狗狗嗅觉怎么样?
人类与狗的嗅觉能力有着巨大的差异,但是两者都是通过类似的方式感知气味分子的:它们把嗅到的分子“分解”成更小的分子片段——这就是所谓的嗅基或嗅位(olfactory stem molecules or olfactory core);然后这些碎片被传送到大脑中专门处理气味的区域。 人类的嗅球大约由350-400万个神经元组成,而狗的只有12000个。这导致了人脑和狗脑对不同气味的反应有所不同,但也使人们能够区分出成千上万的不同的气味。
在《神经科学》(Neuroscience)杂志上刊登的一篇研究报告表明,狗可以通过分辨数百种不同的信息素来检测犯罪嫌疑人的踪迹。这篇报告是由德国马普研究所、慕尼黑大学和汉堡-埃彭多夫大学的几名研究人员共同发表的。他们的研究对象是一匹名叫Schnipper的德国牧羊犬,它曾跟随德国联邦警察工作多年,并于2016年退休。 科学家们使用了一种被称为“信息素免疫印迹法”(osteoarthritis immunoblotting)的技术来分析Schnipper的鼻子所识别出的信息素的种类。他们首先将来自嫌疑人鞋子的样本放置在玻璃片上,然后将带有微量样品的空气滴入装有液体的试管中,再把这些液体送入Schnipper的鼻腔内以激发其嗅觉反应。接着,研究人员通过免疫印记法确定那些引起Schnipper鼻黏膜细胞反应的信息素。
结果表明,Schnipper能够检测到超过25种不同的信息素。其中一些是通常存在于汗液中的化学物质,而另外一些则是一种叫做棕榈酸酯(palmitate)的脂肪酸,这种物质只可能存在于人类的鞋底。研究人员认为,Schnipper能根据这些信息素追踪犯罪嫌疑人在街上留下的痕迹。这一发现也证明了狗具有高度发达的化学感应能力,并可能有助于开发新的追踪手段。
事实上,早在20世纪70年代中期,科学家就已经知道狗可以识别几千种不同的气味。不过,当时的研究主要集中在比较狗的嗅觉能力与人和老鼠之间的差异上。但直到最近才有一些研究表明了狗的嗅觉如何超越其他哺乳动物甚至人类自身的能力水平。
为了了解狗是如何做到这一点以及它们的嗅觉系统有何不同之处,美国加州大学伯克利分校的研究人员研究了狗和其他动物的大脑是如何处理信息的。他们在2019年发表的一份报告中写道: “我们发现,狗不仅比人拥有更多的嗅觉神经元,而且它们的嗅觉中枢也比人小得多……狗的嗅觉皮层也更有可能分布在大脑的一侧,而不是分散在整个大脑的两侧。因此,相比于人而言,狗的嗅觉中心离感官输入的源更为接近。狗的嗅觉皮层似乎也受到了更多的视觉刺激的影响……”
这份报告指出,狗的嗅觉皮层可能受到的视觉刺激的强度是人嗅觉皮层的四倍左右。这一发现为解释为什么狗的嗅觉能力如此强大提供了重要线索。目前尚不清楚的是,这是否是由于狗的嗅觉皮层更大还是由于它与眼睛之间的接触更频繁所致。无论如何,这项研究都表明狗的嗅觉确实比人所拥有的更出色。它还为我们揭示了人与其他哺乳动物的差距所在。