Кішки в основному покладаються на запах, щоб дізнатися один про одного, і часто збирають інформацію з сечі та інших слідів запаху, залишених навколо них. Ці хімічні сліди можуть продовжувати передаватись ще довго після того, як тварина, яка їх створила, померла.
Це створює головоломку. Багато молекул запаху випаровуються, руйнуються або змінюються з часом. Якщо запах еволюціонував безперервно, як інша тварина все ще зможе визначити, хто її залишив?
Дослідники з Японії, Німеччини та Іспанії під керівництвом Університету Івате, можливо, знайшли частину відповіді на домашніх котів. Їхні експерименти вказують на групу незвичайних жирних кислот, які можуть служити стійкими хімічними маркерами в котячій сечі.
Вчені ідентифікували 13 довголанцюгових жирних кислот (BFA). Конкретна суміш і співвідношення цих сполук відрізнялися від однієї кішки до іншої, але залишалися відносно постійними в межах однієї тварини. Поведінкові тести також показали, що коти можуть виявляти відмінності в профілях BFA при контролі інших ліпідів у сечі.
Отримані дані свідчать про те, що BFA можуть функціонувати як хімічні «візитні картки», які допомагають зберігати інформацію про особистість людини. Дослідження буде опубліковано Сучасна біологія.
Кішки запам’ятовують запах сечі
Перш ніж шукати хімічні речовини, дослідники спочатку повинні визначити, чим коти сприймають сечу по-різному від людей.
Коли коти неодноразово піддавалися тому самому зразку сечі, вони поступово витрачали менше часу на його дослідження. Але коли ввели сечу іншого кота, їхній інтерес знову досяг піку, і вони витрачали більше часу на нюхання.
Цікаво, що коти майже не реагували на запах сечі, на який вони раніше зазнавали впливу, навіть через кілька місяців. Ця закономірність показує, що коти можуть довгостроково запам’ятовувати запахи сечі.
Дослідники також досліджували реакцію Флехмана, характерний вираз відкритого рота, який часто спостерігається, коли коти досліджують певні запахи. Кішки виявляють цю реакцію частіше, коли відчувають запах незнайомої сечі, ніж коли відчувають запах своєї.
Оскільки одна й та сама сеча подавалася знову і знову, реакція полум’я зменшувалася. Однак, коли була введена сеча від іншого кота, відповідь знову посилилася.
«Після підтвердження того, що коти можуть розрізняти окремі запахи сечі, ми використали реакцію Флехмана як ключ до ідентифікації молекул сечі, які можуть сприяти розпізнаванню окремих запахів», — сказав професор Масао Міядзакі з Університету Івате, який керував дослідницьким проектом.
13 Незвичайні жирні кислоти утворюють чіткі профілі
Використовуючи поведінку котів як орієнтир, вчені звузили пошук до фракції ліпідів сечі, яка містила незвичайні BFA.
Зрештою вони ідентифікували 13 із цих сполук. Грунтуючись на огляді наявної наукової літератури, дослідники не знайшли жодних попередніх повідомлень про ті самі BFA у фекаліях чи виділеннях ссавців.
Що виділялося, так це не просто наявність сполук, але і модель, яку вони утворювали. Кожна кішка мала профіль BFA, визначений складом і відносною кількістю різних жирних кислот.
Ці профілі суттєво відрізнялися між тваринами, залишаючись відносно стабільними, коли зразки одних і тих самих котів брали в різні дати.
Генетика також відіграє певну роль. Споріднені коти, як правило, мали більш високий рівень BFA, хоча кожна тварина зберігала окремий профіль навіть у межах однієї родини.
Зв’язки також були відносно стабільними. Багато летких хімічних речовин, відповідальних за запах сечі, швидко змінюються після осідання сечі. Навпаки, BFA є напівтвердими і випаровуються повільніше.
У зразках, змочених сечею, які зберігалися при 25°C, чіткі профілі BFA, пов’язані з окремими котами, були відносно стабільними протягом принаймні 24 годин.
Коти можуть виявляти хімічні відмінності
Потім дослідники перевірили, чи можуть коти самі розрізняти ці шаблони BFA.
Вони контролювали інші ліпідні компоненти у зразках сечі та замінювали лише фракцію BFA, отриману від донорів. Кішки, які вже звикли до початкового зразка, почали більше нюхати, коли фракцію BFA змінили.
Ці поведінкові зміни були доказом того, що коти сприймають відмінності між окремими композиціями BFA.
