Il sistema olfattivo dei canini, spesso definito olfatto del cane, rappresenta la modalità sensoriale più potente della specie, esibendo una complessità e uno sviluppo significativamente maggiori rispetto a quello degli esseri umani. Si stima che in alcune razze specializzate questa sensibilità sia fino a 10 milioni di volte superiore alle capacità olfattive umane. I cani possiedono circa quaranta volte più recettori sensibili all’olfatto rispetto agli esseri umani, con un numero che varia da circa 125 milioni a quasi 300 milioni in razze specifiche come i segugi. Questi numerosi recettori sono distribuiti su un’area paragonabile a un fazzoletto da taschino, in contrasto con i 5 milioni di recettori presenti in un’area grande quanto un francobollo negli esseri umani. Inoltre, l'olfatto canino incorpora l'organo vomeronasale, utilizzato principalmente per mediare le interazioni sociali.
I canini possiedono narici mobili, che facilitano la determinazione precisa della direzione dell'odore. A differenza dei modelli respiratori umani, i cani aspirano continuamente molecole di odore nei loro passaggi nasali attraverso rapide esplosioni di 3-7 annusate, senza richiedere il gonfiaggio completo dei polmoni. La struttura interna del naso di un cane comprende una formazione ossea unica, assente negli esseri umani, che dirige l'aria inalata su uno scaffale specializzato dove aderiscono le molecole dell'odore. Fondamentalmente, l'aria situata sopra questo ripiano rimane indisturbata durante la normale respirazione, consentendo l'accumulo di molecole profumate all'interno delle camere nasali. Questo accumulo molecolare intensifica l'odore percepito, consentendo ai cani di rilevare anche gli odori più sottili e potenzialmente discernere gli stati emotivi.
Uno studio che ha indagato sulle capacità di apprendimento comparativo di cani e lupi ha suggerito che i cani mostrano un'acuità olfattiva superiore nel localizzare il cibo nascosto; tuttavia, questa affermazione attualmente non dispone di dati sperimentali corroboranti.
Il rinario, o naso umido, svolge un ruolo fondamentale nell'identificazione della traiettoria delle correnti d'aria portatrici di odori. I recettori del freddo specializzati incorporati nella pelle sono altamente reattivi all'effetto di raffreddamento indotto dall'evaporazione dell'umidità dalla superficie del rinario dovuta al movimento dell'aria.
Funzione e meccanismo
Una parte sostanziale del cervello canino è destinata all'acquisizione e all'interpretazione delle informazioni olfattive, con il naso che funge da strumento principale per seguire la traccia attraverso l'annusare. L'animale esegue una sequenza di brevi inspirazioni ed espirazioni, facilitando il contatto delle molecole odorose con la sua mucosa olfattiva. Successivamente, queste molecole si dissolvono e vengono assorbite dalle cellule all’interno dell’epitelio olfattivo prima di trasdurre i segnali ai neuroni, che poi trasmettono queste informazioni al cervello. La ricerca indica che i cani che possiedono il naso allungato dimostrano prestazioni olfattive superiori rispetto a quelli con il naso brachicefalico (piatto). Inoltre, esiste una correlazione tra le dimensioni corporee e la capacità olfattiva, con i cani più grandi che generalmente mostrano un senso dell'olfatto più acuto rispetto ai cani più piccoli.
Il naso canino mantiene una temperatura notevolmente inferiore alla temperatura corporea interna dell'animale, migliorando così la sua sensibilità alle radiazioni termiche. Questa caratteristica fisiologica consente ai cani di rilevare anche le più sottili variazioni di calore.
Le capacità olfattive sono presenti nei cani fin dalla nascita, con un ulteriore sviluppo che avviene durante le prime due settimane di vita. È anche possibile l'apprendimento olfattivo prenatale, come evidenziato dalla capacità dei cani di acquisire informazioni sull'odore mentre si trovano nel grembo materno. Immediatamente dopo il parto, i cani utilizzano il senso dell'olfatto per identificare la madre. Inoltre, un cane è in grado di riconoscere gli alimenti specifici consumati dalla madre, avendo sviluppato una memoria olfattiva di queste sostanze prima della nascita.
Durante l'atto di annusare, i cani utilizzano inizialmente solo la narice destra. Dopo aver stabilito familiarità o conforto con un particolare profumo, successivamente impegnano la narice sinistra. Questo comportamento osservato dà credito all’ipotesi che i canini elaborino nuovi input sensoriali principalmente attraverso l’emisfero cerebrale destro, riservando l’emisfero sinistro per le risposte a stimoli familiari. Quando l'aria viene inalata durante l'annusamento, si biforca in un percorso superiore e uno inferiore. Il percorso inferiore, che convoglia la maggior parte dell'aria, la dirige verso i polmoni. Al contrario, il percorso superiore convoglia l’aria verso i recettori olfattivi responsabili del rilevamento del profumo. Il percorso inferiore serve anche per l'espirazione, un meccanismo che facilita l'accumulo di molecole di odore sui recettori olfattivi.
Comunicazione olfattiva
L'olfatto gioca un ruolo fondamentale ed ampio nella comunicazione canina. I canini si impegnano in un'indagine olfattiva diretta l'uno dell'altro o trasmettono informazioni tramite segnali chimici. Durante il contatto diretto, i cani maschi concentrano tipicamente i loro sforzi di annusamento sulle regioni posteriori degli altri cani, mentre le femmine spesso dirigono la loro attenzione verso la testa. Nel contesto della segnalazione chimica, la marcatura delle urine costituisce la modalità di comunicazione predominante. I cani possiedono la capacità di discernere vari attributi nell'urina di un altro cane, trasmettendo così dati relativi a fattori come lo stato sociale o il sesso.
