Les scientifiques ont exploré comment les chats peuvent localiser la nourriture, les alliés et les ennemis. Cette recherche a été publiée dans PLoS Computational Biology.
Un réseau complexe de structures de voies respiratoires osseuses étroitement enroulées est à blâmer, selon la première enquête complète sur les voies respiratoires nasales d’un chat domestique. Afin de simuler la façon dont l’air contenant des arômes typiques de nourriture pour chat passe à travers les structures enroulées lors de l’inhalation, les chercheurs ont construit un modèle informatique 3D du nez d’un chat. Ils ont constaté que l’air est divisé en deux flux, dont l’un purifie et humidifie l’air, et l’autre transmet rapidement et efficacement le parfum à la partie du corps responsable de l’odeur, la région olfactive.
Selon les experts, le nez du chat agit comme un gaz à double usage très efficace, avec un réseau complexe de structures de voies respiratoires osseuses étroitement enroulées à blâmer, selon la première enquête complète sur les voies respiratoires nasales d’un chat domestique. Afin de simuler la façon dont l’air contenant des arômes typiques de nourriture pour chat passe à travers les structures enroulées lors de l’inhalation, les chercheurs ont construit un modèle informatique 3D du nez d’un chat. Ils ont constaté que l’air est divisé en deux flux, dont l’un purifie et humidifie l’air, et l’autre transmet rapidement et efficacement le parfum à la partie du corps responsable de l’odeur, la région olfactive.
Selon les experts, le nez du chat agit comme un gaz hautement efficace à double usage. En fait, le nez du chat est si efficace que sa structure peut inspirer une amélioration de la chromatographie en phase gazeuse existante. Alors que le long nez du crocodile imitait la chromatographie en phase gazeuse, les scientifiques pensent que la tête comprimée du chat a entraîné un changement évolutif qui a abouti à une structure labyrinthique des voies respiratoires qui non seulement convenait aux chats, mais les aidait également à s’adapter à divers environnements.
« C’est une bonne conception si vous y réfléchissez », a déclaré Kai Zhao, professeur agrégé d’oto-rhino-laryngologie à l’Ohio State College of Medicine et auteur principal de l’étude. « Pour les mammifères, l’odorat est très important pour trouver des proies, identifier le danger, trouver des sources de nourriture et suivre l’environnement. En fait, un chien peut sentir et savoir ce qui s’est passé – était-ce un ami ou non ? » il a dit. « C’est un merveilleux système olfactif – et je pense qu’il y a probablement différentes façons d’évoluer pour l’améliorer.
« En observant ces modèles de flux et en analysant les détails de ces flux, nous pensons qu’il pourrait s’agir de deux régions de flux différentes qui servent à deux fins différentes. » Le laboratoire de Zhao a déjà créé des modèles de nez de rat et d’humain pour étudier les modèles de flux d’air, mais le modèle de chat à haute résolution et les expériences de simulation sont les plus complexes à ce jour, basés sur des tomodensitogrammes précis de la tête d’un chat et la détermination au niveau microscopique des types de tissus tout au long du cavité nasale.
« Nous avons passé beaucoup de temps à développer le modèle et des analyses plus complexes pour comprendre les avantages fonctionnels de cette architecture », a-t-il déclaré. « Le nez d’un chat a probablement un niveau de complexité similaire à celui d’un chien, qui est plus complexe que celui d’un rongeur – et cela soulève la question – pourquoi le nez a-t-il évolué pour devenir si complexe? » Des simulations informatiques de la respiration ont révélé la réponse : lors de l’inhalation simulée, les chercheurs ont observé deux régions distinctes de flux d’air : l’air respiratoire filtré qui se diffusait lentement sur le toit de la bouche en se dirigeant vers les poumons, et un flux séparé contenant un parfum en mouvement. Rapidement à travers un passage central directement dans la région olfactive vers l’arrière de la cavité nasale. L’analyse a pris en compte l’emplacement de l’écoulement et la vitesse de son mouvement à travers le cornet, les structures osseuses à l’intérieur du nez.
« Nous avons mesuré la quantité de flux passant par des canaux spécifiques – un canal qui délivre le plus de produits chimiques odorants à la région olfactive, par rapport au reste, et nous avons analysé les schémas », a déclaré Zhao. « Afin de respirer un respirateur, les sous-turbines détournent le flux dans des canaux séparés, un peu comme la calandre d’une voiture, ce qui serait mieux pour la désinfection et l’humidification. » Mais vous voulez que la détection des odeurs soit très rapide, donc une branche émet une odeur à grande vitesse, ce qui pourrait permettre une détection rapide plutôt que d’attendre que l’air filtre à travers la zone respiratoire – la majeure partie de l’odeur serait perdue si l’air était nettoyé et le processus ralenti. «
La simulation a également montré que l’air qui se rend dans la région olfactive est recirculé dans des canaux parallèles lorsqu’il y arrive. « C’était en fait une surprise », a déclaré Zhao. « C’est comme lorsque vous reniflez, l’air est à nouveau libéré puis traité pendant une période plus longue. » Cette étude est la première à quantifier la différence de chromatographie en phase gazeuse entre les mammifères et les autres espèces – Zhao et ses collègues estiment que le nez d’un chat est 100 fois plus efficace pour détecter les odeurs qu’un nez droit de type amphibien dans un crâne de taille similaire – et à concevoir le théorie de la chromatographie en phase gazeuse parallèle : profils olfactifs parallèles alimentés par un flux à grande vitesse pour augmenter la longueur effective du trajet d’écoulement tout en ralentissant la vitesse locale du flux d’air, ce qui peut entraîner un meilleur traitement des odeurs.
« Nous en savons beaucoup sur la vision et l’ouïe, mais nous ne savons pas grand-chose sur le nez. Ce travail peut conduire à une meilleure compréhension des voies évolutives derrière les différentes structures nasales et du but fonctionnel qu’elles servent », a déclaré Zhao. Préféré
(Cette histoire n’a pas été éditée par l’équipe de Devdiscourse et a été automatiquement générée à partir d’un flux syndiqué.)
