猫鼻子内有扭曲的迷宫,帮助它们分离气味

科学家推测,猫鼻子内的盘绕通道可能像气体色谱仪一样工作

A close-up of a cat with its eyes closed.

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说到敏锐的嗅觉,狗狗总是备受赞誉。但猫也拥有相当发达的嗅觉——一项新的研究或许可以解释它是如何运作的。

研究人员根据计算机断层扫描和来自已故家猫的组织切片创建了猫鼻子的计算模型,这只家猫的遗体被捐赠用于研究。当猫吸气时,气流被分流成两个不同的流,分别用于呼吸和嗅闻。该模型显示,动物的鼻腔通道随后将嗅闻气流引导通过由紧密盘绕、布满传感器的通道(称为鼻甲)组成的广泛网络。科学家们推测,这种结构可能像气体色谱仪一样工作——气体色谱仪是一种精密的化学装置,可根据不同化合物的溶解度来分离它们。在鼻粘液中不易溶解的气味比更容易溶解的气味传播得更远,因此会与更远的气味受体结合。

俄亥俄州立大学耳鼻喉科生物工程师、该研究的资深作者赵凯说:“我们知道动物——包括猫——利用嗅觉来探测食物、感知危险以及进行亲属识别。”赵指出,研究人员记录的盘绕结构比两栖动物和某些哺乳动物鼻子中的直通道效率高100多倍,并且可以在有限的头部空间内容纳更多的气味受体。该研究于周四发表在《PLOS 计算生物学》杂志上,部分由宠物食品制造商玛氏宠物护理英国公司资助。


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卡塔尔 Sidra Medicine 的气味神经科学家路易斯·萨拉瓦(Luis Saraiva)说:“他们展示的是,与其他哺乳动物物种相比,猫的鼻甲结构似乎非常复杂。”他没有参与这项研究。他补充说,最令人惊讶的部分是,与老鼠或人类相比,猫“有更多的鼻甲”。

气体色谱仪类比并非首次用于鼻腔解剖学。这个想法最初是在 1960 年代提出的,但大多数探索它的研究都是在两栖动物中进行的,它们的鼻腔结构要简单得多。之前的研究表明,包括狗、老鼠和短尾猫在内的其他嗅觉灵敏的动物也具有带有盘绕鼻甲的鼻子,但这篇新论文是第一个研究家猫的排列并将气体色谱仪类比扩展到哺乳动物的论文。

猫的鼻腔敏感性也可能解释了为什么它们在闻到 неприятных 气味时会做出标志性的“臭脸”。萨拉瓦推测,就像人类闻到变质的牛奶一样,它们可能是试图关闭鼻腔通道,以避免过度吸入气味。

巴雷尔骨科医学院的生理学家汤姆·艾廷说:“下一步是尝试将这样的计算研究与动物的真实生理学研究联系起来。”他研究过蝙蝠的嗅觉,但没有参与这篇新论文。他说,最终,研究人员希望绘制出各种气味的溶解度与猫鼻子中特定气味受体的位置之间的关系。

动物鼻腔结构的复杂性突显了它们嗅觉的复杂程度。但不要指望它们很快就会取代狗成为炸弹嗅探犬。赵说:“猫很难训练。”

Tanya Lewis 是《大众科学》负责健康和医学的高级编辑。她为网站和印刷杂志撰写和编辑关于从 COVID 到器官移植等主题的文章。她还出现在《大众科学》的播客《Science, Quickly》中,并撰写《大众科学》的每周健康与生物学新闻通讯。她在《大众科学》的八年中曾担任多个职位,包括健康编辑、助理新闻编辑和《大众科学 Mind》的副编辑。此前,她曾为包括《Insider》、《Wired》、《Science News》等媒体撰稿。她拥有布朗大学生物医学工程学位和加州大学圣克鲁兹分校科学传播学位。在 Bluesky 上关注她 @tanyalewis.bsky.social

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