Результат підтверджує ідею, що ці жирні кислоти можуть містити важливу інформацію про особистість, а не є просто незвичайними хімічними побічними продуктами.
Секрети столітніх нирок
Слідство також виявило несподіваний факт про нирки.
Дослідники виявили BFA в нирках, але не в інших тканинах, які вони досліджували. Серед нейтральних ліпідів, що зберігаються в краплинах кори нирок, також є ліпіди, що містять BFA.
Ці ниркові ліпідні краплі спантеличили вчених більше століття. Відомо, що у кішок їх багато, але їх біологічне призначення залишається невідомим.
Нові відкриття дозволяють краплям діяти як резервуари для зберігання ліпідів, що містять BFA.
Такий резервуар може допомогти зберегти хімічний підпис кота, навіть якщо дієта або фізіологічні умови тимчасово змінюються. Буферизуючи ці короткочасні коливання, нирка може допомогти підтримувати індивідуальний хімічний профіль сечі.
«Краплі ліпідів у котячих нирках відомі вже понад століття, але чому у котів їх так багато», — сказав Міядзакі. «Наші результати показують, що одна з їхніх функцій може полягати в підтримці стабільного хімічного сигнатури в сечі. Як BFA, що зберігаються в ліпідах нирок, зрештою виводяться в сечу, є важливим питанням для майбутніх досліджень».
Подібна хімія спостерігається в родині котячих
Дослідники також досліджували домашніх кішок, щоб перевірити, чи виявлено такі ж риси в родині котячих.
Сполуки, пов’язані з БФА, були виявлені в сечі та краплях ліпідів у нирках у кількох видів котячих, включаючи левів, тигрів, леопардів, ягуарів, рисей та кота Іріомот.
Однак точні профілі BFA відрізнялися між видами. Дослідники також спостерігали відмінності як у кількості, так і в розподілі крапель ліпідів у нирках.
Відмінності були навіть помічені між котом Іріомоте та тигровим котом Цусіма, двома географічно ізольованими формами тигрового кота, що зустрічаються в Японії.
Разом ці спостереження свідчать про те, що хімія та фізіологія нирок, пов’язаних з BFA, можуть бути широко поширеними серед Felidae, змінюючись і урізноманітнюючись протягом еволюції котячих.
Ще не доведено, чи леви, тигри та інші дикі тварини справді використовують ці сполуки для розпізнавання конкретних людей.
Як мінливий запах може зберегти індивідуальність
Відкриття також стосується ширшої проблеми спілкування тварин.
Мітки запаху повинні передавати корисну інформацію, навіть якщо їх хімічний склад змінюється після їх розміщення. Розуміння того, як тварина може залишати після себе стабільний сигнал ідентичності, незважаючи на ці хімічні зміни, давно було головним питанням.
Миші пропонують відоме рішення. У мишей основні білки сечі допомагають зберігати індивідуальну інформацію в сечі. Однак вчені не створили подібної системи ідентифікації білків у багатьох інших ссавців.
Кішки можуть використовувати іншу стратегію.
Замість того, щоб покладатися переважно на білки, вони можуть створити унікальну комбінацію напівдеградованих молекул ліпідів. Оскільки ці сполуки зникають повільніше та можуть підтримуватися ліпідним резервуаром у нирках, вони можуть підтримувати хімічну ідентичність людини з часом.
Потенційне використання хімічних засобів для запаху котів
В даний час робота є фундаментальним дослідженням і не дає відразу нових продуктів і технологій. Однак результати вказують на кілька потенційних застосувань у майбутньому.
Краще розуміння BFA може зрештою призвести до методів контролю запаху котячої сечі.
Результати дослідження нирок також можуть допомогти дослідникам зрозуміти, чому накопичення ліпідів є нормальною фізіологічною особливістю в одних випадках, але пов’язане із захворюванням в інших.
Це може навіть мати наслідки для збереження дикої природи. Якщо дослідники зможуть показати, що профілі BFA надійно ідентифікують ту саму тварину в кількох зразках сечі, сеча, зібрана з навколишнього середовища, може запропонувати неінвазивний спосіб моніторингу рідкісних диких котячих без захоплення або безпосереднього спостереження за ними.
Тож те, що розпочалося як пошук хімії, що стоїть за розпізнаванням котячих запахів, може допомогти пояснити як столітню таємницю котячих нирок, так і ширше питання про те, як тварини залишають впізнавану особистість у навколишньому середовищі.
