a bal agyfélteke szomatoszenzoros asszociációs kérgének egy olyan része, mely elsősorban az orr tájékáról fogad bejövő ingereket, nagyobb aktivitást mutat, ha a kutyák elé a melegebb tárgyat helyezik, mint ha a hidegebbet.

„A két kísérlet eredménye azt mutatja, hogy a kutyák valóban képesek emlősállatok sugárzó testhőjének érzékelésére, sőt az ingerre képesek irányított viselkedési választ adni, azaz detektálni a jel forrását” – mondja a tanulmány első szerzője, Bálint Anna, aki posztdoktor kutató az ELTE Etológia Tanszékén. „Mivel az újonnan felfedezett érzékszerv pontos működési mechanizmusa nem ismert, elképzelhető, hogy eddig nem dokumentált molekuláris folyamatok állnak az érzékelés hátterében” – teszi hozzá Bálint.

„A kutyafélék sugárzó hőt érzékelő képessége ezidáig teljesen ismeretlen volt.” – mondja a tanulmány vezető kutatója, Ronald H.H. Kröger, aki a lund-i egyetem professzora. „Könnyen elképzelhető, hogy más ragadozók is rendelkeznek ezzel az érzékelési képességgel, és ez más megvilágításba helyezheti a ragadozók és zsákmányállatok interakcióit, szükségessé téve mindkét csoport ökológiájának és viselkedési stratégiáinak újraértelmezését. Mivel a kutya az egyik legelterjedtebb háziállatunk, és mind tudományos körökben, mind hobbi szinten nagy érdeklődésre tart számot a viselkedésük és képességeik, azt reméljük, hogy további kísérletek sorozatával hamarosan fényt deríthetünk az újonnan felfedezett érzékszerv működésének részleteire” – folytatja Kröger.

A tanulmány, amely az Agria/SKK Kutatási Alap, az Olle Engkvist Byggmästare Alapítvány, a Magyar Tudományos Akadémia, az Emberi Erőforrások Minisztériuma és a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal támogatásával készült, a Scientific Reports című tudományos folyóiratban jelent meg ’Dogs can sense weak thermal radiation’ címmel.

A kutatást bemutató videóabsztrakt linkje:

A videoabsztrakt angolul: https://youtu.be/gmDp_AaTFcM

Link a cikkhez: www.nature.com/articles/s41598-020-60439-y