Analisi comparativa con gli esseri umani
I cani possiedono un senso olfattivo significativamente più acuto rispetto agli esseri umani. Il naso di un tipico cane mostra una sensibilità che va da 100.000 a 1 milione di volte maggiore di quella di un essere umano, con il segugio, riconosciuto come la razza con le capacità olfattive più sviluppate, che raggiunge un senso dell'olfatto fino a 100 milioni di volte più sensibile. Inoltre, i cani presentano una mucosa olfattiva sostanzialmente più grande e una percentuale maggiore del cervello dedicata all’elaborazione delle informazioni olfattive. Mentre solo il 5% del cervello umano è dedicato alla percezione degli odori, nei cani questa percentuale sale al 33%. I cani sono in grado di rilevare odori nove ordini di grandezza più deboli di quelli percepibili dagli esseri umani, la cui soglia di rilevamento è di circa 1 parte per miliardo (ppb).
Fattori che influenzano la capacità olfattiva
Numerose variabili, tra cui età, sesso, razza, stato di salute, composizione della dieta e fattori ambientali, possono influenzare le capacità olfattive di un cane. Con l'avanzare dell'età, le prestazioni olfattive del cane e la capacità di acquisire nuovi riconoscimenti olfattivi diminuiscono. Gli studi indicano che i cani femmine generalmente mostrano un senso dell'olfatto superiore rispetto ai loro colleghi maschi. È noto che varie patologie, come il cimurro e gli acari nasali, compromettono l'acuità olfattiva del cane. È stato osservato un elevato senso dell'olfatto nei cani mantenuti con una dieta ricca di grassi e povera di proteine, un fenomeno per il quale esistono diverse spiegazioni teoriche.
L'umidità migliora le capacità di rilevamento dell'odore di un cane, principalmente perché il vapore acqueo intrappola gli odori persistenti e aumenta l'umidità all'interno dei passaggi nasali. Al contrario, temperature elevate aumentano la concentrazione di molecole di odore nell'aria, in particolare a livello del suolo dove opera il naso del cane. Tuttavia, le alte temperature possono anche eliminare i batteri benefici cruciali per il rilevamento dell'odore e possono di conseguenza ridurre l'efficacia operativa del cane.
Le condizioni del vento influiscono in modo significativo sull'olfatto canino. Una velocità del vento insufficiente può limitare la portata effettiva del rilevamento dell'odore, mentre una velocità del vento eccessiva impedisce un'identificazione accurata. La velocità del vento ottimale per il lavoro sui profumi è tipicamente compresa tra 3 e 10 chilometri orari. Inoltre, è stato dimostrato che la turbolenza atmosferica diminuisce la capacità del cane di individuare odori specifici.
Utilizzo umano delle capacità olfattive canine
Storicamente gli esseri umani hanno sfruttato le eccezionali capacità olfattive dei cani, inizialmente per la caccia e, in contesti più contemporanei, per un'ampia gamma di operazioni di ricerca specializzate.
Applicazioni per le forze dell'ordine
Le forze dell'ordine, compresi la polizia e i servizi doganali, impiegano ampiamente cani per il rilevamento di varie sostanze. Questi includono cadaveri, sangue, esplosivi, narcotici illeciti, prodotti elettronici di contrabbando e ingenti somme di denaro, in particolare quando questi articoli sono nascosti o difficili da individuare. I cani vengono spesso impiegati nelle scene del crimine o degli incidenti, in genere trasportati in veicoli delle forze dell'ordine appositamente adattati. In alternativa, possono operare da luoghi statici come valichi doganali o aeroporti.
Operazioni di ricerca e salvataggio
I cani vengono abitualmente utilizzati nelle missioni di ricerca e salvataggio.
Rilevamento della malattia
La ricerca indica che specifici cani possiedono la capacità di rilevare le malattie umane, in particolare varie forme di cancro. La rivista medica britannica The Lancet propose per la prima volta l'applicazione dei cani per il rilevamento del cancro nel 1989.
Cani da caccia
I cani da caccia vengono utilizzati per diversi ruoli nella caccia ai segugi, apprezzati principalmente per le loro eccezionali capacità di tracciamento, che implicano la localizzazione e l'odore della preda.
Cani per la ricerca del tartufo
Questi canini specializzati sono specificatamente addestrati per individuare i tartufi sotterranei.
Concorsi di lavori olfattivi
Le prove di lavoro sull'olfatto vengono condotte a livello internazionale, valutando la competenza di un cane nel localizzare e segnalare odori target specifici al suo conduttore. Gli odori target comuni utilizzati in queste classi competitive includono:
- Betulla (Betula lenta)
- Anice (Pimpinella anisum)
- Chiodi di garofano (Eugenia caryophyllata)
- Cipresso (Cupressus sempevirens)
L'American Kennel Club organizza gare di lavoro sull'olfatto in quattro ambienti di ricerca distinti: Container, Interno, Esterno e Sepolto. Per cani altamente abili è disponibile un livello avanzato "Detective", che integra elementi di tutti gli ambienti di ricerca sopra menzionati in un'unica sfida.
- Segugio del profumo
- Anatomia del cane